基于DSP的火焰温度场重建研究

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1、摘要发射光谱层析技术(EmissionSpectralTomography,简称EST)是结合发射光谱测量和光学层析技术(OpticalComputedTomography简称OCT)的一种不干扰待测场分布的新型诊断测量技术它在热物理量测试等离子体诊断等领域具有广泛的应用前景是机械冶金航空航天等领域不可缺少的检测技术EST技术的应用主要存在三个难题一是多方向多光谱辐射数据的采集问题二是EST技术需要少投影方向的非完全数据条件下的重建算法;三是如何确保实时重建对于多方向多光谱辐射数据采集问题本文设计了采用窄带滤光片面阵CCD工业摄像机和DSP数据处理板结合的四路采集系统,可实现

2、四个方向数据的实时采集若采用更高性能的DSP数据处理板可实现更多方向和更多波长的投影数据的采集对于EST系统需要的非完全数据条件下的重建算法本文对迭代算法做了大量研究分析了各种因素对重建精度的影响,本文重点对SIRT算法在DSP系统中实时重建进行探讨结合DSP采集处理系统和适合少投影方向的层析算法本文研制了发射光谱层析火焰温度场实时重建系统在CCS2.20及VC++6.0下开发了系统软件该系统可以实现火焰温度场的实时重建最后应用该系统对蜡烛火焰温度场进行了重建实验实验结果证明了系统的可行性及SIRT算法在DSP系统中的实时性关键词发射光谱层析;实时重建;SIRT;温度场;DS

3、PIIIAbstractEmissionSpectralTomography(EST)isanovelnone-destructivetestingtechnology,whichisthecombinationoftheemissionspectralmeasurementwithOpticalComputedTomography(OCT).ESTshowsthesuperioritiesintestingthermophysicalparametersanddiagnosingplasma.Itisthemostimportanttestingtechnologyused

4、inmechanism,metallurgy,aeronauticsandastronautics.TherearethreeproblemsintheapplicationofEST.First,itisdifficulttoobtainthedataofemissionintensityofmultiorientationsandwavelengths;Second,thealgorithmsofESTneedtobeapplicabletolimited-viewandincompletedataconditions;Third,itishowtoensurereal-

5、timereconstruction.Adataacquisitionsystemwithnarrow-bandopticalfilter,heightprecisionareaarrayCCDcameraandfour-wayimagecaptureDSPcardwasproposedinordertoresolvetheproblemofdataacquisition.Wecanobtainthereal-timeprojectiondataofemissionintensityoffour-orientationbythissystem.Wecouldobtainthe

6、dataofmoreorientationandwavelengthifthereismorepowerfulimageDSPcard.Toimprovethereconstructionprecisioninthecaseoffewviews,detailedstudiesonthetraditionalOCTalgorithms,includingtransform-basedanditerativealgorithmswereaccomplished.thisemphasisonreal-timeSIRTalgorithmreconstructionarediscuss

7、ed,andthereconstructionisbasedonDSP.Aflametemperaturefiledthree-dimensionalreconstructionsystembasedonabovedataacquisitionandcomputedtomograthyalgorithmwasdeveloped.ThesoftwareofthesystemwascompiledinCCS2.20andVC++6.0.Three-dimensionaltemperaturefiledon-