本發(fā)明屬于垃圾焚燒技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種垃圾焚燒火焰識別控制方法，通過采集識別焚燒火焰的模式來調(diào)整焚燒設(shè)備的運行，實現(xiàn)最理想的焚燒狀態(tài)。

背景技術(shù)：
：

我國由于人口基數(shù)大，因此全國產(chǎn)生的垃圾總量也非常巨大；目前，我國現(xiàn)階段垃圾處理的主要方式是掩埋，污染過于嚴重，因此，各地正在大力普及垃圾焚燒處理；垃圾焚燒廠每天要焚燒大量的垃圾，焚燒爐作為目前應(yīng)用最多的焚燒設(shè)備已經(jīng)被大量垃圾處理企業(yè)采購使用；目前，焚燒設(shè)備在焚燒垃圾時通常不能及時查看焚燒設(shè)備內(nèi)的燃燒情況是否理想，即使查看也是由工人過觀察視窗觀察一會，這樣既不能完全判斷垃圾燃燒的整體狀態(tài)，也會使工人受到焚燒垃圾產(chǎn)生的有害氣體的威脅；稍好一些的改進方案為在焚燒設(shè)備中加裝攝像頭以便肉眼監(jiān)控和觀察垃圾燃燒的情況是否理想，人眼觀察雖然有經(jīng)驗上的可靠性，但是不夠科學合理，不能合理準確的判斷燃燒狀態(tài)，往往導(dǎo)致調(diào)整失誤，造成資源浪費和環(huán)境污染；同時，現(xiàn)有技術(shù)中也有自動判斷燃燒狀態(tài)的技術(shù)方案，但是也只能在判斷之后由人工進行操作調(diào)整，增加垃圾處理成本。因此，尋求更加科學準確判別垃圾焚燒的狀態(tài)并及時調(diào)整實現(xiàn)最理想的焚燒狀態(tài)的一種垃圾焚燒火焰識別控制方法具有良好的社會效益和經(jīng)濟效益。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，尋求設(shè)計一種垃圾焚燒火焰識別控制方法，通過采集識別焚燒火焰的模式來調(diào)整焚燒設(shè)備的運行，實現(xiàn)最理想的焚燒狀態(tài)。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明涉及的垃圾焚燒火焰識別控制方法，主要在垃圾焚燒火焰識別控制裝置中實現(xiàn)，其具體工藝步驟包括：

(1)位置編碼

先對設(shè)置在焚燒爐內(nèi)各個位置的防爆攝像頭、傳送帶、風機、出風口和垃圾門進行相對位置定位并進行位置編碼，并將編碼信息存儲在焚燒控制器和火焰分析器中，以便識別特定位置的防爆攝像頭采集的火焰的火焰模式后，由焚燒控制器控制對應(yīng)位置的傳送帶、出風口和垃圾門工作；

(2)圖像采集

經(jīng)過步驟(1)編碼后的多個防爆攝像頭拍攝相應(yīng)位置的焚燒火焰圖像實時傳送至火焰分析器中，以便火焰分析器對采集的焚燒火焰的圖像按幀數(shù)實時進行分析識別；

(3)亮度識別

將實時采集的焚燒火焰圖像在火焰分析器中進行灰度圖片轉(zhuǎn)化，灰度值最大值和最小值位置為焚燒火焰最亮和最暗的位置，將上述位置信息發(fā)送至焚燒控制器中，將焚燒火焰圖、焚燒火焰最亮和最暗位置以數(shù)字或灰度圖像輸出顯示；

(4)識別判斷

將焚燒火焰四種標準模式的灰度圖像提前輸入至火焰分析器中，其中標準模式包括充分均勻燃燒的普通模式、燃燒過快的島模式、燃燒不充分的洞模式和燃燒不均勻的島洞模式；將防爆攝像頭實時采集的焚燒火焰的灰度圖像分別與四種標準模式灰度圖像進行對比，模式相似度最大的為焚燒火焰的模式，并將焚燒火焰模式、模式相似度和具體模式焚燒火焰的位置信息輸出顯示；再將識別后的島模式、洞模式和島洞模式的焚燒火焰位置信息實時輸出顯示并傳送至焚燒控制器和垃圾狀態(tài)控制器中；

