[發明專利]一種基于圖像拼接的空冷凝汽器散熱面溫度場測量方法

有效

• 申請號: 201310093416.8
• 申請日: 2013-03-22
• 公開（公告）號: CN103217221B
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 李小路;徐立軍;陳路路;成艷亭
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

【技術領域】

本發明涉及一種空冷凝汽器散熱面溫度場測量方法，尤其涉及一種基于圖 像拼接的空冷凝汽器散熱面溫度場測量方法。

【背景技術】

我國“貧油、少氣、多煤”的一次能源結構決定了在今后相當長的時間內， 燃煤火力發電仍將在我國發電領域占主導地位，但我國富含煤炭資源的北方地 區如內蒙古、山西、陜西等的水資源嚴重匱乏。水資源短缺已經成為制約該地 區火力發電的首要因素。

在火力發電廠發展空冷技術是一項非常有效的節水措施。國家電力公司曾 于1999年下發了《火力發電廠節約用水的若干意見》，特別規定了“計劃部門在 富煤缺水地區規劃電廠時，要把節約用水作為一個首要的考慮因素，積極推廣 應用空冷技術”。

空冷系統主要由空冷凝汽器、排汽管道系統、凝結水收集系統、抽真空系 統、控制系統和空冷凝汽器清洗裝置6個子系統組成，其中，蒸汽分配管與其 周圍散熱翅片的上表面構成了空冷凝汽器的散熱面。空冷凝汽器散熱面的溫度 場是一個非常重要的參數，在研究環境溫度、散熱面表面污濁程度、自然風等 對空冷系統熱力性能和換熱效果的影響中都需要對溫度場進行測量；另外，可 以根據溫度場優化空冷機組運行、優化空冷設備沖洗，進而可以達到提高真空、 降低能耗的目的。

各種測溫方法都是基于物體的某些物理化學性質與溫度之間一定的關系， 例如物體的幾何尺寸、顏色、電導率、熱電勢和輻射強度等都與物體的溫度有 關。當溫度不同時，以上這些參數中的一個或幾個會隨之發生變化，通過測量 變化參數就可間接的實現被測物體溫度的測量。目前，測溫方法已從傳統的基 于熱脹冷縮原理、熱電效應、熱阻效應等接觸式測溫發展到現在的基于輻射、 聲學的非接觸式測溫，測溫方法有了很大的改進。

紅外輻射測溫作為新興的測溫方法能夠實現連續溫度場的測量，并且該方 法屬于非接觸式測溫不會破壞被測介質的溫度場，具有測溫范圍廣、理論上沒 有測溫上限、響應速度快、靈敏度高、分辨率強等特點，因此該方法廣泛應用 于溫度場的測量。但是對空冷凝汽器散熱面溫度場測量的研究還比較缺乏，國 內外的相關文獻及專利比較少。華北電力大學杜小澤教授曾利用紅外輻射對空 冷散熱面溫度場進行測量，得到了空冷散熱面的連續溫度分布規律。其采用的 測量方法是利用紅外熱像儀進行遠距離拍攝，通過調整測溫距離實現一幅紅外 圖像覆蓋整個空冷凝汽器散熱面。這種測量方法雖然簡單，但是測量誤差很大， 獲取的圖像分辨率較低，看不清圖像細節。

【發明內容】

上述討論引入了一個思路，即，可以基于紅外輻射測溫原理，利用紅外熱 像儀拍攝整個空冷凝汽器散熱面，通過獲取的紅外圖像研究空冷凝汽器散熱面 的溫度分布規律。

紅外熱像儀在較大測溫距離下視野較大，拍攝得到的紅外圖像分辨率較低， 看不清圖像細節；雖然采用廣角鏡頭可以遠距離獲取大視野的高分辨率圖像， 但獲取的圖像一般帶有廣角畸變，不適合普遍應用。因此，如何利用紅外熱像 儀獲取被測大面積物體的高分辨率圖像是紅外熱像儀應用中的一個難點。而利 用圖像拼接算法可以實現多張高分辨率局部紅外圖像的拼接，從而獲得大面積 物體的完整紅外圖像，是解決上述問題的一個有效方法。

本發明的實施例即提供一種基于圖像拼接的空冷凝汽器散熱面溫度場測量 方法。利用紅外圖像拼接技術能夠獲得整個空冷凝汽器散熱面的完整紅外圖像， 并且圖像細節豐富，分辨率較高；利用紅外熱像儀自身的測溫功能，并通過熱 電偶測溫對其進行參數修正，然后將獲取完整空冷凝汽器散熱面紅外圖像的方 法應用于相應的溫度矩陣，可以獲得整個空冷凝汽器散熱面的溫度分布。

本發明的實施例中所使用的圖像是通過IRT513-B在線式紅外熱像儀在華 電靈武電廠#3空冷機組拍攝獲得。具體的拍攝方案是將四臺紅外熱像儀縱向安 裝于被測空冷凝汽器散熱面相對一側的清洗支架上，分別調整四個紅外熱像儀 的姿態，使得四臺紅外熱像儀同時進行一次拍攝時能夠覆蓋散熱面的縱向范圍， 并且上下相鄰兩臺紅外熱像儀的視場之間有重疊區域；然后快速移動清洗支架 進行下一次拍攝，控制清洗支架的單步移動距離，保證相鄰兩次拍攝的紅外圖 像之間有重疊區域；紅外熱像儀通過以太網與交換機相連；交換機將獲取的紅 外圖像以無線的方式傳送給計算機，計算機接收、顯示紅外圖像，并對圖像拍 攝過程中紅外熱像儀的調節(調焦、快門調節以及對比度、調色板的調節)進 行控制。