JPS6093231A - 燃焼状態診断方法 - Google Patents

燃焼状態診断方法

Info

Publication number
JPS6093231A
JPS6093231A JP58200996A JP20099683A JPS6093231A JP S6093231 A JPS6093231 A JP S6093231A JP 58200996 A JP58200996 A JP 58200996A JP 20099683 A JP20099683 A JP 20099683A JP S6093231 A JPS6093231 A JP S6093231A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
flame
image
region
diagnosing
supervising
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP58200996A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH059693B2 (ja
Inventor
Mitsuyo Nishikawa
西川 光世
Nobuo Kurihara
伸夫 栗原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP58200996A priority Critical patent/JPS6093231A/ja
Publication of JPS6093231A publication Critical patent/JPS6093231A/ja
Publication of JPH059693B2 publication Critical patent/JPH059693B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00Systems for controlling combustion
    • F23N5/02Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
    • F23N5/08Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using light-sensitive elements
    • F23N5/082Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using light-sensitive elements using electronic means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2229/00Flame sensors
    • F23N2229/18Flame sensor cooling means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2229/00Flame sensors
    • F23N2229/20Camera viewing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Combustion (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はボイラの燃焼状態を診断する方法に係り、特に
石炭を燃料とした時のNO,(ちつ木酸化物)の発生量
の予測及びその低減を目的とした燃焼状態診断方法に関
」−る。
〔発明の背景〕
ボイラ、特に石炭を燃料としたボイラでは、NO,の発
生量を極力低減する必要がちシ、このNO,の発生量は
燃焼状態と密接に関連している。
このため、ボイラの燃焼状態の観視9診断が行われるが
、従来のボイラ炉内の火炎から燃焼状態を知るための方
法としては、バーナ・ノズルの対向壁面に取シ付けられ
た覗き窓をITVカメラを用いて監視する方法、及び炉
壁に取シ付けられている覗き窓から点検する方法、伝熱
管の温度管理などがちる。しかしボイラ運転中の燃焼状
態の監視については、従来から定量化された基準値とい
うものが無かったため、これらの方法は、運転員が目視
し経験と勘を頼シに判断することから、熟練を必要とす
ると共に運転員にとって負担になっていた。特に、■T
Vカメラによる燃焼状態の監視では、炉壁の覗き窓に取
シ付けられたITVカメラを用いて対向壁のバーナ・ノ
ズルを映して監視するため、定格運転に近くなると火炎
が渦巻いた状態となシ、燃焼状態を的確に判断すること
が非常に難しく、特別に熟練した運転員の経験と勘に頼
らざるを得なかった。また、自動監視装置としては、フ
レーム・デテクタによるバーナ点火・消火の判定装置が
火炉保護のために使用されているが、これでは燃焼状態
を知ることはできない。
一方、物体像抽出の典型的な方法として、光の波長領域
別のフィルタを数種類用いて波長領域毎の写真をとシ、
そのフィルムをサンプリング及び量子化して計算機に取
シ入れ、特定物体のスペクトル組成の特徴を利用してソ
フトウェアによシ特定物体の抽出、認識を行う方法があ
る。或いは上記の過程をアナログ技術を用いて行う方法
もある。
しかし、このような従来方法では、特定物体をそのスペ
クトル分布の形状だけKよシ認識するため、同じスペク
トル分布を持つ他の雑音物があるとこれも検出してしま
うという問題がある。この問題点を除去する方法として
は、数枚のスペクトル成分間で積極的にアナログ演算を
行うことにょシ、雑音成分をできるだけ含まないように
して特定物体を抽出する特定物体抽出装置がらり、この
方法は物体に光あるいは他の放射線をあてて形状を抽出
する場合には非常に有効なものとなυ得る。しかし、燃
焼中の火炎を形状抽出、特徴抽出する場合、輻射される
波長帯は光の波長だけではなく、また火炎には熱的な発
光スペクトル分布と、燃料に含有されていたシ燃焼によ
って生じる化学成分が発光して生じるスペクトル成分が
あり、特にこの化学成分による発光が見られる還元領域
の大小がNO,発生量に大きく影響する。しかもこの還
元領域の輝度と熱的発光スペクトルを主とする酸化領域
の輝度が後述のように近い値になることがあるため、従
来の特定物体抽出装置では、上記のような火炎の性質に
よってその状態の検出は困難である。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、特定の1波長帯でとらえた火炎から化
学成分の発光領域を抽出し、燃焼状態を逐次或いは連続
的に監視し診断する方法を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明は、燃焼時に生成されるNO,の量が化学成分の
発光領域の大きさ、形状などと相関が大きいことに着目
し、1つの波長帯でとらえた火炎の輝度を電子計算機に
入力し、その輝度の高い領域と吐い領域の対比率が大き
くなるように累乗演算もしくはレベル変換処理を行って
化学成分の発光領域を抽出し、燃焼状態を診断するよう
にしたことを特徴とするものである。
〔発明の実施例〕
本発明の一実施例を第1図に示す。同図に於てボイラ火
炉1(上部から見た図)内のバーナ2からの燃料が火炎
3を形成している。冷却装置4で保護されたイメージフ
ァイバ5によシとらえられた火炎3からの放射光のうち
、帯域通過フィルタ6を用いて特定の1波長帯λの発光
7が撮像装置8で受像される。撮像装置8で電気信号(
アナログ信号)に変換された画像信号9はA/D変換装
