气液两相流含气率图像检测方法-计算机工程与应用.PDF

36 2013 ，49 （5 ） Computer Engineering and Applications 计算机工程与应用 气液两相流含气率图像检测方法 王秀英 WANG Xiuying 上海新侨职业技术学院 计算机信息系，上海 200237 Department of Computer and Information, Shanghai Xinqiao Vocational and Technical College, Shanghai 200237, China WANG Xiuying. Method to measure void fraction of gas-liquid two-phase flow based on imaged processing. Computer Engineering and Applications, 2013, 49 （5 ）：36-39. Abstract ：An online system is developed to measure void fraction of gas-liquid two-phase flow based on machine visional technology. The linear expressions of the capillary tube and bubble ’s left and right boundaries are obtained based on least square approximation. The upper and lower boundary of the bubble is determined according to the principle of first-order derivative. Void fraction of gas-liquid two-phase flow is measured. Experimental results show that the system has good reproducibility and high accuracy. Key words ：gas-liquid two-phase flow; machine vision; least square approximation; first-order derivative 摘 要：开发了一套基于机器视觉技术的气液两相流在线检测系统，用于测量气液两相流的含气率等参数。根据最小二 乘拟合法得到二值化图像的毛细管及气泡的左右边界的线性表达式；根据一阶导数原理确定气泡的上下边界；测量气液 两相流的含气率等参数。实验结果表明，系统有较好的重复性，准确率高。 关键词：气液两相流；机器视觉；最小二乘拟合；一阶导数 文献标志码：A 中图分类号：TP391 doi ：10.3778/j.issn. 1002-8331.1209-0342 在化工生产中，气液两相流的分析研究对改善生产效 端使用抽吸泵，以1 m/s 的速度对水槽里的水进行抽吸。 率和生产工艺都有很大的意义。比如化工设备中有许多 （2 ）光源部分。经过在自然光、白炽光、荧光灯光三种光源 都存在着气液、液液两相流，其中气泡、液滴大小的分布对 下拍摄动态图像效果进行对比，发现采用定制的荧光灯 研究设备中的能量传递、反应过程，以及工艺和设备的最 及40 kHz 以上的高频电子镇流器能提供稳定的光源，可以 优化设计与节能，具有十分重要的意义。在气液分散操作 得到较好质量的图像。（3 ）图像采集部分。选用了台湾 过程中，气泡的大小分布也是衡量过程结果的一个重要参 MINTRON 公司的MTV- 1802BC 型1/2黑白摄像机，单场技 [1-2] [3-4] 数。以往的方法，如，电导探针法 、毛细管光电法 、光 术，快门选在 1/2 000 s 以上，采集的图像清晰，无拖尾现 [5] [6-7] 散射法 、摄像法 等，存在复杂、误判率大、支出成本高等