[發明專利]一種氣液兩相流流型識別方法

在審

• 申請號: 201710610596.0
• 申請日: 2017-07-25
• 公開（公告）號: CN107392250A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 華陳權;車新躍;楊毅森;邢蘭昌
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06K9/00;G01N29/44
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙)11350
• 代理人: 孫營營

1.一種氣液兩相流流型識別方法，其特征在于，所述方法包括：

根據采集的超聲回波傳播時間和超聲波在液體中的傳播速度，得到界面波信號；

根據經驗模態分解法把界面波信號分解為若干個本征模態函數；

通過提取界面波信號前8個本征模態函數的能量百分比特征，得到各本征模態函數分量的能量，并將各本征模態函數分量的能量組成特征向量T；

基于對特征向量歸一化，獲得前8個本征模態函數的總能量和歸一化后的特征向量T′；

通過將特征向量T′作為訓練樣本送入支持向量機訓練，得到流型分類模型并識別流型。

2.根據權利要求1所述的一種氣液兩相流流型識別方法，其特征在于：采集的超聲波由被測段管道底部發出，經過兩相流流體界面反射后回波被接收；由公式h＝ct/2，計算得到界面波信號，記界面波信號為x(t)。

3.根據權利要求1所述的一種氣液兩相流流型識別方法，其特征在于，根據經驗模態分解法把界面波信號分解為若干個本征模態函數，包括：

(1)取界面波信號所有極大值點和極小值點，分別用三次樣條函數擬合出上包絡線和下包絡線，上下包絡線的均值為m₁(t)；

(2)將h₁₁(t)＝x(t)-m₁(t)視為新的信號x(t)，重復(1)步，經過k次篩選，使h_1k(t)滿足數據中極值點和過零點的數目相等或最多相差1且信號的局部極大值包絡線和局部極小值包絡線的均值為0，記c₁(t)＝h₁-k(t)，為第一個本征模態函數；

(3)將r₁(t)＝x(t)-c₁(t)作為新的數據，重復(1)(2)步，直到分解出所有的本征模態函數，最終界面波信號分解為n個本征模態函數函數和一個剩余分量。

4.根據權利要求1所述的一種氣液兩相流流型識別方法，其特征在于，各本征模態函數分量的能量為特征向量T＝[E₁,E₂,E₃,E₄,E₅,E₆,E₇,E₈]。

5.根據權利要求1所述的一種氣液兩相流流型識別方法，其特征在于：前8個本征模態函數的總能量歸一化后的特征向量T'＝[E₁/E,E₂/E,E₃/E,E₄/E,E₅/E,E₆/E,E₇/E,E₈/E]。

6.根據權利要求1所述的一種氣液兩相流流型識別方法，其特征在于：通過將特征向量T′作為訓練樣本送入支持向量機訓練，得到流型分類模型并識別流型的步驟為：

1)準備訓練樣本{(X₁,d₁),(X₂,d₂),...,(X_n,d_n)}，其中X₁,X₂,...,X_n為特征向量，d₁,d₂,...,d_n為目標值；

2)在約束條件下求解使目標函數

最大化的αo_i

其中C為選取的懲罰參數，K(X_i,X_j)是內積核函數K(x,x_i)矩陣的第i行第j列對應元素，選取內積核函數為徑向基函數

3)計算最優權值Y為隱層輸出向量；

4)對于待分類模式X，計算分類判別函數f(X)為1或-1，決定X的類別歸屬；

5)使用訓練好的支持向量機處理測試樣本的特征向量，完成對流型的識別。