Zastosowanie techniki przetwarzania i analizy obrazów do pomiarów wybranych parametrów paliw stałych oraz do monitorowania procesów wysokotemperaturowych

• Autorzy: Małkiński W. , Karliński M.

Identyfikatory

DOI

10.15199/13.2016.6.26

Warianty tytułu

EN

Application of image processing and analysis for the measurement of selected parameters of solid fuels and to monitor high-temperature processes

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono przykładowe aplikacje systemów przetwarzania i analizy obrazów, przeznaczone do pomiarów wybranych parametrów paliw stałych. Aplikacje zrealizowane zostały w Centrum Technik Cieplno-Chemicznych Instytutu Tele- i Radiotechnicznego i wdrożone w laboratoriach badania paliw stałych. Przedstawione aplikacje zrealizowane zostały na bazie komputera PC i obejmują trzy grupy zagadnień: oznaczanie punktów charakterystycznych przemian fazowych (Norma PN-ISO 540), oznaczanie wskaźnika wolnego wydymania węgla kamiennego (Norma PN-ISO 501) oraz oznaczanie typu koksu metodą Gray-Kinga (Norma PN-84/G-04519). Do przetwarzania obrazów wykorzystano techniki filtracji liniowej, morfologii, binaryzacji, projekcji oraz ekstrakcji konturu. W zakresie analizy zastosowane zostały: technika analizy obiektów (blob analysis), oraz podstawowe narzędzia pomiarowe. Ze względu na szczególne warunki pomiarów w przypadku analizatorów wysokotemperaturowych, istotną uwagę poświęcono zagadnieniu akwizycji obrazów próbki. Opracowano i zweryfikowano nowatorski system akwizycji obrazów przy zastosowaniu oświetlenia backlight oraz filtru pasmowo przepustowego. System ten pozwolił na uzyskanie praktycznie takiej samej jakości zdjęć próbki zimnej oraz próbki gorącej, a także na wyeliminowanie mocnych odblasków, pochodzących z bezpośredniego otoczenia próbki. Rozwiązanie uzyskało ochronę patentową. W ostatnim czasie w ITR prowadzone są również prace, dotyczące przetwarzania i analizy obrazów dla celów monitorowania procesów spalania. W artykule przedstawiono przykładowe techniki wizualizacji i przetwarzania obrazów dla celów monitorowania procesów wysokotemperaturowych.

EN

The article presents some applications of processing and image analysis systems for measurements of selected parameters of solid fuels. Applications were developed in the Thermal & Chemical Devices Center of Tele & Radio Research Institute and implemented in solid fuels research laboratories. Presented applications are based on the PC and include three groups of issues: determination of fusibility of ash - solid mineral fuels (Standard PN-ISO 540), determination of the crucible swelling number (Standard PN-ISO 501) and the determination of the type of coke using Gray-King method (Standard PN-84 / G-04519). Image processing techniques such as: linear filtering, morphology, binarization, projection and contour extraction were used. In terms of image analysis were used: BLOB analysis technique, and basic measurement tools. Because of special conditions of measurements in the case of high temperature analyzers, significant attention was given to the image acquisition system. The innovative image acquisition system, using backlight illumination and a band-pass filter, was developed and tested. This system made it possible to achieve practically the same quality of images of cold sample and hot samples, as well as the elimination of strong reflections coming from the environment of the sample. The acquisition system is protected by patent. Recently, the ITR work on image processing and analysis for monitoring combustion processes in boilers. The article presents an example of visualization techniques and image processing for monitoring high-temperature processes.

Słowa kluczowe

PL

przetwarzanie i analiza obrazów; analiza sekwencji obrazów; oznaczanie charakterystycznych temperatur topliwości popiołu; metoda rurowa; paliwa stałe; węgiel kamienny; oznaczanie wskaźnika wolnego wydymania; oznaczanie typu koksu metodą Gray-Kinga; monitorowanie procesu spalania

EN

image processing and analysis; image sequence analysis; determination of fusibility of ash; tube method; solid mineral fuels; hard coal; determination of the crucible swelling number; determination of the type of coke using Gray-King method; combustion process monitoring

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 57, nr 6
• Strony: 121--133
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., il., wykr.

Twórcy

autor

Małkiński W.

• Instytut Tele- i Radiotechniczny, Warszawa

autor

Karliński M.

• Instytut Tele- i Radiotechniczny, Warszawa

Bibliografia

• [1] PN-ISO 540:2001 Paliwa stałe – Oznaczanie topliwości popiołu w wysokiej temperaturze metodą rurową.
• [2] ISO 540:1995(E) Solid mineral fuels – Determination of fusibility of ash – High-temperature tube method.
• [3] PN-82/G-04535 Paliwa stałe. Oznaczanie charakterystycznych temperatur topliwości popiołu.
• [4] Wiesław Małkiński, Jerzy Zając, Janusz Wójcik, Marcin Karliński, Tomasz Jaśkiewicz, 2010. „Analizator do wyznaczania punktów charakterystycznych przemian fazowych z systemem wizyjnym”, Elektronika nr 7/2010, str. 217–222, Warszawa
• [5] Tadeusiewicz R., Korohoda P.: 1997. Komputerowa analiza i przetwarzanie obrazów. Wydawnictwo Fundacji Postępu Telekomunikacji, Kraków.
• [6] Wiesław Małkiński, Jerzy Zając, Marcin Karliński, 2010. „Układ do akwizycji obrazów w procesach wysokotemperaturowych”, Elektronika nr 7/2010, str. 222–224, Warszawa.
• [7] PN-ISO 501:2007 Węgiel kamienny – Oznaczanie wskaźnika wolnego wydymania.
• [8] ISO 501:2003(E) Hard coal – Determination of the crucible swelling number.
• [9] PN-81/G-04515 Węgiel kamienny. Oznaczanie wskaźnika wolnego wydymania.
• [10] PN-84/G-04519 Węgiel kamienny. Oznaczanie typu koksu metodą Gray-Kinga.
• [11] W. Wójcik, K. Gromaszek, A. Kotyra, T. Ławicki, 2012. Pulverized coal combustion boiler efficient control, Przegląd Elektroniczny nr 11b.
• [12] D. Sawicki, A. Kotyra, 2014. Monitoring combustion process using image classification, Przegląd Elektroniczny nr11.
• [13] A. Kotyra, W. Wójcik, K. Gromaszek, A. Smolarz, K. Jagiełło, 2012. Assessment of biomass-coal co-combustion on the basis of flame image, Przegląd Elektroniczny nr 11b.
• [14] D. Sawicki, A. Kotyra, 2013. Porównanie wybranych metod wyznaczania obszaru płomienia w wizyjnym systemie diagnostycznym, IAPGOS, nr 4.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.