專利名稱：煙道煙塵顆粒的視覺采樣系統(tǒng)及監(jiān)測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種檢測采樣系統(tǒng)，特別涉及一種煙道煙塵顆粒的視覺采樣 系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著人類對煙塵污染危害性的認(rèn)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(yīng)制定了各種排放標(biāo)準(zhǔn)和法 規(guī)。污染物排放總量的控制是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，而確定污染物的排放量 是總量控制的基礎(chǔ)。污染物的排放量的測量需要一定的檢測手段，檢測結(jié)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(jìn)一步計算出在一定時間內(nèi)排放源的總體排放水平。 因此，研制在線連續(xù)測量煙塵顆粒物粒徑和濃度的儀器系統(tǒng)，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(shí)現(xiàn)煙塵排放在線實(shí)時檢測的首要部分。因此， 對于采用計算機(jī)視覺技術(shù)的煙道煙塵在線監(jiān)測系統(tǒng)，能夠清晰地高質(zhì)量獲取 煙道的圖像信息是系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵。
煙道是一個密閉的環(huán)境，其內(nèi)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(nèi)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(nèi)容的單色圖像，無法從中分辨或識別出煙塵顆粒。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對現(xiàn)有缺乏有效的煙道煙塵顆粒圖像獲取和監(jiān)測技術(shù)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(zhì)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(fā)明的技術(shù)方案為 一種煙道煙塵顆粒的視覺采樣系統(tǒng)，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(jī)，圖像傳感器和照明 光源安裝在煙氣排放通道的同側(cè)面開口處，其中圖像傳感器和側(cè)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(jī)內(nèi)。
本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明實(shí)現(xiàn)煙塵排放在線實(shí)時檢測，對控制大 氣污染提供有力的依據(jù)。


圖1是本發(fā)明煙道煙塵顆粒的視覺采樣方法示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示本發(fā)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l，此處采用銫燈產(chǎn)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(cè)面開口處。 此處的煙道是煙氣排放通道(鍋爐一〉靜電除塵裝置一〉煙道一〉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(huán)境溫度條件，在圖像傳感器2對應(yīng)的煙氣排放通
道的側(cè)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(nèi)
部的高溫，氣幕簾技術(shù)可以防止和清除窗口表面粘附煙塵顆粒，否則窗口表面產(chǎn)生的積塵會使圖像傳感器不能清晰甚至無法獲取煙道內(nèi)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(qū)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(rèn)的。圖像采集卡9將圖像傳感器2 的圖像信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式后送入計算機(jī)，工控計算機(jī)10將數(shù)據(jù)存儲并顯示， 亦可以通過計算機(jī)應(yīng)用軟件來達(dá)到監(jiān)視測量報警功能。
工控計算機(jī)通過軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、顯示，自由定義參數(shù)和設(shè)定參數(shù) 值生成圖表，設(shè)定極限值報警，形成可隨時監(jiān)視煙塵濃度并報警的監(jiān)測系統(tǒng)， 舉例具體監(jiān)測軟件操作步驟如下
1、 設(shè)定煙塵測量程序運(yùn)行起始時間；
2、 設(shè)定煙塵粒度極限設(shè)置，即報警參數(shù)設(shè)定；
3、 對比參數(shù)極限設(shè)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?yōu)榧t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) 一顆粒數(shù)(Y軸)直方圖顯示；
6、 數(shù)據(jù)曲線顯示，時間一粒度(％)圖形，橫軸對應(yīng)數(shù)據(jù)記錄時間，縱軸對 應(yīng)煙塵粒度；
7、 報警喇叭開關(guān)打開，煙塵粒度大于設(shè)定值，將發(fā)出報警聲；
8、 自動打印報警數(shù)據(jù)功能開關(guān)打開，設(shè)定自動打印報警數(shù)據(jù)的時間跨度值， 即發(fā)出報警時刻前、后的時間長度值；煙塵粒度大于設(shè)定值時，根據(jù)設(shè)定的時間值自動打印數(shù)據(jù)曲線，顯示超標(biāo)值和時間。
以上設(shè)置操作可根據(jù)具體的需要選定設(shè)定，以實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時監(jiān)測與報警 的功能。
權(quán)利要求
1、一種煙道煙塵顆粒的視覺采樣系統(tǒng)，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(jī)，圖像傳感器和照明光源安裝在煙氣排放通道的同側(cè)面開口處，其中圖像傳感器和側(cè)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(jī)內(nèi)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的煙道煙塵顆粒的視覺采樣系統(tǒng)，其特征在于所述隔 熱氣幕簾采用耐熱的高透光石英玻璃隔絕煙道內(nèi)部的高溫。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的煙道煙塵顆粒的視覺采樣系統(tǒng)，其特征在于所述照 明光源采用銫燈產(chǎn)生均勻的平行光。
4、 一種煙道煙塵顆粒的視覺采樣監(jiān)測方法，計算機(jī)從煙道煙塵顆粒的視覺采樣系統(tǒng)得到數(shù)據(jù)后，由監(jiān)測軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，具體操作步驟如下(1) 設(shè)定煙塵測量程序運(yùn)行起始時間；(2) 設(shè)定煙塵粒度極限設(shè)置，即報警參數(shù)設(shè)定；(3) 對比參數(shù)極限設(shè)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?yōu)榧t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) 一顆粒數(shù)(Y軸)直方圖顯示；(6) 數(shù)據(jù)曲線顯示，時間一粒度(％)圖形，橫軸對應(yīng)數(shù)據(jù)記錄時間，縱軸對應(yīng)煙塵粒度；(7) 報警喇叭開關(guān)打開，煙塵粒度大于設(shè)定值，將發(fā)出報警聲；(8) 自動打印報警數(shù)據(jù)功能開關(guān)打開，設(shè)定自動打印報警數(shù)據(jù)的時間跨度值， 即發(fā)出報警時刻前、后的時間長度值；煙塵粒度大于設(shè)定值時，根據(jù)設(shè)定的 時間值自動打印數(shù)據(jù)曲線，顯示超標(biāo)值和時間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種煙道煙塵顆粒的視覺采樣系統(tǒng)及監(jiān)測方法，反映排入大氣中的煙塵顆粒情況的煙道的煙氣排放通道口安裝圖像傳感器和照明光源，圖像傳感器獲取煙道中的煙塵圖象信息通過采集卡進(jìn)入計算機(jī)內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)煙塵排放在線實(shí)時檢測，對控制大氣污染提供有力的依據(jù)。
文檔編號G01N21/00GK101308081SQ20081003653
公開日2008年11月19日 申請日期2008年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月24日
發(fā)明者戴曙光, 穆平安, 金晅宏 申請人:上海理工大學(xué)