置110でデジタル信号11に変換され画像記憶装置1
2に記憶される。記憶された画像データ11は電子計算
機13に取り込まれ、監視・診断処理の結果14が出力
される。
第2図にイメージ・ファイバ5でとらえた火炎3のA/
D変換結果を示す。第2図の火炎3において、発光輝度
が高い部分には酸化炎(完全燃焼領域)、燃料が熱によ
シ化学成分に分解されNO。
に対する還元剤が生成される部分には還元炎(熱分解誤
域)が形成される。このような火炎においては、還元炎
で生成される還元剤が、酸化炎で生成されるNO,を他
の化学成分に還元するものと考えられる。この事から還
元剤生成の多少がNO。
濃度に大きく依存し、その生成ffl’に知る事はNO
濃度低減に大きな意味を持つ。しかし、特定の波長帯λ
でとらえられた第2図の火炎3は、第3図に示すような
スペクトルを有している。即ち火炎の熱的な発光スペク
トルSt (酸化炎)及びSt(還元炎)は、一般に波
長が長くなるに従って大きくなる傾向にあるが、酸化炎
は完全燃焼しておシ輝度、温度ともに還元炎に比べると
高くなる。
一方、化学成分の発光スペクトルS3は還元炎の領域で
その熱的発光スペクトルS2上に重って輝線スペクトル
として現れる。そこで領域通過フィルタ6の通過領域λ
がこの化学成分による発光スペクトルS3を含む場合に
は、還元炎の領域ではスペクトルS2と83のレベルの
和が酸化炎狽域ノスペクトルStのレベルに近い値にな
る可能性があり、このため輝度レベルによる領域の分離
には工夫音便する。
そこで令弟4図に示しだ入力画像に対し、直線1−mに
沿った輝度レベル′lt例示すると第5図Pt(点線)
に示すようになる。この曲線PLの中央のくぼみの部分
は第4図の斜線で示した還元炎領域に444当し、その
両側が酸化炎領域に相当する。
このためこの両頑域を区別するように適当な上限制限値
02を設定し、入力輝度レベルの中央部のレベルC2よ
り低い部分を還元炎頗域、高い部分ktTjl化炎領域
とみなすことができるが、入力画像ルヘルP1の分布の
ままでは、この中央部のレベル差が前述のように小さく
なシ、正確な領域の区別が困雌になる。また、ある程(
6)以上の輝度レベルを対象として抽出するために下限
制限値C+を設けてこのレベル01以上だけを観測すれ
ばよいが、そうすると曲線P+の場合にはレベルCIと
02との間にある酸化炎の境界直載の幅Loが犬きくな
シ、どこまでを酸化炎領域と見なすかが不明確になる。
本実施例ではこのような問題点を解決するために、入力
画像のスペクトルPLの輝度をx(i、j)とした時(
i、Jは画像の座標入境界のコントラストの強調を行う
ために式(1)〜(3)のような演算処理を行う。
x (i、 j )=(x (i、 j )/m)” 
−=・(1)X(i、j)=(X(i、j))”−M 
−−・−・・・・(2)X (t、 j )=(x (
i、 j )/m)’ −M −・・・・・・・−(3
)但しX(i、j)は強調後の画像データ、nは累乗値
(>1)mXMVi濃度階調から定まる定数でちる。例
えば弐〇)でm = 02 とした時の境界強調画像を
第5図PGに示す。同図から明らかなように中央近辺の
両領域のレベル差は拡大されてその区別が容易になると
ともに、酸化炎の境界中が図示のようにLと小さくなる
。従って直線Lmを第4図の図示の方向に移動させて上
記のような処理を行えば第4図に示すような境界強調画
像が得られる。更にこの画像に対して、制限値C+−C
2間の画像データだけを保存し、C2以上及び01以下
のデータを除去(Oクリア)すると酸化炎の領域は一定
値となシ、第6図に示すような画像が得られる。しかし
このままではまだ酸化炎の境界線の巾りが残るから、こ
れを除去するために例えばメディアン処理による雑音消
去を用いればよい。こうして抽出した画像をもとに還元
炎領域の面積2体積1位置、形状、方向などを計算機処
理によってしらべ、燃焼時の状態を監視し、NO。
発生を低減する指標とすることができる。以上のような
本発明の処理方法の概略フローチャートは第7Aldに
示されている。
なお、式(1ン〜(3)で示しだ累乗演算の代わりに、
第8図の曲線を用いてコントラストを強調することも可
能である。第8図の曲緋は、少なくとも次に示すみ領域
から成ることを特徴とする。但し同図でNは階調のレベ
ル数を表わす。
この曲線による処理は、式(1)〜(3)のような累乗
演算及びレベルC+、Cz間の抽出と本質的には同じで
あり、この処理を計算機内へとり込んでから行っても、
火炎画像入力時にアナログ的方法でオンライン処理して
も効果は同じである。この方法の処理フローの概要は第
7B図に示されている。
〔発明の効果〕
以上の実施例から明らかなように、本発明によれば、運
転員の経験や勘にたよらなくても還元炎の領域を抽出し
、NO,6度の推定と低減、空燃化の最適化が達成でき
、また燃焼状態を逐次或いは連続的に監視1診断できる
ので運転員の負担を大幅軽減できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す図、第2図は画像記憶
装置に記憶した画像データの一列を示す図、第3図は酸
化炎と還元炎の輝度スペクトルの例を示す図、第4図は
入力画像と境界強度画像を示す図、第5図は入力画像と
境界強調画像の1つの走査線上のレベル分布例を示す図
、第6図は還元炎と酸化炎の境界線を示す図、第7A図
及び第7B図は本実施例の電子計算機内の処理の概略フ
ローを示す図、第8図は境界強調のための曲線の一例を
示す図である。 3・・・火炎、6・・・帯域通過フィルタ、7・・・特
定波長帯の火炎の発光、8・・・撮像装置、13・・・
電子計算機、C1・・・下限制限値、C2・・・上限制
限値。 代理人 弁理士 秋本正実 察 1 図 第2図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、燃焼による火炎の発光を撮像することによシ火炎画
    像を計測し燃焼状態を監視し診断する診断方法において
    、特定の1波長帯で火炎画像を撮像し、該撮像した火炎
    画像の輝度をそのレベルによって定まる制限値を用いて
    比較することによシ、化学成分の発光領域を抽出するこ
    とを特徴とする燃焼状態診断方法。 2 前記撮像した火炎画像の輝度の高い領域を低い領域
    の対比率を拡大する手段を設け、該手段により拡大した
    対比率を有する画像の輝度を前記制限値と比較すること
    によシ化学成分の発光による領域を抽出することを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の燃焼状態診断方法。
JP58200996A 1983-10-28 1983-10-28 燃焼状態診断方法 Granted JPS6093231A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58200996A JPS6093231A (ja) 1983-10-28 1983-10-28 燃焼状態診断方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58200996A JPS6093231A (ja) 1983-10-28 1983-10-28 燃焼状態診断方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6093231A true JPS6093231A (ja) 1985-05-25
JPH059693B2 JPH059693B2 (ja) 1993-02-05

