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原文传递用于开放燃烧环境中的三维辐射和气体物质场估计的装置和方法

专利名称：	用于开放燃烧环境中的三维辐射和气体物质场估计的装置和方法
摘要：	本发明公开了一种用于测量开放燃烧环境中的火焰的发射的过程。在至少一个选定光谱带中从多个图像捕获设备中的每一个图像捕获设备接收捕获图像。多个图像捕获设备中的每一个图像捕获设备都从不同的透视角度在来自燃烧方法的火焰上进行训练。根据捕获图像估计至少一个光谱带中的火焰的光谱路径长度。根据捕获图像估计火焰的发射辐射，并且根据所估计的发射辐射估计火焰的温度。根据火焰温度和火焰光谱路径长度估计火焰的气体物质浓度。根据气体物质浓度测量火焰的发射。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	美国;US
申请人：	霍尼韦尔国际公司
发明人：	库尔特·克劳斯;马修·马丁;欧邝温;沙拉斯·文卡特莎
专利状态：	有效
申请日期：	2018-01-23T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-03T00:00:00+0800
申请号：	CN201880007954.1
公开号：	CN110199190A
代理机构：	北京同立钧成知识产权代理有限公司
代理人：	杨贝贝;臧建明
分类号：	G01N21/27(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	美国新泽西州
主权项：	1.一种用于测量开放燃烧环境中的火焰(82)的发射的方法，包括：在至少一个选定光谱带中从多个图像捕获设备(90,90a,90b,90c,92)中的每一个图像捕获设备接收捕获图像，其中所述多个图像捕获设备中的每一个图像捕获设备都从不同的透视角在来自燃烧方法的所述火焰上进行训练；根据所述捕获图像估计所述至少一个光谱带中的所述火焰的光谱路径长度；根据所述捕获图像估计所述火焰的发射辐射；根据所估计的发射辐射估计所述火焰的温度；根据所估计的火焰温度和所估计的火焰光谱路径长度估计所述火焰的气体物质浓度；以及根据所估计的气体物质浓度测量所述火焰的发射。 2.根据权利要求1所述的方法，其中所述图像捕获设备包括多光谱图像捕获设备；其中所述多个光谱带中的一个或多个选定光谱带包括多个选定光谱带，并且其中所述接收捕获图像包括在所述多个选定光谱带中的每一个选定光谱带中从多个图像捕获设备中的每一个图像捕获设备接收捕获图像；以及其中所述估计所述火焰的光谱路径长度包括估计所述多个选定光谱带中的每一个选定光谱带中的光谱路径长度。 3.根据权利要求2所述的方法，还包括：对于每个所述接收图像中的多个像素中的每一个像素，将来自所述图像捕获设备的感测图像强度转变为接收辐射；以及通过调整所接收的大气衰减辐射，将所述接收辐射转变为估计的发射辐射。 4.根据权利要求1所述的方法，还包括：接收从分别与所述图像捕获设备中的每一个图像捕获设备配准的多个可见颜色相机(96)捕获的多个捕获的可见光谱图像；根据所接收的捕获图像和所接收的捕获可见图像表征来自所述开放燃烧环境的烟雾。 5.根据权利要求4所述的方法，还包括：将来自所述图像捕获设备的至少一个图像捕获设备所接收的捕获图像与来自与所述图像捕获设备中的一个图像捕获设备配准的所述可见颜色相机的所接收的捕获可见光谱图像重叠，以提供融合图像；确定所述融合图像中的至少一个热特征边界和可见烟雾边界，其中基于来自所述多个图像捕获设备中的所述至少一个图像捕获设备的所接收的捕获图像确定所述至少一个热特征边界，并且基于所述相应捕获的可见光谱图像确定所述可见烟雾边界；确定所述融合图像中的参考区域；基于所述至少一个热特征边界、所述可见烟雾边界、所述参考区域和所述至少一个环境状况，将与所述可见烟雾边界相关联的林格曼标度映射到归一化的林格曼标度。 6.根据权利要求1所述的方法，其中所述估计气体物质浓度包括估计至少两种气体物质的气体物质浓度；其中所述气体物质中的一种气体物质包括水蒸气。 7.根据权利要求1所述的方法，其中所述火焰从由烃进料管线供给的火炬发射；并且其中所述估计气体物质浓度包括估计至少一种气体物质的气体物质浓度；以及其中所述测量发射包括以下中的至少一个：基于所述至少两种气体物质的估计气体物质浓度、所述烃进料管线中的测量质量流量、以及所述烃进料管线中的测量气体成分，测量所述火炬的破坏去除效率(DRE)；或者基于至少两种气体物质的估计气体物质浓度测量所述火炬的燃烧效率(CE)。 8.根据权利要求1所述的方法，其中所述估计光谱路径长度包括：基于阈值技术估计虚拟界定体积内的所述捕获图像中的每一个捕获图像中的所述火焰的区域边界；对于从所述图像捕获相机中的一个图像捕获相机接收的捕获图像，基于来自所述图像捕获设备的中的另一个图像捕获相机捕获图像的所述火焰的估计区域边界的宽度，估计所述火焰的所述估计区域边界内的每个像素的光谱路径长度；以及对于从所述多光谱相机中的所述一个多光谱相机接收的所述捕获图像，基于所述虚拟界定体积的宽度估计所述火焰的所述估计区域边界之外的每个像素的路径长度。 9.根据权利要求1所述的方法，其中所述图像捕获设备中的至少一个图像捕获设备相对于所述火焰瞬时定位；其中所述方法还包括在捕获来自所述至少一个图像捕获设备的图像时确定所述图像捕获设备的位置。 10.一种用于测量开放燃烧环境中的火焰(82)的发射的装置(80)，包括：多个图像捕获设备(90,90a,90b,90c,92)，所述多个图像捕获设备用于在至少一个选定光谱带中捕获图像，其中所述多个图像捕获设备中的每一个图像捕获设备都从不同的相应视角在来自所述燃烧方法的所述火焰上进行训练；处理器(100)，所述处理器与所述多个图像捕获设备通信，所述处理器被配置成：从所述多个图像捕获设备中的每一个图像捕获设备接收捕获图像；根据所述捕获图像估计所述至少一个光谱带中的所述火焰的光谱路径长度；根据所述捕获图像估计所述火焰的发射辐射；根据所估计的发射辐射估计所述火焰的温度；根据所估计的火焰温度和所估计的火焰光谱路径长度估计所述火焰的气体物质浓度；以及根据所估计的气体物质浓度测量所述火焰的发射。
所属类别：	发明专利