專利名稱:用于監(jiān)測煙道中的微粒的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及用于監(jiān)測煙道中的顆粒的裝置和方法。具體地,本發(fā)明涉及用于使用光源來監(jiān)測煙道中的顆粒的裝置和方法。在此使用的術(shù)語“煙道”是指具有容積的、氣體可從中穿過的物體,例如煙囪、管道、煙道、導管或類似物。
背景技術(shù):
已知的用于監(jiān)測煙道中的顆粒的方法包括電學和光學方法。典型的光學方法是使激光源發(fā)出的光束穿過煙道(煙道的直徑通常為O. 5m到10m)。煙道中的顆粒在各立體角度上散射激光束,強度隨角度而變化,通常在入射光束前行方向的周圍散射強度增大。一部分散射光由簡單的望遠鏡收集,并聚焦于光監(jiān)測器;用各種不同的已知設備收集的這部分光 也是各不相同的(例如,由于從不同的散射方向來收集光)。除了煙道中流動的顆粒會散射光線之外,其它被激光照亮的物體也會散射光線。產(chǎn)生這種不想要的散射的物體通常是煙道部件或安裝在煙道內(nèi)的設備,包括監(jiān)測設備自身(監(jiān)測設備包括窗、鏡子、束流收集器和晶片)。如果經(jīng)這些物體散射的光進入傳感器,則監(jiān)測裝置將會錯誤地監(jiān)測這些光。監(jiān)測裝置的制造商在防止這種漫射光進入傳感器方面尚有困難。消除這種散射光的一個已知方法是,限制望遠鏡的視界,以使傳感器“看不到”來自激光窗或與煙道壁重合的那部分激光束中任何明亮的散射。這種排除法需要收集那些與激光束前行傳播方向角度分離的、因而不具有最大光強且相對不受顆粒尺寸分布影響的散射光。另一個已知方法的例子是,對經(jīng)在某個遠離最佳角度的角度被照亮的特定物體散射的光進行成像。在大散射角度對散射場進行成像的好處是在整個場上實現(xiàn)聚焦和范圍分辨,但這種目的的實現(xiàn)是以消耗信號強度為代價的,且阻止了發(fā)射器和接收器安裝在橫跨煙道直徑的便利的位置。本發(fā)明尋求解決上述問題。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)第一方面,本發(fā)明提供了一種用于監(jiān)測煙道中的顆粒的方法,該方法包括
在煙道的第一側(cè)產(chǎn)生穿過顆粒的光束;通過使用成像器獲取經(jīng)顆粒散射的光的圖像,
所述成像器包括集光鏡,經(jīng)顆粒散射的光穿過該集光鏡;
其特征在于,不想要的散射光也穿過該集光鏡,且所述方法包括從圖像中屏蔽穿過集光鏡的不想要的散射光的步驟。因此,盡管是使用具有包括不想要散射光的視界的成像器來獲取所述圖像的,然而,該方法包括從圖像中移除一個或多個空間分離的、不想要的散射光光源效應的步驟;所述移除可以是直接的(例如,通過物理地屏蔽不想要的散射光),或者像本發(fā)明優(yōu)選實施例中所述的,在圖像的處理和/或分析之后移除。通過使成像器具有包括不想要的散射光(這一點與已知裝置相反,已知裝置中成像器的方位和朝向設置為避免不想要的散射光)的視界,與已知設備相比,所述成像器可在相對于光束到達顆粒的方向而言更為靠前的方向上對經(jīng)顆粒散射的光進行成像;由于更靠前的散射信號通常更強,且由于已通過探測系統(tǒng)移除了不想要的散射光或其效應,因此可得到散射光在圖像上的更強的信號,其余的光或由此得到的信號可認為是基本一致的,因為視界照亮部分的顆粒進行了散射。因此,在分析圖像或數(shù)據(jù)集、以從像素相關(guān)信號的全集中獲取單個數(shù)據(jù)點的方法中,將信號集成在整個圖像場上提供了比在未過濾不想要的光線效應時所獲取的信噪比更高的信噪比,因此促進了噪音的產(chǎn)生。