1、管道内稀疏颗粒相图像法多参数测量,主要内容,1. 颗粒测量研究背景和现状2. 单帧单曝光图像法测量系统3. 图像法测量原理及相关算法4. 对比试验及工业应用5. 总结,PIV(Particle Image Velocimetry) 速度矢量场 侧面片光源,2) PDPA (Phase Doppler Particle Analyzer) 实时、低浓度 颗粒的微观特性 颗粒粒径、速度、颗粒数密度 球形颗粒,1. 颗粒测量研究背景和现状,PDPA 管中局部气固滑移速度截面分布 局部颗粒成簇结伴运动与单颗粒分散运动的微观不均匀性,1. 1 管道内运动颗粒在线测量,1) PTV (Particle T
2、racking Velocimetry) 整个流场速度分布 不同粒径颗粒的空间位置坐标、运动速度、空间浓度分布、直径统计分布 多相机系统、体光源,光脉动法 浓度、粒径分布电容层析成像法 浓度、流型显示超声法,2. 单帧单曝光图像法测量系统,直观、可靠 片光源体光源 景深外模糊颗粒处理 稀疏相单颗粒细节信息,2. 1 管道内运动颗粒在线测量,3. 图像法测量原理及相关算法,3.1 颗粒边缘灰度梯度与离焦位置关系标定,系统景深,标定板（3m 5mm）,3. 图像法测量原理及相关算法,灰度及梯度分布,3.2 颗粒图像灰度归一化,梯度图,灰度图,灰度归一化图像,3. 图像法测量原理及相关算法,边缘最大
3、梯度 G0粒径 d0,离焦程度 z0,Ai=A(di),测量误差 Errdi,|Errdi-Errdi-1 | 0.1 m,迭代完毕 真实粒径为di,d、G、z关系曲线,Errd=A(d)z2,di+1=di-Errdi,是,否,3.3 离焦颗粒图像粒径还原,3.4 运动颗粒图像粒径还原,3. 图像法测量原理及相关算法,食盐水电离产生的气泡,灰度归一化,去噪,从背景提取颗粒图像,二值化,填充和去除边缘不完整,3. 图像法测量原理及相关算法,3. 5 图像处理流程,粒径修正,粒径分布、速度分布、浓度、流量,粒径及粒径分布 速度及速度分布 体积浓度 体积流量 质量流量 截面含汽率 液气比,3. 图
4、像法测量原理及相关算法,3. 4 多参数计算,图像法与光脉动法对照试验,图像处理结果与对比试验比较,4. 对比试验及工业应用,4. 1 气固两相流试验台煤粉测试,涡街流量计,图像法测量结果,4. 对比试验及工业应用,5400rpm工况下，质量流量测量值 90.3kg/h，制冷量换算质量流量值 95.6 kg/h,4. 2 压缩机排气管润滑油与制冷剂两相流可视化测量,测量装置,控制箱,油膜图像,润滑油液滴图像,总结,目标： 形成基于离焦模糊图像处理的颗粒粒径及分布测量方法 形成基于模糊图像处理的颗粒粒径、速度、浓度和流量的多参数测量方法 内容： 不同粒径颗粒的景深范围确定 离焦模糊颗粒图像的粒径识别方法研究 颗粒图像中离焦模糊与运动模糊的区分与模糊参数识别算法研究 两相流中颗粒相粒径、速度、浓度和流量的多参数测量研究,图像法颗粒测量方法可以表征非球形颗粒的形态特征 利用模糊图像，拓展了景深范围体积内的颗粒场测量 在线同时测量两相流中颗粒相的粒径分布、速度分布、体积浓度和体积流量等参数 适用于低浓度稀疏颗粒相测量，颗粒相所占体积浓度低于5%,
