[发明专利]一种气液两相流流型识别方法

权利要求书

1.一种气液两相流流型识别方法，其特征在于，所述方法包括：

根据采集的超声回波传播时间和超声波在液体中的传播速度，得到界面波信号；

根据经验模态分解法把界面波信号分解为若干个本征模态函数；

通过提取界面波信号前8个本征模态函数的能量百分比特征，得到各本征模态函数分量的能量，并将各本征模态函数分量的能量组成特征向量T；

基于对特征向量归一化，获得前8个本征模态函数的总能量和归一化后的特征向量T′；

通过将特征向量T′作为训练样本送入支持向量机训练，得到流型分类模型并识别流型。

2.根据权利要求1所述的一种气液两相流流型识别方法，其特征在于：采集的超声波由被测段管道底部发出，经过两相流流体界面反射后回波被接收；由公式h＝ct/2，计算得到界面波信号，记界面波信号为x(t)。

3.根据权利要求1所述的一种气液两相流流型识别方法，其特征在于，根据经验模态分解法把界面波信号分解为若干个本征模态函数，包括：

(1)取界面波信号所有极大值点和极小值点，分别用三次样条函数拟合出上包络线和下包络线，上下包络线的均值为m₁(t)；

(2)将h₁₁(t)＝x(t)-m₁(t)视为新的信号x(t)，重复(1)步，经过k次筛选，使h_1k(t)满足数据中极值点和过零点的数目相等或最多相差1且信号的局部极大值包络线和局部极小值包络线的均值为0，记c₁(t)＝h₁-k(t)，为第一个本征模态函数；

(3)将r₁(t)＝x(t)-c₁(t)作为新的数据，重复(1)(2)步，直到分解出所有的本征模态函数，最终界面波信号分解为n个本征模态函数函数和一个剩余分量。

4.根据权利要求1所述的一种气液两相流流型识别方法，其特征在于，各本征模态函数分量的能量为特征向量T＝[E₁,E₂,E₃,E₄,E₅,E₆,E₇,E₈]。

5.根据权利要求1所述的一种气液两相流流型识别方法，其特征在于：前8个本征模态函数的总能量归一化后的特征向量T'＝[E₁/E,E₂/E,E₃/E,E₄/E,E₅/E,E₆/E,E₇/E,E₈/E]。

6.根据权利要求1所述的一种气液两相流流型识别方法，其特征在于：通过将特征向量T′作为训练样本送入支持向量机训练，得到流型分类模型并识别流型的步骤为：

1)准备训练样本{(X₁,d₁),(X₂,d₂),...,(X_n,d_n)}，其中X₁,X₂,...,X_n为特征向量，d₁,d₂,...,d_n为目标值；

2)在约束条件下求解使目标函数

最大化的αo_i

其中C为选取的惩罚参数，K(X_i,X_j)是内积核函数K(x,x_i)矩阵的第i行第j列对应元素，选取内积核函数为径向基函数

3)计算最优权值Y为隐层输出向量；

4)对于待分类模式X，计算分类判别函数f(X)为1或-1，决定X的类别归属；

5)使用训练好的支持向量机处理测试样本的特征向量，完成对流型的识别。