检索结果-内蒙古大学图书馆

推进技术 2025年第1期46卷 228-236页

作者：罗雨馨曹振彭江波杨超博张樱娜胡斌朱涛李晓晖刘文备亓金浩于欣哈尔滨工业大学航天学院激光空间信息全国重点实验室黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工业大学航天学院光电子技术研究所黑龙江哈尔滨150001 中国科学院工程热物理研究所北京100190 中国科学院大学航空宇航学院北京100190 江苏中科能源动力研究中心江苏连云港222069

为防止发动机在运行过程中出现熄火等异常现象,本文报道了一种基于光学图像的非接触式发动机火焰实时在线监测方法,并在组合发动机加力燃烧试验台上开展了试验验证。利用高速相机采集组合发动机加力燃烧室内火焰的OH*自发辐射图像,通过... 详细信息

为防止发动机在运行过程中出现熄火等异常现象,本文报道了一种基于光学图像的非接触式发动机火焰实时在线监测方法,并在组合发动机加力燃烧试验台上开展了试验验证。利用高速相机采集组合发动机加力燃烧室内火焰的OH*自发辐射图像,通过内嵌在现场可编程逻辑阵列(Field Program-mable Gate Array,FPGA)板中的图像处理系统实时处理图像并提取表征燃烧状态的火焰特征,利用阈值判断算法实现火焰状态的在线监测,其响应时间最快约为25 ms。此外,研究发现在临近熄火阶段,火焰面积脉动加快,火焰强度波动加剧,监测系统的高灵敏性使其具有捕捉熄火特征的能力,有望在未来实现对熄火等异常燃烧状态的预警。

关键词： OH~*自发辐射燃烧诊断发动机火焰监测火焰特征提取非接触测量火焰状态识别

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基于OH-PLIF图像的氢燃烧当量比识别方法研究

基于OH-PLIF图像的氢燃烧当量比识别方法研究

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作者：张樱娜哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着氢燃料在燃气轮机中的大量应用,其在燃烧过程中的问题也随之而来。例如氢气在燃烧过程中产生局部高温导致污染物增加,火焰高波动会导致燃烧的不稳定等。当量比是影响以上燃烧特性的重要参数之一,识别当量比对于燃烧控制来说非常重... 详细信息

随着氢燃料在燃气轮机中的大量应用,其在燃烧过程中的问题也随之而来。例如氢气在燃烧过程中产生局部高温导致污染物增加,火焰高波动会导致燃烧的不稳定等。当量比是影响以上燃烧特性的重要参数之一,识别当量比对于燃烧控制来说非常重要。传统的当量比测量方法主要有探针测量法和示踪剂测量法等,这些测量方法会破坏原本的燃烧场结构,在大型燃气轮机中实现有较大的困难。近年来利用LIBS和化学发光测量当量比的研究较多,但LIBS技术产生的火花易把氢气点燃,而化学发光测量分辨率较低,以上方法在对大型燃机纯氢当量比的测量上都存在一定的局限性。针对燃气轮机中氢预混燃烧的当量比识别问题,本文提出了一种基于OH-PLIF图像识别氢燃烧当量比的方法,为燃气轮机调控提供测量参数。 OH是氢燃烧的重要中间产物,而利用OH-PLIF图像可以获得基态OH分布及浓度等信息。不同的输入当量比会影响化学反应、释热及流场结构,反应中OH的组分浓度及空间分布也会受到影响,得到的OH-PLIF图像也随之变化,这为通过OHPLIF图像识别氢燃烧当量比提供了可能性。本文将OH-PLIF图像与氢燃烧当量比关联起来,分析图像特征所对应的物理含义。设计了微混合氢燃烧高频OH-PLIF测量系统,根据OH荧光光谱选定测量方案,并在该系统上获取了5组不同当量比下的动态火焰图像。通过对OH-PLIF图像进行图像去噪、图像增强、图像分割和边缘处理等预处理,提取火焰面积、周长、圆形度、质心位置、外接矩形长宽比、强度和矩特征等火焰特征,分析当量比对氢燃烧火焰特征的影响。在证明氢燃烧当量比对火焰特征的影响之后,为进一步建立起OH-PLIF图像与氢燃烧当量比之间的关联,利用机器学习的方法搭建模型。使用BP神经网络、卷积神经网络、长短时记忆(LSTM)网络等模型并进行测试,模型准确率均超过95%,其中Mobile Net V2轻量化模型识别速度达到28.9ms/张,能够迅速而精确地识别当量比;LSTM网络模型通过考虑OH-PLIF图像时间上的相关性降低了由于氢燃烧高波动对识别带来的影响,可以实现对OH-PLIF图片序列的当量比识别,识别准确率达到98%以上。模型测试结果证明了基于OH-PLIF图像识别氢燃烧当量比的可行性,这种方法有望为实现燃气轮机燃烧的在线自动控制提供支撑。

