敖 宇,杨健晟

(贵州大学电气工程学院,贵州 贵阳 550025)

0 引 言

火焰的稳定燃烧是燃烧设备安全高效运行的前提。而燃烧过程的多样性与复杂性[1-4]，使燃烧过程持续稳定地进行变得十分困难。因此对燃烧火焰动态特性进行检测和分析是优化燃烧过程、确保安全生产的有效手段。闪烁频率是火焰的重要动态特征，它能直接表征燃烧过程的状态[5-7]。火焰闪烁频率的识别，对燃烧诊断和燃烧进程的优化起重要作用。

常用的火焰闪烁频率检测方法是基于辐射光能原理[8-10]。该类方法是根据燃烧过程中火焰向外辐射的光谱信息来获取火焰闪烁频率。如袁宏永等[9]基于辐射光能原理设计了火焰红外辐射的数据采集系统。蔡小舒等[10]利用探针测量火焰辐射谱的分布强度和火焰的闪烁频率等。但是这些方法存在一定的局限性，如需要增加额外电路，难以适应大范围变化的负荷，动态闪烁范围小，难以获得原有的信息等。随着光电传感器技术和数字图像处理技术的快速发展，也有研究者利用图像处理方法来获取火焰闪烁频率、火焰的结构以及温度[11-15]等物理信息。如Huang等[15]通过CCD相机采集火焰视频图像分析能量谱密度，进而获取火焰的闪烁频率；沈诗林[11]提出了基于图像处理的火焰闪烁频率识别方法等。由于这些方法易受外界灯光等因素的干扰，使得这些方法难以获取火焰的准确能量谱密度，且处理复杂，不能实现闪烁区域的可视化。另外也有研究人员利用火焰高度变化、燃烧音强度、火焰偏转角度、火焰内部涡旋结构[11]等方法间接测量火焰闪烁频率。……