粉尘无处不在,其危害也不言而喻。它不仅会影响人的身体健康,引发呼吸系统疾病,有些粉尘在浓度高时还会引发爆炸,严重威胁生命财产安全,因此对于粉尘浓度的实时检测显得十分重要。然而,目前许多设备只能对空间内某点的粉尘浓度进行检测,再选取多点检测后将各点粉尘浓度进行计算,并将结果作为该空间内的平均浓度。这种方法存在一定的误差与随机性,因此其结果是一个估计值。图像法是通过图像技术实现对粉尘浓度检测的方法,该方法对粉尘图像处理后建立图像灰度均值与粉尘浓度均值之间的关系,实现对空间内某断面粉尘平均浓度的精确检测,大大提高检测的准确性与便捷性,降低检测成本。本文主要对图像技术应用于粉尘浓度检测进行设计与研究,工作内容包括以下部分:1.理论研究。通过对当前常用检测方法及原理的介绍与研究确定本文以光散射法作为基本检测方法。以理论方式推导出颗粒群散射光通量与颗粒物质量浓度成线性关系,进一步得出粉尘图像灰度值与粉尘浓度也成线性关系,为图像法检测粉尘浓度提供理论基础。2.检测方法设计。检测方法包括装置设计与图像算法两方面,装置设计主要由装置搭建、气路设计与光路设计三部分组成。图像算法包括对粉尘图像的预处理、运动复原、背景消除、图像增强等步骤,通过该算法可以计算出动态粉尘图像的灰度均值,再由标定关系得出最终的粉尘浓度值。3.仿真模拟。通过Fluent软件对粉尘浓度分布的均匀性进行仿真计算,得到多种因素影响下的粉尘分布情况,确定最佳的粉尘检测条件。4.实验研究。建立图像灰度与粉尘浓度之间的标定公式,确定两者之间的定量关系。计算出图像法可检测粉尘浓度的最小值、最大值与检测精度,同时对该方法的稳定性与均匀性进行分析,并进行误差计算。最终结果表明图像法符合预期设计要求。