关键词： OH-PLIF技术氢气预混火焰当量比机器学习

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一种基于PLIF的燃机当量比识别与调控装置及方法

一种基于PLIF的燃机当量比识别与调控装置及方法

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作者：彭江波曹振张樱娜于欣杨超博袁勋高龙刘文备韩明宏 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号

一种基于PLIF的燃机当量比识别与调控装置及方法，涉及一种燃机识别与调控装置及方法。1kHzPLIF系统由激光系统、片光整形系统和相机系统组成，用于实时获取燃烧室内火焰图像，计算机系统包含图像预处理模块、LSTM计算模块、偏差计算模... 详细信息

标准号: CN116771519B

一种基于PLIF的燃机当量比识别与调控装置及方法，涉及一种燃机识别与调控装置及方法。1kHzPLIF系统由激光系统、片光整形系统和相机系统组成，用于实时获取燃烧室内火焰图像，计算机系统包含图像预处理模块、LSTM计算模块、偏差计算模块和反馈模块，用于进行图像预处理、模型计算和提供反馈控制。采集燃烧室内火焰图像，利用已知准确当量比的PLIF图像训练得到当量比识别模型，再实时获取PLIF图像通过深度学习进行训练识别得到真实当量比，利用真实当量比与预设当量比进行比较，通过反馈调节输入端的燃气进气量实现燃机的自动调控，解决目前由于当量比误差导致的燃烧偏离问题。

关键词：当量比燃机调控装置实时获取室内火焰图像燃烧图像预处理模块偏差计算模块图像预处理反馈调节反馈控制反馈模块激光系统计算模块模型计算图像训练相机系统整形系统自动调控进气量计算机系统预设偏离燃气采集学习

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一种基于PLIF的燃机当量比识别与调控装置及方法

一种基于PLIF的燃机当量比识别与调控装置及方法

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作者：彭江波曹振张樱娜于欣杨超博袁勋高龙刘文备韩明宏 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号

标准号: CN116771519A

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基于PLIF的掺氢火焰状态识别及熄火预警装置与方法

基于PLIF的掺氢火焰状态识别及熄火预警装置与方法

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作者：彭江波张樱娜曹振于欣杨超博朱涛袁勋刘文备亓金浩韩明宏 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号

本发明公开了一种基于PLIF的掺氢火焰状态识别及熄火预警装置与方法，所述装置包括激光器、片光整形系统、相机、内置FPGA和寄存器的图像处理板、上位机，片光整形系统对激光器输出的激光进行光束整形输出片状光束，片状光束对燃气轮机... 详细信息

标准号: CN118032365A

本发明公开了一种基于PLIF的掺氢火焰状态识别及熄火预警装置与方法，所述装置包括激光器、片光整形系统、相机、内置FPGA和寄存器的图像处理板、上位机，片光整形系统对激光器输出的激光进行光束整形输出片状光束，片状光束对燃气轮机燃烧室进行照射激发荧光，相机获取燃气轮机燃烧室内实时的火焰图像；FPGA对火焰图像进行二值化，并提取火焰强度及火焰面积，通过阈值比较算法识别火焰状态并判断火焰是否有熄火趋势，寄存器储存不同时刻的火焰特征数据；上位机实时显示火焰状态的识别结果。本发明通过非接触的方法来获取掺氢火焰图像，不改变原有的燃烧场结构，不会对火焰状态引入外界的干扰。

关键词：火焰状态火焰图像片状光束整形系统激光器寄存器氢火焰上位机熄火相机燃气轮机燃烧室燃气轮机图像处理板光束整形火焰特征激发荧光实时显示算法识别预警装置状态识别阈值比较输出二值化非接触燃烧场原有的内置照射激光储存室内图像燃烧引入

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一种掺混燃烧过程同时可视化装置及探测方法

一种掺混燃烧过程同时可视化装置及探测方法

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作者：曹振彭江波杨超博于欣袁勋韩明宏刘文备亓金浩张樱娜罗雨馨 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号

一种掺混燃烧过程同时可视化装置及探测方法，涉及面向能源与动力装置多场多参数同步可视化技术领域。燃烧装置的燃气供给管线设置丙酮发生装置，两套激光系统布置在燃烧装置两侧，通过布置倍频输出激光，两套结构光调制整形系统布置在... 详细信息