Family

ID=16433768

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58200996A Granted JPS6093231A (ja) 1983-10-28 1983-10-28 燃焼状態診断方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6093231A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7241135B2 (en) 2004-11-18 2007-07-10 Honeywell International Inc. Feedback control for modulating gas burner

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7241135B2 (en) 2004-11-18 2007-07-10 Honeywell International Inc. Feedback control for modulating gas burner

Also Published As

Publication number Publication date
JPH059693B2 (ja) 1993-02-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4814868A (en) Apparatus and method for imaging and counting moving particles
TW201224823A (en) A method for combustion flames diagnosis
JPH0650177B2 (ja) マルチバ−ナ燃焼状態監視方法
JP2010237075A (ja) 排ガス計測装置
Gallo et al. A study of in-cylinder soot oxidation by laser extinction measurements during an EGR-sweep in an optical diesel engine
JP2004104727A (ja) 煙検出装置
DE3823494C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Feuerungsdiagnose und dessen Ergebnisse verwendende Feuerungsregelung
JPS6093231A (ja) 燃焼状態診断方法
JP2019196845A (ja) 燃焼場の観察方法、観察装置、及び観察プログラム
JPH07233938A (ja) 火炎の安定診断装置及び当量比予測法
JPS60169015A (ja) 燃焼状態診断方法
JP5279236B2 (ja) 目標撮像探知装置
JP4873788B2 (ja) 炉内状況の検知方法
JPS60263012A (ja) 火炎監視方法
JPS63298018A (ja) バ−ナ燃焼状態解析装置
JP2021038871A (ja) 燃焼場の観察方法、観察装置、及び観察プログラム
JPS60162121A (ja) 火炎監視装置
RU2366930C1 (ru) Способ измерения дымности отработавших газов дизелей
JP3035389B2 (ja) 燃焼システム及び燃焼評価装置
KR100711364B1 (ko) 화상 이미지 분석을 통한 배출매연 인식 및 자동경보 장치및 방법
JP3297297B2 (ja) 可視煙予測装置
JP3083623B2 (ja) バーナチップノズル閉塞検出装置および検出方法
JPS6287725A (ja) 燃焼状態診断装置および燃焼状態制御装置
KR100370348B1 (ko) 연소진단용화염영상특징추출방법및장치
JP2010190755A (ja) センサ劣化診断装置およびセンサ劣化診断方法