(5)調(diào)整控制

焚燒控制器接收火焰分析器經(jīng)步驟(4)識別后的島模式、洞模式和島洞模式的焚燒火焰位置信息，控制對應(yīng)處于島模式中的焚燒火焰位置處的出風口關(guān)閉或縮小、風機加大風量、傳送帶降低傳輸速度或垃圾門關(guān)閉或縮小，垃圾狀態(tài)控制器選取相對于正在燃燒的垃圾的發(fā)熱量小的垃圾投送至該焚燒火焰位置對應(yīng)的傳送帶中；焚燒控制器控制對應(yīng)處于洞模式中的焚燒火焰位置處的出風口打開、風機減小風量、傳送帶加快傳輸速度或垃圾門打開，垃圾狀態(tài)控制器選取相對于正在燃燒的垃圾的發(fā)熱量大的垃圾頭送至該焚燒火焰位置對應(yīng)的傳送帶中；焚燒控制器控制對應(yīng)處于島洞模式中的焚燒火焰位置處周圍的出風口打開、周圍傳送帶和垃圾門同時打開；將上述處于島模式、洞模式和島洞模式的焚燒火焰位置調(diào)整到普通模式。

本發(fā)明涉及的步驟(3)識別判斷中的將防爆攝像頭實時采集的焚燒火焰的灰度圖像分別與四種標準模式灰度圖像進行對比的具體方法如下：

標準模式圖像記為P，焚燒火焰的灰度圖像記為I，縮放圖像I，使圖像I的火焰面積和圖像P的火焰面積相等，找到圖像P和圖像I中的火焰部分的重心Gp和Gi分別計算Gp、Gi與圖像中心Cp、Ci的靠近程度，計為GCp和GCi，計算位置相似度PSpi＝1-(Abs(GCp-GCi)/Max(GCp,GCi))，其中Abs(GCp-GCi)為取絕對值，Max(GCp,GCi)為取最大值；然后重合圖像P和I的重心Gp、Gi計算火焰部分重合面積AREAs的比例，得到與位置無關(guān)的圖像相似度Snopos＝AREAs/AREAp，則模式相似度為

本發(fā)明涉及的垃圾焚燒火焰識別控制裝置的主體結(jié)構(gòu)包括焚燒爐、風機、風機管、出風口，傳送帶、垃圾門、焚燒控制器、防爆攝像頭、垃圾狀態(tài)控制器和火焰分析器；焚燒爐外部設(shè)置有多個風機，以便為焚燒爐提供空氣，風機通過風機管與焚燒爐連接，風機管延伸至焚燒爐底部形成多個出風口，風機和出風口均與焚燒控制器電信息連接；多個傳送帶設(shè)置在焚燒爐的外部，以便向焚燒爐內(nèi)輸送待焚燒的垃圾，傳送帶延伸至焚燒爐內(nèi)壁在四周形成多個垃圾門，傳送帶和垃圾門均勻焚燒控制器電信息連接；焚燒控制器設(shè)置在焚燒爐的外側(cè)，分別于風機、出風口、傳送帶和垃圾門電信息連接，焚燒控制器為在不同位置的出風口、傳送帶和垃圾門編碼并保存編碼對應(yīng)的各出風口、傳送帶和垃圾門的位置信息，以便控制開啟和關(guān)閉不同對應(yīng)位置的出風口、傳送帶和垃圾門，焚燒控制器與對應(yīng)位置的風機電信息連接以便控制風機的開啟和關(guān)閉，并控制風量和風速的大小，焚燒控制器與火焰分析器電信息連接，以便接收火焰分析器的分析結(jié)果并控制相應(yīng)位置的出風口、傳送帶、風機和垃圾門工作；垃圾狀態(tài)控制器設(shè)置在焚燒爐的外側(cè)，垃圾狀態(tài)控制器與火焰分析器電信息連接，以便記錄進入焚燒爐中垃圾的發(fā)熱量和選取合適發(fā)熱量的垃圾送入傳送帶中；焚燒爐的內(nèi)壁上的各垃圾門的一側(cè)均設(shè)置有防爆攝像頭，防爆攝像頭對準火焰方向，防爆攝像頭與火焰分析器電信息連接，以便實時采集垃圾焚燒時火焰的畫面并傳送至火焰分析器中；火焰分析器設(shè)置在焚燒爐的外部，火焰分析器接收各個方向的防爆攝像頭采集的垃圾焚燒時火焰的圖片后進行分析，輸出顯示火焰模式、類似度和火焰燃燒最亮處和最暗處的位置，并將上述信息傳送至焚燒控制器。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其通過設(shè)置的多個防爆攝像頭可以采集焚燒爐內(nèi)全方位的火焰狀況；以及對應(yīng)編號設(shè)置的多個對應(yīng)風機、出風口能夠?qū)μ囟ㄎ恢玫睦贌鹧孢M行針對性風量調(diào)整；通過識別焚燒火焰與標準模式進行對比，以識別火焰的燃燒模式，并將其顯示指導(dǎo)工人操作，更能通過設(shè)置的其他裝置對焚燒爐內(nèi)的焚燒進行調(diào)整，使其處于最理想的焚燒狀態(tài)；其原理簡單，控制裝置結(jié)構(gòu)合理，應(yīng)用環(huán)境友好。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明的流程原理示意框圖。

