【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于物理测量
，涉及一种多相体系中颗粒速度的在线测量方法。
技术介绍
在化学、冶金及环境等工业中常常涉及多相流动、传质、传热和反应等复杂耦合过程，其中流动过程是其他一切过程的基础，很大程度上决定了其他过程的效率。因此，多相流测速对于工业反应器设计、优化及放大具有非常重要的意义。虽然流体测速技术已获得很大的发展，但对于多相流测速仍是巨大挑战。早期多相流动的测量主要使用毕托管和热力式风速仪。毕托管动态响应频率低，无法记录非定常湍流场内的高频脉动信息；当多相反应器内包含较高黏度的液体或细小固体颗粒时，会造成毕托管探孔堵塞，使其应用受到一定的限制。热力式风速仪分为热线风速仪和热膜风速仪，热线风速仪频响高、灵敏度高、动态范围大、探头尺寸小，但探头和传感器在含有颗粒的强旋流中易碎且高粘度液体容易黏附于探头表面从而影响测量精度。热膜风速仪较为牢固耐磨，但频响较低。激光技术的发展推动了激光多普勒测速技术(LDV)和粒子图像测速技术
【技术保护点】
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...
【技术特征摘要】
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
\t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。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述图像传感器
的曝光时间是信号发生器脉冲周期的2.7～3倍，优选为2.8倍。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(2)采用刻度尺
确定单个像素...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨超，李向阳，王浩亮，王冠琦，毛在砂，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，南京九章化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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