热媒炉作为主要的传热设备，目前被广泛应用于石油管道原油运输当中。热媒炉火焰稳定燃烧是设备安全运行的基本要求。若火焰燃烧不稳定会降低燃烧效率，产生噪声和废气等。若火焰燃烧出现偏心，会导致炉膛温度场的失衡，影响热媒炉循环系统。若火焰燃烧出现熄灭的情况，容易引发安全事故，每一次停炉代价都很昂贵。为了能够及时准确的了解炉膛火焰的燃烧状况，本文采用数字图像处理的方法对火焰燃烧状态进行检测。本文设计了一套简单可行的热媒炉火焰检测系统。视频采集程序运行在基于ARM的嵌入式Linux系统上，采集火焰图像并传送至控制室。控制室主要完成对火焰燃烧状况的检测，首先需要对火焰图像进行预处理操作，包括利用快速中值滤波算法去除噪声，采用圆弧曲线进行对比度拉伸，使用标记分水岭算法分割火焰图像。然后基于火焰燃烧的统计特性提取准确的火焰燃烧区域。最后通过检测火焰燃烧特征值判断火焰燃烧状况。本文的创新之处在于针对现有火焰特征值在火焰燃烧位置稳定性检测上的不足，提出了一种新的特征值火焰燃烧稳定区面积率，并且改进了原有的偏心距离算法。在分析火焰燃烧统计特性之后提出了一个新的概念：火焰燃烧稳定区域和火焰燃烧临界区域，然后利用两个区域的面积之比得到特征值火焰燃烧稳定区面积率，利用两个区域的中心点计算偏心距离。经实验分析，与传统方法相比，本文火焰检测方法的主要优势在于三个方面：一、能够准确的提取火焰燃烧区域。二、火焰稳定区面积率这个特征值加强了对火焰燃烧波动性的检测。三、改进偏心距离对火焰偏心的检测更有效，同时与炉膛中心点无关，免去了炉膛中心点的标记过程，简化了用户操作。