圖2為本發(fā)明涉及的垃圾焚燒火焰識別控制裝置的主體結(jié)構(gòu)原理示意圖。

具體實施方式：

下面通過實施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。

實施例1：

本實施例涉及的垃圾焚燒火焰識別控制方法，主要在垃圾焚燒火焰識別控制裝置中實現(xiàn)，其具體工藝步驟包括：

(1)位置編碼

先對設(shè)置在焚燒爐1內(nèi)各個位置的防爆攝像頭8、傳送帶5、風機2、出風口4和垃圾門6進行相對位置定位并進行位置編碼，并將編碼信息存儲在焚燒控制器7和火焰分析器10中，以便識別特定位置的防爆攝像頭8采集的火焰的火焰模式后，由焚燒控制器7控制對應(yīng)位置的傳送帶5、出風口4和垃圾門6工作；

(2)圖像采集

經(jīng)過步驟(1)編碼后的多個防爆攝像頭8拍攝相應(yīng)位置的焚燒火焰圖像實時傳送至火焰分析器10中，以便火焰分析器10對采集的焚燒火焰的圖像按幀數(shù)實時進行分析識別；

(3)亮度識別

將實時采集的焚燒火焰圖像在火焰分析器10中進行灰度圖片轉(zhuǎn)化，灰度值最大值和最小值位置為焚燒火焰最亮和最暗的位置，將上述位置信息發(fā)送至焚燒控制器7中，將焚燒火焰圖、焚燒火焰最亮和最暗位置以數(shù)字或灰度圖像輸出顯示；

(4)識別判斷

將焚燒火焰四種標準模式的灰度圖像提前輸入至火焰分析器10中，其中標準模式包括充分均勻燃燒的普通模式、燃燒過快的島模式、燃燒不充分的洞模式和燃燒不均勻的島洞模式；將防爆攝像頭8實時采集的焚燒火焰的灰度圖像分別與四種標準模式灰度圖像進行對比，模式相似度最大的為焚燒火焰的模式，并將焚燒火焰模式、模式相似度和具體模式焚燒火焰的位置信息輸出顯示；再將識別后的島模式、洞模式和島洞模式的焚燒火焰位置信息實時輸出顯示并傳送至焚燒控制器7和垃圾狀態(tài)控制器9中；

(5)調(diào)整控制

焚燒控制器7接收火焰分析器10經(jīng)步驟(4)識別后的島模式、洞模式和島洞模式的焚燒火焰位置信息，控制對應(yīng)處于島模式中的焚燒火焰位置處的出風口4關(guān)閉或縮小、風機2加大風量、傳送帶5降低傳輸速度或垃圾門6關(guān)閉或縮小，垃圾狀態(tài)控制器9選取相對于正在燃燒的垃圾的發(fā)熱量小的垃圾投送至該焚燒火焰位置對應(yīng)的傳送帶5中；焚燒控制器7控制對應(yīng)處于洞模式中的焚燒火焰位置處的出風口4打開、風機2減小風量、傳送帶5加快傳輸速度或垃圾門6打開，垃圾狀態(tài)控制器9選取相對于正在燃燒的垃圾的發(fā)熱量大的垃圾頭送至該焚燒火焰位置對應(yīng)的傳送帶5中；焚燒控制器7控制對應(yīng)處于島洞模式中的焚燒火焰位置處周圍的出風口4打開、周圍傳送帶5和垃圾門6同時打開；將上述處于島模式、洞模式和島洞模式的焚燒火焰位置調(diào)整到普通模式。