與現(xiàn)有技術(shù)的監(jiān)測器相比,本發(fā)明的實施例在避免或改善由位于激光束路徑的光學元件和煙道直接散射的光的有害效應的同時,還改善了塵埃含量低時的散射信號強度。經(jīng)顆粒散射并穿過集光鏡的光在與穿過顆粒的光束形成小于30度角的方向上散射。優(yōu)選地,該角度小于20度、小于15度、小于10度、小于5度甚至小于I度。對整個散射場的成像可獲取改善了的塵埃散射信號。該方法通過屏蔽或過濾掉不想要的光線來實現(xiàn)。光照亮顆粒的場無需一定要完全覆蓋整個成像場,或者甚至無需完全 覆蓋大部分煙道區(qū)域。光束可在煙道的第一側(cè)產(chǎn)生,并照向煙道的相對的第二側(cè),該方法還進一步包括朝煙道的第一側(cè)并穿過煙道中的顆粒來將光束反射回。光束可傾斜地穿過顆粒,以使成像器的不同區(qū)域接收經(jīng)煙道不同范圍的顆粒散射的光。所述方法可包括識別成像器的每一像素探測散射所處范圍的步驟。成像器每一像素探測散射所處的范圍可用來校準在成像器每一像素處測得的光強度,以計算顆粒沿煙道的分布。其可以是,通過集成成像器每一行或每一列的像素,以為每一行或每一列產(chǎn)生單個數(shù)據(jù)點來獲取數(shù)據(jù)點的范圍分辨集。因此,在另一種分析圖像或數(shù)據(jù)集的方法中,單個數(shù)據(jù)點是通過例如僅集成來自成像器的數(shù)據(jù)矩陣中的每行或僅集成每列而產(chǎn)生的,這樣,為每幅監(jiān)測的圖像中獲取一個數(shù)據(jù)點的范圍分辨集。在這種情形下,在算法中使用已知大小的實際照明光束,以將每一范圍分辨的數(shù)據(jù)點規(guī)范至一個給定數(shù)值,該數(shù)值代表整個煙道的顆粒密度的數(shù)值。因此,可提供沿煙道斜弦的顆粒濃度分布的范圍分辨測量值,例如,用于處理分析目的,或用于針對范圍分辨或平均顆粒濃度的改進計算而進行的加權(quán)校準。所述方法可包括分析作為成像器上像素位置函數(shù)的散射光圖像的步驟;其使得顆粒水平的測量值作為距離器械的距離的函數(shù)。因此,成像器的像素可以為范圍分辨式的,以對顆粒水平如何沿煙道直徑變化進行測量。從散射顆粒獲取的、位于給定范圍內(nèi)的強度取決于散射的立體角度,該角度位于散射處的,面向成像器具體區(qū)域的成像物體。所述成像器可基于成像設備的幾何光學而進行校準,為每一像素分配一個探測散射的范圍??蓪ρ爻上衿髅恳幌袼孬@取的強度進行范圍依賴性計算,以校正該取決于范圍的形狀,或可進行該計算以得出在整個范圍上的范圍加權(quán)平均值。所述方法可包括通過對圖像中的光強度進行求和以分析圖像中顆粒密度的步驟。所述方法可包括對圖像中的光點進行計數(shù)的步驟。所述方法還可包括識別形態(tài)上分離的形狀、以進行全部區(qū)域計算的步驟。所述形態(tài)分析涉及假定圖像中要探測的形狀為特定形式,例如,圓形,識別圖像中的重疊形狀、并計算每個形狀的面積(不考慮這些形狀的明顯重疊)增加計算區(qū)域的面積得出了整個面積,其代表了對成像器要成像的光進行散射的、位于物體的平面上的全部顆粒。上述求和、計數(shù)和識別步驟在處理器的軟件中進行,或在專門的硬件中進行??墒褂媚軌蚍乐共幌胍纳⑸涔獗怀上衿鞒上竦膶嵨镎謥砥帘尾幌胍纳⑸涔???墒褂冕槍Σ幌胍纳⑸涔獾男螤疃ㄖ频膶嵨镎謥砥帘尾幌胍纳⑸涔?,以防止其到達成像器。所述圖像可具有圖像空間(B卩,圖像的二維坐標空間,加上一個或多個來自一個或多個其它參數(shù)的附加維度,例如,在每一坐標上的光強度)。另一例實物罩為具有一定形狀的不透光材料,其位于形成成像器光學元件的一部分或全部光成像系統(tǒng)的任一透鏡的傅里葉變換平面上。所述罩的形狀可以是復雜的,且可在空間上對應于底層空間頻率模式,該底層空間頻率模式來自于形成于透鏡的傅里葉變換平面上的不想要的散射。