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基于图像处理的氧乙炔火焰热流密度检测技术研究

作　者: 李东生
导　师: 王召巴
学　校: 中北大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 图像处理氧乙炔火焰温度热流密度比色法
分类号: TP274.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 122次
引　用: 3次
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内容摘要

绝热材料广泛应用于航天、弹箭发动机、推进剂生产等领域，用氧乙炔法进行烧蚀试验，测量绝热材料的线烧蚀率、质量烧蚀率、绝热指数、透烧率等参数是进行质量检测的基本手段，也是进行科研优化筛选和生产质量控制不可替代的方法。氧乙炔烧蚀试验机作为检测的基本设备，它的热源是点燃的氧乙炔混合气体，由于氧乙炔火焰温度和热流密度与烧蚀测试结果间存在着极其密切的关系，因而准确和实时测量火焰温度和热流密度显得尤为重要。因此，本文提出了基于CCD和图像处理技术相结合的火焰温度测量系统，通过火焰温度可以得到热流密度，为氧乙炔火焰热流密度测量提供了新的方法。首先，本文根据YS-2型氧乙炔烧蚀实验机不同截面的火焰温度及热流密度测量的要求，分析了氧乙炔烧蚀热流密度检测技术现状和存在的问题，提出了非接触式热流密度测量方法。其次，利用热电偶、氧乙炔烧蚀机、三维平移台、CCD摄像机、计算机等搭建一套火焰温度测量系统，建立了温度测量的数学模型，分析了测量系统误差，并针对该系统提出了火焰温度辐射测量方法．用热电偶测量氧乙炔火焰固定区域的温度，同时CCD拍摄火焰图像，通过双比色法、双比色改进算法、三比色法分别计算所拍摄火焰图像的固定区域的温度，并与热电偶测量的火焰固定区域的温度进行比较，分析误差大小，选择最优的火焰温度计算处理方法。最后，采用最优计算处理方法得到火焰的温度伪彩色图和等温线图，通过火焰温度得出相对喷嘴不同位置的热流密度，实验结果表明，此处理方法对氧乙炔火焰温度及热流密度测量是可行的。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章绪论  9-13
  1.1 课题的目的和意义  9
  1.2 国内外研究现状  9-12
  1.3 本课题研究的内容  12-13
第二章氧乙炔烧蚀热流密度测量原理  13-17
  2.1 当前热流密度的测量方法  13-15
    2.1.1 测量原理  13
    2.1.2 氧乙炔烧蚀实验机的组成及工作原理  13-15
  2.2 非接触式热流密度的测量方法提出  15-16
    2.2.1 测量系统组成  15
    2.2.2 测量原理  15-16
  2.3 本章小结  16-17
第三章辐射测温原理及色度理论  17-26
  3.1 辐射测温原理  17-20
    3.1.1 辐射的基本原理  17
    3.1.2 热辐射的基本定律  17-20
  3.2 色度学原理  20-22
    3.2.1 颜色定量  20-21
    3.2.2 色度坐标  21-22
  3.3 CCD测温理论基础  22-25
  3.4 本章小结  25-26
第四章氧乙炔烧蚀火焰的温度测量  26-52
  4.1 火焰温度测量系统  26-29
    4.1.1 测量系统的组成  26-28
    4.1.2 测量系统工作原理  28-29
  4.2 测量系统数学模型的建立  29-31
  4.3 火焰温度场辐射测量方法  31-36
    4.3.1 双比色法测温原理及计算方法  31-33
    4.3.2 双比色改进算法测量原理及计算方法  33-35
    4.3.3 三比色法测量原理及计算方法  35-36
  4.4 任意点火焰温度的测量  36-49
    4.4.1 双比色法测量火焰温度  37-43
    4.4.2 双比色改进算法测量火焰温度  43-44
    4.4.3 三比色法测量火焰温度  44-47
    4.4.4 选择最优测量火焰温度方法  47-49
  4.5 温度测量过程中存在的误差分析  49-51
    4.5.1 测量系统误差分析  49-50
    4.5.2 温度计算过程中产生的误差分析  50-51
  4.6 本章小结  51-52
第五章氧乙炔烧蚀火焰热流密度测量实验  52-55
  5.1 实验结果与分析  52-54
  5.2 本章小结  54-55
总结与展望  55-57
参考文献  57-61
致谢  61-62
攻读硕士期间发表的论文  62

基于图像处理的氧乙炔火焰热流密度检测技术研究

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