本實施例涉及的步驟(3)識別判斷中的將防爆攝像頭8實時采集的焚燒火焰的灰度圖像分別與四種標準模式灰度圖像進行對比的具體方法如下：

標準模式圖像記為P，焚燒火焰的灰度圖像記為I，縮放圖像I，使圖像I的火焰面積和圖像P的火焰面積相等，找到圖像P和圖像I中的火焰部分的重心Gp和Gi分別計算Gp、Gi與圖像中心Cp、Ci的靠近程度，計為GCp和GCi，計算位置相似度PSpi＝1-(Abs(GCp-GCi)/Max(GCp,GCi))，其中Abs(GCp-GCi)為取絕對值，Max(GCp,GCi)為取最大值；然后重合圖像P和I的重心Gp、Gi計算火焰部分重合面積AREAs的比例，得到與位置無關(guān)的圖像相似度Snopos＝AREAs/AREAp，則模式相似度為

本實施例涉及的垃圾焚燒火焰識別控制裝置的主體結(jié)構(gòu)包括焚燒爐1、風機2、風機管3、出風口4，傳送帶5、垃圾門6、焚燒控制器7、防爆攝像頭8、垃圾狀態(tài)控制器9和火焰分析器10；焚燒爐1外部設(shè)置有多個風機2，以便為焚燒爐1提供空氣，風機2通過風機管3與焚燒爐1連接，風機管3延伸至焚燒爐1底部形成多個出風口4，風機2和出風口4均與焚燒控制器7電信息連接；多個傳送帶5設(shè)置在焚燒爐1的外部，以便向焚燒爐1內(nèi)輸送待焚燒的垃圾，傳送帶5延伸至焚燒爐1內(nèi)壁在四周形成多個垃圾門6，傳送帶5和垃圾門6均勻焚燒控制器7電信息連接；焚燒控制器7設(shè)置在焚燒爐1的外側(cè)，分別于風機2、出風口4、傳送帶5和垃圾門6電信息連接，焚燒控制器7為在不同位置的出風口4、傳送帶5和垃圾門6編碼并保存編碼對應(yīng)的各出風口4、傳送帶5和垃圾門6的位置信息，以便控制開啟和關(guān)閉不同對應(yīng)位置的出風口4、傳送帶5和垃圾門6，焚燒控制器7與對應(yīng)位置的風機2電信息連接以便控制風機2的開啟和關(guān)閉，并控制風量和風速的大小，焚燒控制器7與火焰分析器10電信息連接，以便接收火焰分析器10的分析結(jié)果并控制相應(yīng)位置的出風口4、傳送帶5、風機2和垃圾門6工作；垃圾狀態(tài)控制器9設(shè)置在焚燒爐1的外側(cè)，垃圾狀態(tài)控制器9與火焰分析器10電信息連接，以便記錄進入焚燒爐1中垃圾的發(fā)熱量和選取合適發(fā)熱量的垃圾送入傳送帶5中；焚燒爐1的內(nèi)壁上的各垃圾門6的一側(cè)均設(shè)置有防爆攝像頭8，防爆攝像頭8對準火焰方向，防爆攝像頭8與火焰分析器10電信息連接，以便實時采集垃圾焚燒時火焰的畫面并傳送至火焰分析器10中；火焰分析器10設(shè)置在焚燒爐1的外部，火焰分析器10接收各個方向的防爆攝像頭8采集的垃圾焚燒時火焰的圖片后進行分析，輸出顯示火焰模式、類似度和火焰燃燒最亮處和最暗處的位置，并將上述信息傳送至焚燒控制器7。

本實施例使用時，防爆攝像頭8實時采集焚燒爐1中垃圾焚燒火焰的圖像傳送至火焰分析器10中，火焰分析器10通過分析計算火焰燃燒時的火焰模式、與最佳燃燒模式的相似度以及火焰的最亮處和最暗處的位置，并將該信息傳送至焚燒控制器7中，焚燒控制器7根據(jù)上述信息調(diào)整控制對應(yīng)位置的出風口4、傳送帶5和垃圾門6開啟或關(guān)閉，同時調(diào)整風機2的開閉以及工作功率來調(diào)整出風口4的風量；從而調(diào)整垃圾焚燒保持在最佳模式焚燒；火焰分析器10將分析識別后的信息輸出顯示后也可供人工操作調(diào)整焚燒爐1各焚燒裝備以達到最理想的焚燒效果。