作為具有物理形狀的不透明罩的替換例,通過使用虛擬罩可從圖像中屏蔽不想要的散射光,即,通過過濾代表圖像的、且是由成像器所產(chǎn)生的信號。所述虛擬罩可在硬件或 軟件中產(chǎn)生;所述虛擬罩可作用于位于分析列任何位置的、由所述成像器產(chǎn)生的信號。在使用虛擬罩的情形下,可以通過僅讀出那些不含有不想要的散射光的圖像的像素點來應用所述罩。在使用虛擬罩的情況下,所述罩可應用于通過對圖像進行空間傅里葉變換得到的圖像空間或參數(shù)空間(該屏蔽圖像可以是卷積濾波后的信號)。或者,例如可通過獲取一系列的圖像并在時域內(nèi)對這一系列的圖像進行傅里葉變換,來應用所述虛擬罩。通過在時域內(nèi)進行傅里葉變換,可以分離由微粒散射產(chǎn)生的時間譜特征,以及由具有不變或不同速度的物質(zhì)產(chǎn)生的不想要的散射,其中所述物質(zhì)來自通過煙道的微粒??梢栽谶M行傅里葉變換之前對圖像進行處理,例如可以對系列中每個圖像進行上述的求和、計數(shù)或識別步驟。這樣可得到來自一系列圖像的一系列的數(shù)據(jù)點,然后可對得到的一系列的數(shù)據(jù)點進行傅里葉變換。為校正圖像的背景噪音(例如可由系統(tǒng)或暗電流源引起,或由經(jīng)煙道而非顆粒散射的激光引起),可確定一個參考場。例如,可獲取當顆粒不存在時的圖像每一像素的平均強度,例如通過測量每一像素在數(shù)個幀期間(即,在一系列圖像上)的強度,以及拒絕因在預定數(shù)量的連續(xù)圖像上經(jīng)顆粒持續(xù)散射的光而導致的異點。另一種方式是,從光束不穿過的、圖像被屏蔽的區(qū)域提供單個平均強度值。所述方法可包括使用軟件將圖像中那些含有從光源散射的光的區(qū)域與那些含有經(jīng)顆粒散射的光的區(qū)域相分離的步驟。所述方法可包括使用軟件將圖像中那些不含從光源散射的光的區(qū)域與那些含有散射光的區(qū)域相分離的步驟。所述方法可包括在監(jiān)測煙道中顆粒時,同時監(jiān)測圖像中未被散射光照亮的一個或多個區(qū)域。這提供了一種核實成像器零水平的方法。有利地,對一個或多個區(qū)域的監(jiān)測,以及由此的對零水平的核實,可以是連續(xù)的;相反,現(xiàn)有技術(shù)中的零水平核實通常會涉及終端測量過程,例如通過關(guān)掉監(jiān)測光源。對一個或多個區(qū)域的監(jiān)測可通過選擇代表一個或多個區(qū)域的軟件數(shù)據(jù)來進行。對一個或多個區(qū)域的監(jiān)測可包括對任意漫射光的監(jiān)測,以提供在由散射光照亮的區(qū)域?qū)ι⑸涔獗O(jiān)測的校正;所述散射監(jiān)測的精確度從而提聞了。所述顆粒可以是灰塵顆粒。
根據(jù)第二方面,本發(fā)明提供了一種用于監(jiān)測煙道中顆粒的裝置,該裝置包括
光源,其用于在煙道的第一側(cè)產(chǎn)生穿過煙道中顆粒的光束;
成像器,用于獲取經(jīng)顆粒散射的光的圖像,所述成像器包括集光鏡,用于收集經(jīng)顆粒散射的光;
其特征在于,所述裝置包括濾波器,該濾波器設置為用于從圖像中屏蔽那些穿過集光鏡而進入成像器中的不想要的散射光。所述裝置可包括安裝在煙道相對的第二側(cè)的反射器,用于將光束朝煙道的第一側(cè)反射回。所述光源和所述成像器可一起容納在同一殼體中;因此,在安裝時,所述裝置可形 成雙路光學系統(tǒng),其中光源和成像器一起容納在煙道的一側(cè),而反射器設置在煙道的相對側(cè)上。光源可以為激光源,因此光束可以為激光束。所述光可以是可見光。所述激光源可以為固態(tài)激光源,例如為頻率加倍型釩酸鹽激光器,例如可以為摻釹式。