[發明專利]基于數字圖像處理技術的氣液兩相流流型識別方法

無效

• 申請號: 200710055957.6
• 申請日: 2007-08-08
• 公開（公告）號: CN101140216A
• 公開（公告）日: 2008-03-12
• 發明（設計）人: 周云龍;陳飛;孫斌;洪文鵬
• 申請（專利權）人: 東北電力大學
• 主分類號: G01N11/00
• 分類號: G01N11/00;G06K9/00
• 代理公司: 吉林市達利專利事務所
• 代理人: 陳傳林

技術領域

本發明涉及氣液兩相流測量技術領域，尤其涉及一種基于數字圖像處理技術的氣液兩相流流型識別方法。

背景技術

目前，在動力、化工、核能、制冷、石油和冶金等行業的許多生產設備中都涉及到氣液兩相流動工況。兩相流動介質的相界面分布狀況，即流型，極大地影響著氣液兩相流的流動特性和傳熱特性，同時也影響流動參數的準確測量以及兩相流系統的運行特性，因此氣液兩相流流型識別的研究一直是兩相流參數測量的一個重要研究方向，同時也為相關工業生產設備安全、經濟運行提供了有力的技術支持。

傳統的流型識別方法有兩大類：一類是采用實驗方法做出流型圖；另一類是根據對流型轉變機理的分析得到的轉變準則關系式，利用現場的流動參數來確定流型。由于在生產實際中流動參數往往是需要解決的問題，因此傳統的方法無法得到廣泛應用。

目前流型測量方法最常用的是信號特征分析法，即利用測量的儀器設備測量的壓力、壓差和含氣率等波動信號，通過對信號進行分析、提取特征，結合神經網絡等模式識別技術來識別流型。該方法有兩個關鍵問題：一是流型特征向量的提??；二是網絡模型的選取，其中特征提取尤為關鍵。但由于該方法對兩相流體進行接觸測量，會對流場產生擾動，同時在某些高壓環境下會受測量參數影響而應用受到限制，因此需要提出一種能快速準確的非接觸流型在線測量方法。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺陷，提出一種流型識別準確性、可靠性高，通用性強的基于數字圖像處理技術的氣液兩相流流型識別方法。

本發明的目的是由以下技術方案來實現的：一種基于數字圖像處理技術的氣液兩相流流型識別方法，其特征在于它包括以下步驟：

(1)流型圖像信號采集，是對不同工況下氣液兩相流流型圖像信號進行采集：在一個由水平管路、高速攝影機與由計算機組成的基于數字圖像處理技術的氣液兩相流流型信號采集裝置中，通過采集水平管路上流型圖像信號，分別固定和改變液相和氣相流量，得到不同的氣液流量下的泡狀流、塞狀流、彈狀流、層狀流、波狀流、環狀流和霧狀流等7種典型流型，并實時采集到大小為512×192，幀頻為125幀/s的典型流型圖像；

(2)流型圖像信號去噪預處理，是對采集的氣液兩相流流型圖像信號進行去除噪聲預處理：利用中值濾波和灰度拉伸對采集的氣液兩相流流型圖像信號進行去除噪聲預處理；

(a)中值濾波是將圖像像素領域內灰度的中值代替該像素的值，其表達式如下：