[发明专利]一种高温熔融流体流速检测装置

摘要

本发明公开了一种高温熔融流体流速检测装置，包括高速相机捕捉视频单元、与高速相机捕捉视频单元依次连接的视频采集单元、视频处理单元、轮廓提取单元以及熔融流体流速检测单元，解决了熔融流体由于其本身的高温、高速及高光特性，导致对其进行流速检测的精度低的技术问题，提供了在恶劣检测环境下检测超高温熔融流体流速的实时检测装置；该装置安装方便，操作简单灵活，且能适应更恶劣下的环境，检测对象应用范围广。该装置通过采用FPGA和多DSP芯片平行计算的硬件平台，极大地提高了在处理大量图像数据上的运行效率，满足检测熔融流体流速的实时性。

主权项

1.一种高温熔融流体流速检测装置，其特征在于，所述装置包括高速相机捕捉视频单元（10）、与所述高速相机捕捉视频单元（10）依次连接的视频采集单元（20）、视频处理单元（30）、轮廓提取单元（40）以及熔融流体流速检测单元（50），其中所述高速相机捕捉视频单元（10），用于采集熔融流体出流的视频流信息，所述高速相机捕捉视频单元（10）包括用于采集视频流信息的高速相机镜头（101）以及设置于所述高速相机镜头（101）上的镜头防尘清扫模块（102）以及高速相机风冷模块（103），其中，所述镜头防尘清扫模块（102），用于在高速相机未工作时对高速相机镜头（101）进行清扫处理；所述高速相机风冷模块（103），用于将高速相机机身完全覆盖，通过外接风机加快风冷装置与高速相机机身之间空气的流动速率达到散热冷却；所述视频采集单元（20），用于对所述视频流信息进行模数转换、存储及压缩，从而获得压缩视频流；所述视频处理单元（30），用于将所述压缩视频流分解成以时间为序的帧图像组，并提取所述帧图像组中的感兴趣熔融流体区域；所述轮廓提取单元（40），用于提取所述感兴趣熔融流体区域的单像素轮廓图像；所述熔融流体流速检测单元（50），用于提取所述单像素轮廓图像的特征块，并基于所述特征块获取熔融流体的流速，所述熔融流体流速检测单元（50）包括特征块精细定位模块（501）、与所述特征块精细定位模块（501）依次连接的特征块匹配模块（502）、相机标定模块（503）以及流速检测模块（504），其中：所述特征块精细定位模块（501）包括剔除类水平像素子模块、特征块识别及粗定位子模块、特征块精确定位子模块，其中：所述剔除类水平像素子模块用于剔除所述单像素轮廓图像中类水平分布的像素点，保留与水平成较大倾角的特征块像素点，从所述单像素轮廓图像中分离出特征块轮廓；所述特征块识别及粗定位子模块用于计算所述特征块轮廓中两条相邻曲线之间的最小距离、上端点高度差以及夹角差，并基于所述最小距离、上端点高度差以及夹角差对所述单像素轮廓图像的特征块进行粗定位；所述特征块精确定位子模块用于基于所述单像素轮廓图像对所述特征块的轮廓进行补全，对所述单像素轮廓图像的特征块进行精确定位；所述特征块匹配模块（502），用于在相邻两帧之间利用所述特征块的特征进行相似性匹配，得到特征块在相邻两帧时间内移动的像素距离；所述相机标定模块（503），用于对高速相机进行标定并求解所述特征块在世界坐标系中的移动距离；所述流速检测模块（504），用于计算并输出熔融流体的流速。