所述反射器可以為例如反光鏡、角棱鏡、平面鏡、凸鏡或凹鏡。所述裝置可設置為使得成像器位于光源發(fā)出的光束的方向與光束被反射器反射的方向之間。所述圖像可通過例如電荷耦合器件(CXD)或CMOS傳感器而在成像器中形成。所述裝置可進一步包括數(shù)據(jù)處理裝置,用于執(zhí)行一個或多個數(shù)據(jù)處理步驟,例如上述的關(guān)于本發(fā)明第一方面的描述。所述濾波器可以為實物罩。所述濾波器也可以為電子或軟件濾波器。應當理解的是,此處所述的關(guān)于本發(fā)明一個方面的特征可并入本發(fā)明的另一方面。例如,本發(fā)明的方法可包括在此所述的本發(fā)明的裝置的任一特征,且反之亦然。
本發(fā)明的實施例將結(jié)合以下附圖和示意圖而得以清晰展現(xiàn),其中
圖I展示了煙道的橫截面視圖,該煙道包括根據(jù)本發(fā)明第一例實施例的裝置;
圖2詳細示意了圖I的裝置;
圖3展示了一幅圖像,其代表著可從圖I和圖2的裝置獲取的典型圖像;
圖4 (a)和4(b)展示了根據(jù)本發(fā)明一例實施例的裝置的幾何形狀,圖4(c)為到成像器上的光束的二維重映 圖5展示了根據(jù)本發(fā)明第二例實施例的、圖2中的裝置的一個替代例;
圖6展示了在圖5中的裝置中進行的數(shù)據(jù)處理步驟。
具體實施例方式在本發(fā)明第一個實施例中,煙道10包括顆粒流20。顆粒監(jiān)測器殼體25固定在煙道10的壁上。鏡子40固定在殼體25對面的煙道10的壁上。在該實施例中,鏡子40為平面鏡,但是,在可選擇的實施例中,也可以使用其他形式的反射器。激光束35從殼體25中發(fā)出,然后通過鏡子反射回殼體25。激光束35經(jīng)流入煙道10的顆粒散射開來。于是獲得了經(jīng)顆粒10散射的光37的圖像。該圖像被傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理設備70。
殼體25包括激光器30和成像器50。激光束35由激光器30發(fā)出,散射光37通過成像器50成像。散射光37的圖像從成像器50傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理設備70。在本實施例中,從反射器40或者除了包含散射顆粒的區(qū)域的任何其它區(qū)域散射的光被實物罩60屏蔽在獲得的成像以外。成像器50擁有 選擇為足夠小的視界,以在將要聚焦的全部區(qū)域(即,流經(jīng)煙道10的顆粒流的寬度)都足夠大時,在全部三個維度上都獲得好的空間分辨率。成像器50的方位和朝向使其具有大致包括經(jīng)顆粒20散射的全部光37的視界(圖3)。然而,為達到該目的,通常會出現(xiàn)這種情況,即成像器50的方位和朝向也會使其具有包括不想要的散射光140的視界。如果這種不想要的散射光140未被罩60屏蔽,則其會破壞經(jīng)成像器50獲取的測量值的精度,所述罩的形狀和方位能夠屏蔽圖像101中經(jīng)顆粒20散射的光37中的不需要的散射光140。由圖3可以看出,經(jīng)顆粒20散射的光37空間地分解為其在圖像101的平面內(nèi)的不同部分來源于沿煙道10橫截面的不同區(qū)域的顆粒20。更具體地,隨著激光束35傾斜地穿過顆粒20(或者相當于,隨著經(jīng)顆粒20散射并由成像器50成像的光37在一定角度上的散射),經(jīng)距離成像器50較遠側(cè)的顆粒流的散射的光37 (即,經(jīng)最靠近反射器40的顆粒散射的光)出現(xiàn)在圖3中所成像的散射光37的一個端部,反之,經(jīng)較近的顆粒流側(cè)散射的光37 (即,經(jīng)距離反射器40最遠的顆粒散射的光)出現(xiàn)在所成像的散射光37的相反的一端。