标准号: CN117929340A

一种掺混燃烧过程同时可视化装置及探测方法，涉及面向能源与动力装置多场多参数同步可视化技术领域。燃烧装置的燃气供给管线设置丙酮发生装置，两套激光系统布置在燃烧装置两侧，通过布置倍频输出激光，两套结构光调制整形系统布置在激光系统与燃烧装置之间，依次布置有孔径光阑、扩束镜、光栅、准直镜和聚焦镜，光栅选择不同刻线数，ICMOS相机加装带通滤光片与燃烧场对应设置，通过计算机生成PLIF图像，触发器控制两个数字信号发生器实现PLIF系统和两套激光系统的同步信号控制。基于空间结构光调制的思想，通过信息的编码和解码，采用一台ICMOS相机即可实现三种组分的同时可视化，简单合理，有助于节约成本，提高效率。

关键词：激光系统燃烧装置光栅光调制两套空间结构相机数字信号发生器同步信号控制带通滤光片计算机生成可视化技术可视化装置动力装置发生装置孔径光阑两套结构燃气供给燃烧过程输出激光依次布置整形系统触发器多参数聚焦镜可视化扩束镜燃烧场准直镜倍频丙酮掺混加装刻线探测图像节约能源

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改进的PLIF流场诊断技术的示踪剂投放装置及方法

改进的PLIF流场诊断技术的示踪剂投放装置及方法

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作者：彭江波于欣韩明宏曹振袁勋高龙武国华亓金浩刘文备张樱娜李明硕 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号

本发明公开了一种改进的PLIF流场诊断技术的示踪剂投放装置及方法，所述装置包括第一示踪剂发生罐、第二示踪剂发生罐、混气罐、稀释气瓶和机械泵，第一示踪剂发生罐设置有第一热电偶、第一压力计、第一液位计、第一入液漏斗和第一加热... 详细信息

标准号: CN115774002B

本发明公开了一种改进的PLIF流场诊断技术的示踪剂投放装置及方法，所述装置包括第一示踪剂发生罐、第二示踪剂发生罐、混气罐、稀释气瓶和机械泵，第一示踪剂发生罐设置有第一热电偶、第一压力计、第一液位计、第一入液漏斗和第一加热装置，第一示踪剂发生罐与稀释气瓶、混气罐相连通，第二示踪剂发生罐设置有第二热电偶、第二压力计、第二液位计、第二入液漏斗和第二加热装置，第二示踪剂发生罐与稀释气瓶、混气罐相连通；混气罐设置有第三热电偶、第三压力计和第三加热装置，混气罐与流量计、稀释气瓶相连通，机械泵与混气罐连接。本发明在不同流场测量条件下，可得到不同气态PLIF示踪剂的投放方式，同时可以实现远程控制。

关键词：示踪剂发生罐混气罐稀释气加热装置热电偶压力计入液漏斗机械泵液位计流量计测量条件投放装置远程控制诊断技术流场投放改进

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一种基于SLIPI-3DLIF的激发测量装置及应用

一种基于SLIPI-3DLIF的激发测量装置及应用

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作者：彭江波袁勋曹振杨超博高龙张善春韩明宏武国华刘文备亓金浩张樱娜 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号

一种基于SLIPI‑3DLIF的激发测量装置及应用，涉及一种激光激发测量装置及应用。单套激光系统激发满足需求的波长，结构光整形调制系统整形调制片状结构激光，分布式反射镜组包括布置在待测流场周围的多套反射镜组，将片状结构激光以多... 详细信息

标准号: CN116973347A

一种基于SLIPI‑3DLIF的激发测量装置及应用，涉及一种激光激发测量装置及应用。单套激光系统激发满足需求的波长，结构光整形调制系统整形调制片状结构激光，分布式反射镜组包括布置在待测流场周围的多套反射镜组，将片状结构激光以多个片光平面从不同角度多次交叉激发待测流场，探测系统采集多个片光平面多次激发待测流场的荧光投影图像。利用分布式反射镜组改变单束片状结构激光的传输方向使其以不同平行平面、不同角度多次激发待测流场，解决单套激光系统和结构光整形调制系统因分光而导致激光能量过低的问题。

关键词：待测流场反射镜组片状结构整形激发激光调制系统激光系统光平面结构光激发测量装置测量装置传输方向激光激发激光能量平行平面探测系统投影图像波长荧光分光调制应用采集

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一种基于SLIPI-3DLIF的激发测量装置及应用

一种基于SLIPI-3DLIF的激发测量装置及应用

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作者：彭江波袁勋曹振杨超博高龙张善春韩明宏武国华刘文备亓金浩张樱娜 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号

标准号: CN116973347B

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改进的PLIF流场诊断技术的示踪剂投放装置及方法

改进的PLIF流场诊断技术的示踪剂投放装置及方法

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作者：彭江波于欣韩明宏曹振袁勋高龙武国华亓金浩刘文备张樱娜李明硕 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号

标准号: CN115774002A

关键词：示踪剂发生罐混气罐稀释气加热装置热电偶压力计入液漏斗机械泵液位计流量计测量条件投放装置远程控制诊断技术流场投放改进

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