[发明专利]一种多相体系中颗粒速度的在线测量方法

摘要

本发明提供了一种多相体系中颗粒速度的在线测量方法，该方法基于一种在线多相测量仪，包括如下步骤：(1)将所述在线多相测量仪置于多相体系中，得到两次或多次曝光的颗粒图像；(2)确定颗粒图像中单个像素的实际尺寸；(3)确定有效颗粒；(3)用步骤(2)获得的单个像素的实际尺寸将同一颗粒的质心坐标换算为实际的长度坐标(xt,i，yt,i)和(xt+△t,i，yt+△t,i)，则颗粒瞬时运动速度为：该方法能够实现多相反应器内气泡、液滴或固体等颗粒速度分布的实时测量，并且测量的精确度高。

主权项

1.一种多相体系中颗粒速度的在线测量方法，其特征在于，所述测量方法为基于一种在线多相测量仪，所述在线多相测量仪包括：封装管；视窗，密封连接于封装管一端；用于照明多相流的照明系统，包括LED灯和与LED灯相连的可调制光源，可调制光源包括电源、信号发生器和示波器；用于拍照的照相系统，包括远心镜头和图像传感器；与信号发生器和图像传感器相连的控制器；与图像传感器相连的信号处理与输出系统；与信号处理与输出系统相连的显示系统；其中，LED灯、远心镜头和图像传感器位于封装管中，控制器控制图像传感器的曝光周期小于信号发生器的脉冲周期；所述测量方法包括如下步骤：(1)将所述在线多相测量仪置于多相体系中，控制图像传感器的曝光时间t1和信号发生器的脉冲周期t2，使得t1>2t2，得到两次曝光的颗粒图像；(2)确定颗粒图像中单个像素的实际尺寸；(3)确定有效颗粒：首先，确定远心镜头的焦平面位置；之后，将被测物分别置于封装管前方、焦平面前后l/2处，其中，l为远心镜头的景深，单位为mm，采用在线多相测量仪对被测物进行拍照，得到被测物图像，并识别读取被测物图像中被测物边界灰度梯度值Grad(Φl/2)，Φl/2为焦平面前后两侧l/2平面处灰度值，将颗粒图像中颗粒边界处灰度梯度Grad(Φ)≥Grad(Φl/2)的颗粒表示为有效颗粒；(4)识别出颗粒图像中同一有效颗粒前后两次曝光的图像，以颗粒图像的左下角为坐标原点，利用“二值化、截取部分区域、提取质心”的方法读取同一颗粒前后两次曝光的以像素点序列表示的质心坐标(mt,i，nt,i)和(mt+△t,i，mt+△t,i)，用步骤(2)获得的单个像素的实际尺寸将质心坐标换算为实际的长度坐标(xt,i，yt,i)和(xt+△t,i，yt+△t,i)，则颗粒瞬时运动速度为：其中，△t为同一颗粒前后两次曝光的时间间隔。