圖4作了更詳細的說明。當激光束在三維空間中穿過散射介質(zhì)時,(三維的)散射光被成像透鏡130檢測到,成像器140有效地將其映射在二維的成像器中。距離分辨率和散射范圍的量化取決于光束在空間中的角度、光束的散射程度和成像系統(tǒng)的視覺特性。有幾種方法用公式表示三維空間(X,Τ, Z)到二維空間(x,y)的映射以及其相反過程,這里舉一個作為例子。參見圖4(a)和(b),點P是激光束上任意一個點(X,Y,Z),該點具有在與XZ平面上具有水平角Θ、以及定義光束的向上或者向下方向的角度φ的矢量。位于煙道相對側(cè)的光束的出發(fā)點設定為偏移位置X. offset和Y. offset。任何一點P 定義為具有由 X ( Z,θ,φ) = X. offset + (Z0-Z) *tan(0 )定義的 X坐標,以及由
, , ”…tail (φ)
氐 φ)·= ^-Offeet+(Z0-Z)--—-
COS ( θ)
所定義的Y坐標。到監(jiān)測器的X、y陣列的映射是通過以下坐標來完成的
_ .-, x ,,φ),
.τ(Ζ j, φ}=- —-——+-Tc#ei
和I +■ ,,,d φ)
r(Z,^, α )ι=- ----+Vrimt
'Z ‘雄
所得的映射光束具有典型形狀,如圖4(c)所示,該圖示意了對于沿光束均等分布的位置P,光束間距和成像間距之間的非線性關(guān)系。因此,通過該計算,使從圖像中的一個測量值計算出光束中任一點的范圍。在優(yōu)選的替代性實施例中(圖5和圖6),圖像101中的濾波器60不是以實物罩(如其在第一實施例中)的形式實現(xiàn),而是通過在數(shù)據(jù)處理裝置70中應用虛擬罩而實現(xiàn)的。在虛擬罩的應用中(圖6),數(shù)據(jù)處理器70接收代表圖像50的視界的原始圖像的數(shù)據(jù)100。利用濾波器60,在該實施例中,是通過對原始圖像數(shù)據(jù)100進行空間傅里葉變換然后移除與不想要的散射光140對應的已知的空間頻率,從而將不想要的散射光140屏蔽在原始圖像 數(shù)據(jù)100之外,接著進行空間逆傅里葉變換,從而在沒有不想要的散射光140的情況下提供圖像101。想要的和不想要的信號部分的空間頻率能通過許多方式確定。一個有經(jīng)驗的方法是,在煙道中沒有灰塵的情況下記錄參考圖像,然后進行傅里葉變換,這會從在其中具有灰塵的測量圖像上消卷積,留下“僅有灰塵”的信號。另一個方法是仔細看激光束的散射光的模式(在傅里葉變換空間中)(即在倒數(shù)空間中的模式識別)。一個可預測的方法是,利用顆粒或顆粒團產(chǎn)生的圖像“點”的尺寸的知識,該圖像“點”的倒轉(zhuǎn)提供感興趣的空間頻率這些點的尺寸分布提供空間頻率寬度,該空間頻率寬度保留在實施逆傅里葉變換的該圖像上。接著,進一步的數(shù)據(jù)處理器110在經(jīng)過濾的圖像中進行處理。在該實施例中,為每個過濾圖像序列計算并儲存整體穿過過濾圖像的總強度,并計算所存儲的整體強度的臨時傅里葉變換。然后對經(jīng)處理的過濾圖像數(shù)據(jù)進行分析(步驟120),以提供關(guān)于煙道10中的顆粒20的信息。在該實施例中,煙道10中的顆粒20的數(shù)量是通過觀察光譜的強度來確定的,通過在與經(jīng)顆粒20散射的光37相對應的已知頻率進行臨時傅里葉變換而得。盡管在此是結(jié)合了特定實施例描述和闡釋本發(fā)明,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應當理解,本發(fā)明自身可有并不限于在此具體描述的各種變化。在此僅通過實施例的方式描述一些可能的變化。