[发明专利]基于独立成分分析和互相关技术的水平管弹状流参数测量方法

权利要求书

1.一种基于独立成分分析和互相关技术的水平管弹状流参数测量方法，该测量方法是在由结构相同的双截面电学传感器阵列、电子测量电路和成像计算机构成的电学层析成像系统中，对水平管两相流弹状流测量，该测量方法包含有以下步骤：

(1)双截面电学层析成像系统中，若每一截面有N个测量电极，分别将由双截面电学层析成像系统获得的水平管道弹状流的原始完全测量数据转换成N个电极上的时间序列矩阵T1_N×M、T2_N×M，其中，T1_N×M为上游测量截面的时间序列矩阵，T2_N×M为下游测量截面的时间序列矩阵，下标N为每一截面有N个电极，下标M为每个电极上的采样数为M，记TI_N×M，I＝1，2表示上述时间序列矩阵，I＝1时，即为上述T1_N×M，I＝2时，即为上述T2_N×M；

(2)分别对所述时间序列矩阵T1_N×M、T2_N×M进行预处理，包括中心化和白化，获得白化后的矩阵Z_i，下标i＝1，2，下标i＝1时，即Z₁，表示由上游测量截面时间序列矩阵T1_N×M经预处理获得的白化后的矩阵，下标i＝2时，即Z₂，表示由下游测量截面时间序列矩阵T2_N×M经预处理获得的白化后的矩阵；

(3)将所述白化后的矩阵Z_i进行变换，使输出矩阵Y_i＝W_iZ_i的各行向量之间相互独立，即求解混合矩阵W_i，进而得到独立成分集合Y_i，Y_i为N×M的矩阵，Y_i中每一行对应于一个独立成分y_k，下标i＝1，2分别对应上、下游测量截面的变量，下标i＝1时，对应上游测量截面的变量，下标i＝2时，对应下游测量截面的变量，Y_i代表独立成分集合，下标i＝1时，即Y₁，代表上游测量截面的独立成分集合，下标i＝2时，即Y₂，代表下游测量截面的独立成分集合，W_i代表解混合矩阵，下标i＝1时，即W₁，代表上游测量截面的解混合矩阵，下标i＝2时，即W₂，代表下游测量截面的解混合矩阵；

(4)分别计算所述独立成分集合Y₁、Y₂中各独立成分y_k的峭度，分别提取Y₁、Y₂中峭度最大的独立成分；

(5)分别消除双截面峭度最大的独立成分的循环平稳特性，得到特征向量C1、C2；

(6)对所述特征向量C1、C2进行互相关计算，获得相关速度即是液弹的平均速度；

(7)利用所述液弹的平均速度乘以液弹持续的时间，即可获得平均的液弹长度。

2.根据权利要求1所述的基于独立成分分析和互相关技术的水平管弹状流参数测量方法，其特征是：所述步骤(1)中时间序列矩阵，是指对每个电极按照采样顺序得到行向量，测量电极数为N个，时间序列矩阵的行数则为N。