[發(fā)明專利]一種確定氫氣射流濃度場分布的方法和系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2020-09-04
• 公開（公告）號: CN112014353B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發(fā)明（設計）人: 李建威;王成;齊巍;鄒巍濤;曹萬科;何洪文
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01N21/45
• 分類號: G01N21/45;G01N33/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉鳳玲

1.一種確定氫氣射流濃度場分布的方法，其特征在于，包括：

采用攝像機獲取氫氣射流濃度場的紋影圖像；

根據所述紋影圖像確定參數(shù)；所述參數(shù)包括：像素位置、形狀參數(shù)和逆尺度參數(shù)；

采用紋理法根據所述參數(shù)確定第一光線偏移量；所述第一光線偏移量為所述紋影圖像中一像素的光線偏移量；

采用gamma分布擬合所述第一光線偏移量得到氫氣射流濃度場中被測截面的光線偏移量；

采用濃度傳感器獲取氫氣射流濃度場中設定點的氫氣濃度值；所述設定點為：噴射口軸線與距噴射口設定位置處的截面的交點；

根據所述被測截面的光線偏移量和所述設定點的氫氣濃度值確定氫氣射流的濃度場分布；

所述采用紋理法根據所述參數(shù)確定第一光線偏移量，具體包括：

采用紋影法測得射流的紋理圖像，以所述紋理圖像分布射流口軸向為y軸，徑向為x軸，取所述紋理圖像中某一徑向截面，根據公式確定第一光線偏移量Δl(x,y)；

式中，y和x代表像素位置，α(y)為形狀參數(shù)，β為逆尺度參數(shù)，Γ[*]為含參變量的以無窮乘積函數(shù)。

2.根據權利要求1所述的確定氫氣射流濃度場分布的方法，其特征在于，所述采用攝像機獲取氫氣射流濃度場的紋影圖像，具體包括：

采用刀口部件以設定步進量切割通過測量區(qū)的光線，并采用攝像機獲取每一步進量下的紋影圖像。

3.根據權利要求1所述的確定氫氣射流濃度場分布的方法，其特征在于，所述采用gamma分布擬合所述第一光線偏移量得到氫氣射流濃度場中被測截面的光線偏移量，包括：

采用公式確定氫氣射流濃度場中被測截面的光線偏移量；

式中，n(x,y)為被測截面的光線偏移量，y和x代表像素位置，α(y)為形狀參數(shù)，β為逆尺度參數(shù)，Γ[*]為含參變量的以無窮乘積函數(shù)。

4.根據權利要求1所述的確定氫氣射流濃度場分布的方法，其特征在于，所述根據所述被測截面的光線偏移量和所述設定點的氫氣濃度值確定氫氣射流的濃度場分布，包括：

獲取設定點的光線偏移量；

根據所述設定點的光線偏移量和所述所述設定點的氫氣濃度值，采用公式確定濃度場分布初值；

根據所述被測截面的光線偏移量和所述濃度場分布初值，采用公式C_x＝C₀×n(x₀,y₀)×n(x,y)確定氫氣射流的濃度場分布；

式中，C₀為濃度場分布初值，C_rel為設定點的氫氣濃度值，n(x₀,y₀)為設定點的光線偏移量，C_x為氫氣射流的濃度場分布，n(x,y)為被測截面的光線偏移量。

5.一種確定氫氣射流濃度場分布的系統(tǒng)，其特征在于，包括：

紋影圖像獲取模塊，用于采用攝像機獲取氫氣射流濃度場的紋影圖像；

參數(shù)確定模塊，用于根據所述紋影圖像確定參數(shù)；所述參數(shù)包括：像素位置、形狀參數(shù)和逆尺度參數(shù)；

第一光線偏移量確定模塊，用于采用紋理法根據所述參數(shù)確定第一光線偏移量；所述第一光線偏移量為所述紋影圖像中一像素的光線偏移量；

第二光線偏移量確定模塊，用于采用gamma分布擬合所述第一光線偏移量得到氫氣射流濃度場中被測截面的光線偏移量；

氫氣濃度值確定模塊，用于采用濃度傳感器獲取氫氣射流濃度場中設定點的氫氣濃度值；所述設定點為：噴射口軸線與距噴射口設定位置處的截面的交點；

濃度場分布確定模塊，用于根據所述被測截面的光線偏移量和所述設定點的氫氣濃度值確定氫氣射流的濃度場分布；

所述第一光線偏移量確定模塊具體包括：

第一光線偏移量確定單元，用于采用紋影法測得射流的紋理圖像，以所述紋理圖像分布射流口軸向為y軸，徑向為x軸，取所述紋理圖像中某一徑向截面，根據公式確定第一光線偏移量Δl(x,y)；

式中，y和x代表像素位置，α(y)為形狀參數(shù)，β為逆尺度參數(shù)，Γ[*]為含參變量的以無窮乘積函數(shù)。