[發(fā)明專利]一種球流定位跟蹤實驗裝置及方法

有效

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• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113450934B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 程從禮
• 申請（專利權(quán)）人: 華能山東石島灣核電有限公司
• 主分類號: G21C17/00
• 分類號: G21C17/00
• 代理公司: 北京中知法苑知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11226
• 代理人: 李明;趙吉陽

1.一種球流定位跟蹤實驗裝置，其特征在于，所述實驗裝置包括二維堆芯臺架、外部循環(huán)系統(tǒng)和計算系統(tǒng)；

所述二維堆芯臺架設(shè)置有容納腔室，以使若干石墨球能夠單層平鋪在所述容納腔室內(nèi)；

所述外部循環(huán)系統(tǒng)與所述容納腔室相連通，以使所述若干石墨球在所述容納腔室中循環(huán)流動；

所述計算系統(tǒng)與所述外部循環(huán)系統(tǒng)電連接，以在從所述容納腔室中卸出的石墨球達(dá)到預(yù)設(shè)數(shù)量時，獲取所述容納腔室中各石墨球的位置圖像，并根據(jù)各所述位置圖像實現(xiàn)對球流的定位和跟蹤；

所述外部循環(huán)系統(tǒng)包括依次連接的卸球裝置、單列機構(gòu)、計數(shù)器和提升循環(huán)機構(gòu)；

所述計算系統(tǒng)包括至少一個圖像獲取模塊和計算模塊，所述圖像獲取模塊環(huán)設(shè)在所述容納腔室的外部，所述計算模塊分別與所述圖像獲取模塊以及所述計數(shù)器電連接；

所述計數(shù)器，用于統(tǒng)計卸出的石墨球的總個數(shù)，并實時傳遞給所述計算模塊；

所述計算模塊，用于在所述卸出的石墨球的總個數(shù)達(dá)到各所述預(yù)設(shè)數(shù)量時，分別控制所述圖像獲取模塊獲取所述容納腔室中對應(yīng)的各石墨球的位置圖像，并分別將各所述位置圖像與獲取該位置圖像時所述卸出的石墨球的總個數(shù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)；

所述計算模塊，還用于根據(jù)各所述位置圖像對所述球流進(jìn)行定位和跟蹤；

所述計算模塊還包括機器視覺識別子模塊；

所述機器視覺識別子模塊，用于通過AI模型提取各所述位置圖像中的石墨球目標(biāo)特征，分別對每個石墨球進(jìn)行編號，確定出所述每個石墨球的中心像素坐標(biāo)，并將所述中心像素坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為空間位置坐標(biāo)，以獲得石墨球的位置識別數(shù)據(jù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實驗裝置，其特征在于，所述容納腔室設(shè)置有入球孔和卸球孔，所述卸球裝置與所述卸球孔相連通，所述提升循環(huán)機構(gòu)與所述入球孔相連通。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實驗裝置，其特征在于，所述計算模塊還用于：

根據(jù)所述位置識別數(shù)據(jù)，獲取預(yù)設(shè)石墨球在所述容納腔室中的流動軌跡曲線；

所述計算模塊還用于：

根據(jù)所述位置識別數(shù)據(jù)，獲取預(yù)設(shè)石墨球在所述容納腔室中的預(yù)設(shè)區(qū)域內(nèi)的流動速度。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的實驗裝置，其特征在于，在所述計算模塊獲取到所述流動速度之后，所述計算模塊還用于：

根據(jù)所述容納腔室中的預(yù)設(shè)區(qū)域內(nèi)多個預(yù)設(shè)石墨球的流動速度，統(tǒng)計出所述預(yù)設(shè)區(qū)域石墨球的平均流速。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實驗裝置，其特征在于，所述計算系統(tǒng)還包括存儲數(shù)據(jù)庫，所述存儲數(shù)據(jù)庫分別與所述圖像獲取模塊和所述計算模塊電連接；

所述存儲數(shù)據(jù)庫，用于存儲與所述卸出的石墨球的總個數(shù)相關(guān)聯(lián)的位置圖像以及所述位置識別數(shù)據(jù)。

6.一種球流定位跟蹤方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1至5任一項所述的實驗裝置，所述方法包括：

將容納腔室裝滿石墨球，所述石墨球在外部循環(huán)系統(tǒng)的作用下，從所述容納腔室卸出，并經(jīng)過所述外部循環(huán)系統(tǒng)后，重新進(jìn)入所述容納腔室，以實現(xiàn)循環(huán)流動；

在卸出到所述外部循環(huán)系統(tǒng)的石墨球數(shù)量達(dá)到各預(yù)設(shè)數(shù)量時，獲取所述容納腔室中的石墨球的位置圖像，并根據(jù)各所述位置圖像對球流進(jìn)行定位和跟蹤；

所述獲取所述容納腔室中的石墨球的位置圖像，并根據(jù)各所述位置圖像對球流進(jìn)行定位和跟蹤，包括：

分別控制所述圖像獲取模塊獲取所述容納腔室中對應(yīng)的各石墨球的位置圖像，并分別將各所述位置圖像與獲取該位置圖像時所述卸出的石墨球的總個數(shù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)；

通過AI模型提取各所述位置圖像中的石墨球目標(biāo)特征，分別對每個石墨球進(jìn)行編號，確定出所述每個石墨球的中心像素坐標(biāo)，并將所述中心像素坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為空間位置坐標(biāo)，以獲得石墨球的位置識別數(shù)據(jù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

根據(jù)所述位置識別數(shù)據(jù)，獲取預(yù)設(shè)石墨球在所述容納腔室中的預(yù)設(shè)區(qū)域內(nèi)的流動軌跡曲線和/或流動速度；

在獲取到所述流動速度之后，根據(jù)所述容納腔室中的預(yù)設(shè)區(qū)域內(nèi)多個預(yù)設(shè)石墨球的流動速度，統(tǒng)計出所述預(yù)設(shè)區(qū)域石墨球的平均流速。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在卸出到所述外部循環(huán)系統(tǒng)的石墨球數(shù)量為N時，所述預(yù)設(shè)石墨球的空間位置坐標(biāo)由(X，Y)變?yōu)?X₁-Y₁)，所述預(yù)設(shè)石墨球在所述預(yù)設(shè)區(qū)域內(nèi)X軸方向的流動速度為(X-X₁)米/N球，所述預(yù)設(shè)石墨球在所述預(yù)設(shè)區(qū)域內(nèi)Y軸方向的流動速度為(Y-Y₁)米/N球。