[發明專利]煙道煙塵顆粒的視覺采樣系統及監測方法

無效

• 申請號: 200810036534.4
• 申請日: 2008-04-24
• 公開（公告）號: CN101308081A
• 公開（公告）日: 2008-11-19
• 發明（設計）人: 戴曙光;穆平安;金晅宏
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: G01N15/00
• 分類號: G01N15/00;G01N21/00;G08B21/12
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司
• 代理人: 吳寶根

技術領域

本發明涉及一種檢測采樣系統，特別涉及一種煙道煙塵顆粒的視覺采樣系統。

背景技術

隨著人類對煙塵污染危害性的認識的深入，人們對各污染源排放的煙塵的濃度和粒徑提出了更高的要求，各國政府也相應制定了各種排放標準和法規。污染物排放總量的控制是一項復雜的系統工程，而確定污染物的排放量是總量控制的基礎。污染物的排放量的測量需要一定的檢測手段，檢測結果是衡量各污染單位排放量的最直接、最有說服力的憑證。對于煙塵控制而言，測得煙塵排放濃度可以進一步計算出在一定時間內排放源的總體排放水平。因此，研制在線連續測量煙塵顆粒物粒徑和濃度的儀器系統，對控制大氣污染有著極為重要的意義。

煙道煙塵顆粒的取樣是實現煙塵排放在線實時檢測的首要部分。因此，對于采用計算機視覺技術的煙道煙塵在線監測系統，能夠清晰地高質量獲取煙道的圖像信息是系統成敗的關鍵。

煙道是一個密閉的環境，其內壁粘附者煙塵顆粒。如果采用通常手段攝取圖像，由于作為背景的煙道內壁與煙道中流動的煙塵顆粒具有同樣的顏色，因此獲取的只是沒有任何內容的單色圖像，無法從中分辨或識別出煙塵顆粒。

發明內容

本發明是針對現有缺乏有效的煙道煙塵顆粒圖像獲取和監測技術的問題，提出了一種煙道煙塵顆粒的視覺采樣方法，能夠清晰地高質量獲取煙道的圖像信息，等價地反映了煙囪和最終被排入大氣中的煙塵顆粒情況。

本發明的技術方案為：一種煙道煙塵顆粒的視覺采樣系統，包括能反映排入大氣中的煙塵顆粒情況的煙道及煙氣排放通道，其特征在于還包括圖像傳感器、照明光源、隔熱氣幕簾、圖像采集卡、計算機，圖像傳感器和照明光源安裝在煙氣排放通道的同側面開口處，其中圖像傳感器和側面開口處中間安裝隔熱氣幕簾，防止和清除窗口表面粘附煙塵顆粒，照明光源安裝角度使照明光源的光軸與圖像傳感器的水平攝像軸線相交于煙道的中間位置，保證圖像傳感器的聚焦面有足夠的照度，圖像傳感器獲取煙道中的煙塵圖象信息通過圖像采集卡送入計算機內。

本發明的有益效果在于：本發明實現煙塵排放在線實時檢測，對控制大氣污染提供有力的依據。

附圖說明

圖1是本發明煙道煙塵顆粒的視覺采樣方法示意圖。

具體實施方式

如圖1所示本發明煙道煙塵顆粒的視覺采樣方法示意圖，煙道8是一個黑暗的密封體，因此采集圖像必須借助一定的光源1，此處采用銫燈產生均勻的平行光。圖像傳感器2和照明光源1安裝在煙氣排放通道8的側面開口處。此處的煙道是煙氣排放通道(鍋爐-＞靜電除塵裝置-＞煙道-＞煙囪)的一部分，它等價地反映了煙囪和最終被排入大氣中的煙塵顆粒4情況。為保證圖像傳感器能夠正常工作的環境溫度條件，在圖像傳感器2對應的煙氣排放通道的側面開口安裝一隔熱氣幕簾3，它采用耐熱的高透光石英玻璃隔絕煙道內部的高溫，氣幕簾技術可以防止和清除窗口表面粘附煙塵顆粒，否則窗口表面產生的積塵會使圖像傳感器不能清晰甚至無法獲取煙道內部的圖像。安裝圖像傳感器2和照明光源1時，使照明光源的光軸5與圖像傳感器的水平攝像軸線7相交于煙道的中間位置，即采樣區6，光源安裝的位置和光軸傾斜的角度保證圖像傳感器的聚焦面有足夠的照度，但又不照亮成象的背景，這樣可以清晰地獲取煙道8中間的煙塵圖象信息。如果安裝不能滿足如此要求，那么煙塵顆粒在同色的背景上是難以辨認的。圖像采集卡9將圖像傳感器2的圖像信息轉換為數字形式后送入計算機，工控計算機10將數據存儲并顯示，亦可以通過計算機應用軟件來達到監視測量報警功能。

工控計算機通過軟件對數據進行處理、顯示，自由定義參數和設定參數值生成圖表，設定極限值報警，形成可隨時監視煙塵濃度并報警的監測系統，舉例具體監測軟件操作步驟如下：

1、設定煙塵測量程序運行起始時間；

2、設定煙塵粒度極限設置，即報警參數設定；

3、對比參數極限設置，得出對比曲線；

4、光源正常/異常指示，光源正常時為綠色，如果異常變為紅色，表示光源可能壞了或光源亮度衰減過大，需要更換燈泡；

5、顆粒直徑(X軸)-顆粒數(Y軸)直方圖顯示；

6、數據曲線顯示，時間-粒度(％)圖形，橫軸對應數據記錄時間，縱軸對應煙塵粒度；

7、報警喇叭開關打開，煙塵粒度大于設定值，將發出報警聲；