如上面所述的第二個實施例,使用在處理器上運行的軟件在數(shù)據(jù)處理設備中應用虛擬罩,但是,在其它的可選實施例中,使用專用的電子硬件濾波器應用虛擬罩。其中在前面的描述中,提到的整體或元件是已知的,顯而易見的或可預見的對應物,這些等價物在此納入單獨列出。權(quán)利要求書確定本發(fā)明的真實的范圍,該權(quán)利要求書用于解釋,以涵蓋任何這樣的等價物。讀者將理解,本發(fā)明的整體或特征以優(yōu)選的、有利的、方便或可選且不限制獨立權(quán)利要求的范圍的類似物來描述,此外,應該理解的是,這些可選的整體或特征,在本發(fā)明的一些實施例中可能有益,但可能不是想要的,并且可能因此在其它實施例中不存在。
權(quán)利要求
1.一種用于監(jiān)測煙道中的顆粒的方法,該方法包括在煙道的第一側(cè)部處產(chǎn)生一束射向所述顆粒的光束;以及通過使用成像器來獲取經(jīng)顆粒散射的光的圖像,所述成像器包括集光鏡,所述經(jīng)顆粒散射的光穿過該聚光鏡;其特征在于,不想要的散射光也穿過所述集光鏡,且所述方法包括從所述圖像中屏蔽掉已穿過集光鏡的所述不想要的散射光的步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法,其特征在于,經(jīng)顆粒散射并穿過集光鏡的光的散射方向與光束穿過顆粒的方向形成小于30度的角。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法,其特征在于,所述光束產(chǎn)生于煙道的第一側(cè)處,且照向煙道的與第一側(cè)相對的第二側(cè),所述方法進一步包括朝煙道的第一側(cè)反射回光束并穿過煙道中顆粒的步驟。
4.根據(jù)以上任一項權(quán)利要求所述的方法,其特征在于,所述方法包括選自以下的一個或多個步驟對整幅圖中的光強度求和;對圖中光點進行計數(shù);或識別從形態(tài)上分離的形狀,以進行全部區(qū)域的計算。
5.根據(jù)以上任一項權(quán)利要求所述的方法,其特征在于,使用實物罩來屏蔽不想要的散射光,該實物罩防止成像器對不想要的散射光進行成像。
6.根據(jù)權(quán)利要求I到4中任一項所述的方法,其特征在于,使用硬件或軟件得到的虛擬罩來屏蔽所述不想要的散射光。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法,其特征在于,所述圖像具有圖像間距,所述罩應用在該圖像間距上或參數(shù)間距上,所述參數(shù)間距通過對圖像進行空間傅里葉變換而獲得。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法,其特征在于,通過獲取一系列圖像并在時域?qū)D像序列進行傅里葉變換而應用所述虛擬罩。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法,其特征在于,在應用傅里葉變換之前先對所述圖像進行處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法,其特征在于,所述處理得到來自一圖像序列的一系列數(shù)據(jù)點,且是對所得的一系列數(shù)據(jù)點進行傅里葉變換的。
11.根據(jù)以上任一項權(quán)利要求所述的方法,其特征在于,為校正圖像中的背景噪音,確定了參考場。
12.根據(jù)以上任一項權(quán)利要求所述的方法,其特征在于,所述方法包括在監(jiān)測煙道中顆粒的同時,監(jiān)測圖像中一個或多個未被散射光照亮的區(qū)域的步驟。
