基于圖像檢測的火焰溫度場測量及三維重建的研究.pdf

1、從動態(tài)燃燒火焰圖像中獲取火焰的溫度信息是燃燒診斷領(lǐng)域非常重要的研究內(nèi)容。本文結(jié)合輻射傳遞的計算方法及逆向MonteCarlo方法，以輻射反問題研究作為基礎(chǔ)，建立一套利用彩色CCD攝像機且適合于空間介質(zhì)的火焰三維溫度場重建模型。
　　 對于大空間的彌散介質(zhì)溫度場重建，其特點是在于介質(zhì)為吸收、發(fā)射和散射的介質(zhì)，輻射源相對于接收器(CCD成像靶面)很大，因此需要建立一個效率高、適應(yīng)性廣的三維溫度場重建模型，這是本文研究的一個重點。對于

2、如何不考慮重建區(qū)域內(nèi)的火焰形狀，重建出適合于對稱和非對稱火焰的模型，是本文研究的另一個重點。
　　 首先，介紹了比色測溫方法的基本原理，討論了由被測物體的灰度值變化和CCD傳感器響應(yīng)波長帶寬的非理想性引起的測溫誤差，提出了相應(yīng)的校正方法，并進行實驗驗證該測溫方法的準(zhǔn)確性。
　　 其次，詳細介紹了基于MonteCarlo方法下空間介質(zhì)的輻射傳遞的過程，經(jīng)過與模擬的溫度場進行對比研究，驗證算法的可行性。再結(jié)合透鏡光學(xué)成像原理

3、，計算介質(zhì)燃燒火焰的輻射光學(xué)成像。
　　 然后，研究分析了計算輻射傳熱的基于逆向MonteCarlo方法，在此基礎(chǔ)上創(chuàng)新性推導(dǎo)出基于逆向MonteCarlo方法的三維溫度場重建模型。該模型充分考慮到空間介質(zhì)的吸收、發(fā)射和散射的三種特性，并且重建時間短，非常適合于大輻射源和CCD成像靶面小的計算情況。采用算例分析了幾種因素對三維溫度場重建精度的影響，結(jié)果表明逆向MonteCarlo方法重建效率較高，重建誤差較小。
　　 最