基于热成像技术的气体预混火焰的定量特性分析

《Canadian Journal of Chemical Engineering》：Quantitative characterization of gaseous premixed flames based on thermographic images

气态预混火焰行为与工业应用中，采用FLUKE RSE300热像仪结合红外热成像技术，通过灰度转换、Otsu二值化和边缘检测提取火焰几何参数（长度/宽度/表面积/体积），经比例因子换算实现精确量化，统计分析显示结果呈正态分布，不确定度达7.3%-8.7%。

　　

摘要

为了理解气体预混火焰的行为及其潜在危险，特别是在工业环境中，准确描述这些火焰的特性至关重要。本研究提出了一种利用红外（IR）热成像技术对火焰几何形状进行定量分析的新方法，以改进图像分析和数据采集效果。实验中使用了FLUKE RSE300热成像相机在受控条件下捕捉预混LP气体火焰的高分辨率图像。通过对获取的红外图像进行灰度转换、Otsu二值化处理以及边缘检测，提取了火焰长度、宽度、表面积和体积等关键几何参数。引入了一个比例因子，将像素测量值转换为实际尺寸，从而确保了量化的准确性。对多次实验结果的统计分析表明该方法的可靠性：数据分布呈正态分布，众数值位于直方图的中心附近；主要不确定性来源于手动选择比例因子，体积和表面积结果的不确定性分别为7.3%和8.7%。