13.根據(jù)以上任一項權(quán)利要求所述的方法,其特征在于,所述光束傾斜穿過顆粒,以使得圖像的不同區(qū)域接收經(jīng)煙道不同區(qū)段的顆粒散射的光。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法,其特征在于,所述方法包括識別成像器的每一像素探測散射的范圍的步驟。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法,其特征在于,所述圖像的每個像素監(jiān)測散射的范圍用來校準在成像器每一像素處測得的光強度,以計算顆粒沿煙道的分布。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法,其特征在于,所述成像器的每個像素監(jiān)測散射的范圍用來校準在成像器的每個像素處測得的光強度,從而計算沿著煙道的顆粒分布的加權(quán)平均值。
17.根據(jù)權(quán)利要求13到16所述的方法,其特征在于,通過集成成像器的每一行或每一列像素,以便為每一行或每一列產(chǎn)生單個數(shù)據(jù)點,從而從圖像中獲取范圍分辨數(shù)據(jù)集。
18.一種用于監(jiān)測煙道中的顆粒的裝置,該裝置包括光源,用于在煙道的第一側(cè)處產(chǎn)生光束,所述光束穿過煙道中的顆粒;以及成像器,用于獲取經(jīng)顆粒散射的光的圖像,所述成像器包括集光鏡,用于收集經(jīng)顆粒散射的光;其特征在于,所述裝置包括濾波器,該濾波器設置為用于從圖像中屏蔽那些穿過集光鏡而進入圖像的不想要的散射光。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置,其特征在于,所述裝置包括用于安裝在煙道的相對的第二側(cè)的反射器,所述反射器用于朝煙道的第一側(cè)反射回光束。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置,其特征在于,所述裝置設置為使成像器位于從光源發(fā)出的光束的方向與反射器反射光束的方向之間。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20中任一項所述的裝置,其特征在于,所述光源與所述成像器一起容納在同一殼體內(nèi)。
22.根據(jù)權(quán)利要求18到21中任一項所述的裝置,其特征在于,所述裝置進一步包括數(shù)據(jù)處理裝置,用于實施一個或多個數(shù)據(jù)處理步驟。
23.根據(jù)權(quán)利要求18到22中任一項所述的裝置,其特征在于,所述濾波器為實物罩。
24.根據(jù)權(quán)利要求18到23中任一項所述的裝置,其特征在于,所述濾波器為電子或軟件濾波器。
25.一種用于監(jiān)測煙道中的顆粒流的方法,該方法大致為結(jié)合附圖在此所述的。
26.一種顆粒監(jiān)控器,大致為結(jié)合任意附圖在此所述的。
全文摘要
一種用于監(jiān)測煙道中的顆粒的方法,該方法包括在煙道第一側(cè)處產(chǎn)生朝向煙道的相對第二側(cè)的光束。所述光束朝煙道的第一側(cè)并穿過煙道中的顆粒而反射回。獲取經(jīng)顆粒散射的光的圖像。所述圖像是使用成像器而獲取的,該成像器的方位和朝向方式使其具有包括不想要的散射光的視場。所述方法包括從圖像中屏蔽不想要的散射光的步驟。
文檔編號G01N15/06GK102933951SQ201180022381
公開日2013年2月13日 申請日期2011年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月5日
發(fā)明者羅杰·布拉德利·米林頓, 大衛(wèi)·克里斯多夫·尤妮特 申請人:Pcme有限公司