[發明專利]一種氣固鼓泡床內二維氣泡識別方法

有效

• 申請號: 201910203456.0
• 申請日: 2019-03-18
• 公開（公告）號: CN109902760B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 石孝剛;藍興英;張夢軒;吳迎亞;高金森;姜源;王敏
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（北京）
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 謝斌

1.一種氣固鼓泡床內二維氣泡識別方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)獲取某一時刻氣固鼓泡床內的一截面上各點的坐標(x,y)以及固含率的值，構成規模為n的數據總集D_t：

2)從步驟1)中獲得的數據總集中篩選出氣泡數據點集；

3)計算氣泡數據點集中每兩個氣泡數據點間的歐式距離，得到總歐式距離矩陣；

4)定義最小搜索鄰域δ；

5)依據單個氣泡內數據點間距s＜δ而氣泡間距離S＞δ，以總歐式距離矩陣M中任意歐式距離m_i,j為起始點，對其相應的行、列交替進行基于最小鄰域δ的搜索，將行、列搜索結果分別存儲在行集合S_row、列集合S_col中；上一輪搜索結果作為下一輪搜索的起點位置，重復進行行、列搜索，并將行、列搜索結果分別存儲在行集合S_row、列集合S_col中；直至S_rowΔS_col＝φ，表明屬于單個氣泡的全部數據點已經搜索完成，完成單個氣泡的識別；

6)標記已識別的氣泡，即對行集合S_row或列集合S_col內的屬于單個氣泡的全部元素賦予相同的標記，且上一個被識別的氣泡的標記r_e和下一個被識別的氣泡標記r_e+1之間的關系為：r_e+1＝r_e+1，e為已標記氣泡個數；

7)重復進行步驟5)～6)，直至遍歷總歐式距離矩陣M中的全部元素，完成氣固鼓泡床的截面內全部氣泡的識別。

2.如權利要求1所述的一種氣固鼓泡床內二維氣泡識別方法，其特征在于，在上述步驟2)中，篩選氣泡數據點集的具體過程如下：

2.1)定義氣泡邊界，即固含率滿足的坐標點屬于氣泡上的點，并從數據總集D_t中篩選出固含率符合的坐標點，構成包含有氣泡數據點的子集D_s：

D_s＝{d_i(x_i,y_i)|i＝1,2,…,m}(m≤n) (2)

2.2)根據數據特點選擇合適的稀釋系數k，對子集D_s進行系統抽樣，得到氣泡數據點集D：

D＝{d_i(x_i,y_i)|i＝1,1+k,1+2k,…,l}(l≤m) (3)。

3.如權利要求1所述的一種氣固鼓泡床內二維氣泡識別方法，其特征在于，在上述步驟3)中，得到總歐式距離矩陣的具體過程如下：

3.1)計算氣泡數據點集D中的第i個數據點d_i與其余點的歐氏距離，構成歐式距離子集M_i，

M_i＝{m_i,1,m_i,2,m_i,3,…m_i,l},i＝1,2,3,…,l (4)

式中，m_i,j為第i個數據與第j個數據間的歐氏距離；

3.2)遍歷氣泡數據點集D中的全部數據點，得到總歐氏距離矩陣M：

4.如權利要求1所述的一種氣固鼓泡床內二維氣泡識別方法，其特征在于：在上述步驟1)中，某一時刻氣固鼓泡床內的一截面上各點的坐標(x,y)以及固含率的數據來源是三維實驗數據、工業數據、模擬數據中的任意一種。

5.如權利要求1所述的一種氣固鼓泡床內二維氣泡識別方法，其特征在于，還包括步驟8)體積極小的氣泡識別，具體包括以下步驟：

i)構建最小值矩陣D_min，

確定歐式距離子集M_i中的最小值，記為dm_i，并記錄其索引值id_i，用[dm_i,id_i]表示距離氣泡數據點d_i最近的點的索引值為id_i；遍歷總歐式距離集合M中的所有子集；得到最小值矩陣D_min，

D_min＝{[dm₁,id₁],[dm₂,id₂]…[dm_t,id_t]} (6)

ii)比較最小值矩陣D_min中的最小值dm_i與最小搜索鄰域δ之間的大小關系，當dm_i＞δ時，根據該最小值dm_i對應的索引值id_i找到該氣泡數據點，認為該氣泡數據點為氣固鼓泡床空間中的離散點，即代表一個體積極小的氣泡。