● 摘要
由于空冷技术的节水性，空冷技术在火电机组中得到了广泛的应用。空冷凝汽器是空冷系统的核心，其散热面的温度场作为空冷技术的一个重要参数，直接关系到空冷系统的热力性能和换热效果，所以温度场的测量具有重要的意义。本课题利用红外热像仪把辐射测温原理和图像拼接技术结合起来，实现了大面积温度场的测量，主要研究内容包括以下几个方面：（1）针对散热面很大，热像仪的视场角比较小，同时散热面温度场处于变化之中，利用4台热像仪实现纵向一次拍摄完成，通过快速移动实现横向的全覆盖，以得到连续温度场，该方案在华电宁夏灵武发电有限公司#3机组空冷系统进行了试验验证，结果表明该方案切实可行。（2）散热面红外图像具有纹理单一、匹配特征不明显等特征，采用先校正后拼接，即先对红外图像进行射影校正得到正射图像，这样拼接就简化为偏移量的求解，从而大大减小了拼接难度。（3）射影校正包括空间变换和灰度插值两个步骤，空间变换关系用3阶多项式来近似代替，采用基于控制点变换的方法进行空间变换关系的求解，为了保证校正图像的质量采用3次插值，试验表明该方法能够有效消除图像的射影失真。（4）考虑到红外图像拍摄的可控性，同时相邻红外图像间的重合区域趋于一致，相邻图像间偏移量的求解分成两个步骤：先求解粗略偏移量，再求解精确偏移量。对于所有红外图像进行拼接时，采用先拼接第一个或者最后一个热像仪拍摄的红外图像，然后以此为基准进行其他热像仪拍摄的红外图像的拼接，从而得到了平滑、无缝的拼接全景图像。（5）由于辐射测温的理论模型比较复杂，待确定的参数比较多，而现场试验的不确定因素又比较多，利用热像仪本身自带的测温模型，通过参数调节来对热像仪进行标定，实现温度测量，然后利用红外拼接全景图来得到整个散热面的温度场，并对温度场进行伪彩色显示以及等温线绘制，从而能够直观的显示温度场分布和变化趋势。