基于Open CV的瓦斯爆炸火焰形态演化与传播速度关系的研究
姚礼琳1
王学强2
席国军3
徐景德1
周振兴1
1.华北科技学院,北京 东燕郊 0652012.陕西煤业股份有限公司,陕西 西安 7100003.陕西彬长胡家河矿业有限公司,陕西 咸阳 712000
摘要：为获取瓦斯爆炸火焰形态,计算火焰传播速度,利用激光纹影技术拍摄了管道内爆炸火焰传播图像,比较了Open CV 中Canny、Sobel、Scharr、Laplacian算子的计算结果,分析了障碍物作用下的火焰形态变化以及火焰轴向传播速度与变化规律.结果表明:基于Open CV 的边缘检测方法对复杂条件下爆炸火焰边缘的显示效果清晰,火焰边缘位置检测结果准确.边缘检测算子对火焰边缘检测结果有重要影响,四种算子中,Canny算子对火焰边缘位置检测最为精确,满足火焰形态分析与速度计算的需要.激波管空载时火焰锋面产生内含涡流的球状褶皱;单个障碍物时,障碍物后方形成孔洞状火焰面褶皱;两个障碍物时,障碍物间湍流度提升致使火焰锋面快速扩张.基于Canny算子边缘检测图像获得的火焰传播速度可知,管内无障碍物时,火焰运动近乎停滞后"突跃式"向前传播,峰值速度提升了13.3%.加入一个障碍物时,火焰轴向速度显著降低后震荡上升,峰值速度提升了14.2%;两个障碍物时,火焰产生反向速度,且速度峰值增幅最大,为25.9%.计算得出的火焰速度分布规律与爆炸图像一致,表明该方法能计算复杂条件下火焰锋面轴向速度时空分布.
关键词：瓦斯爆炸边缘检测Open CV障碍物
分类号：TD712.7(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(5187042145)国家自然科学基金(3142018018)国家重点研发计划(2016YFC0801502)
论文发表日期：2023-08-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：6( 17-22 )
英文信息