[发明专利]一种高温流体质量流量在线检测方法、装置及系统

权利要求书

1.一种高温流体质量流量在线检测方法，其特征在于，所述方法包括：

同步采集高温流体正方向的正面图像和侧方向的侧面图像，所述正方向和侧方向正交；

对所述正面图像和侧面图像进行图像处理，获得与所述正面图像对应的第一感兴趣区域和与所述侧面图像对应的第二感兴趣区域，并根据所述第二感兴趣区域获得高温流体截面积；

根据所述侧面图像，提取高温流体流线，并根据所述高温流体流线，建立沿所述高温流体流线的先验流速分布，其中根据所述高温流体流线，建立沿所述高温流体流线的先验流速分布包括：

根据所述高温流体流线，计算所述高温流体流线的出口处的初速度；

根据所述高温流体流线和所述初速度，建立沿所述高温流体流线的先验流速分布，且所述先验流速分布的计算公式具体为：

V(x,y)＝(V cosβ,V sinβ)，

其中V(x,y)表示先验流速分布，V表示先验流速分布大小，且其中v表示高温流体出口处的初速度，y₀表示出口处在垂直方向的位置，β表示在y处高温流体侧面流线的切线角，x和y分别表示水平方向和垂直方向的位置坐标，g表示重力加速度；

根据所述先验流速分布，利用互相关法建立第一感兴趣区域的位移场，其中根据所述先验流速分布，利用互相关法建立第一感兴趣区域的位移场包括：

以所述第一感兴趣区域内的非零像素点作为参考窗口的质心，获得参考窗口的像素子集；

根据所述先验流速分布确定参考窗口的质心的位移向量，并以参考窗口的质心为起始点，获得所述第一感兴趣区域内参考窗口的搜索方向，建立矩形搜索区域；

根据所述矩形搜索区域，获得搜索窗口的像素子集；

计算所述参考窗口的像素子集与所述搜索窗口的像素子集的互相关值，获得相关强度图；

根据所述相关强度图，建立第一感兴趣区域的位移场，且根据所述相关强度图，建立第一感兴趣区域的位移场包括：

以所述相关强度图的峰值点为中心，在预设区域内进行二次曲面拟合，并根据二次曲面的峰值点获得最佳亚像素级匹配点；

根据所述最佳亚像素级匹配点，建立第一感兴趣区域的位移场；

对所述第一感兴趣区域的位移场进行异常位移值滤除，获得有效位移场，并将所述有效位移场作为所述第一感兴趣区域的位移场；

根据所述高温流体截面积和第一感兴趣区域的位移场，获得高温流体质量流量。

2.根据权利要求1所述的高温流体质量流量在线检测方法，其特征在于，对所述第一感兴趣区域的位移场进行异常位移值滤除，获得有效位移场包括：

计算所述第一感兴趣区域的位移场在预设窗口中的位移向量的均值和标准偏差；

逐一判断所述第一感兴趣区域中每一个像素点在预设窗口中的位移向量与均值之差是否小于标准偏差，若是则被认定为合理值，反之则认定为异常值，并记录每一个像素点被扫描次数及被判定为异常值的次数；

根据每一个像素点被扫描次数及被判定为异常值的次数的比率，滤除异常位移值，从而获得有效位移场。

3.根据权利要求2所述的高温流体质量流量在线检测方法，其特征在于，根据所述高温流体截面积和第一感兴趣区域的位移场，获得高温流体质量流量包括：

根据所述第一感兴趣区域的位移场，获得所述第一感兴趣区域的质心在垂直方向的位移向量；

根据所述高温流体流线，计算所述第一感兴趣区域的质心的切线；

根据所述第一感兴趣区域的质心在垂直方向的位移向量以及所述第一感兴趣区域的质心的切线，计算所述第一感兴趣区域的质心沿切线方向的位移向量；

根据所述第一感兴趣区域的质心沿切线方向的位移向量，计算所述第一感兴趣区域的质心沿切线方向的实际流速；

根据所述第一感兴趣区域的质心沿切线方向的实际流速、所述高温流体截面积以及高温流体的密度，获得高温流体的质量流量。

4.根据权利要求1所述的高温流体质量流量在线检测方法，其特征在于，同步采集高温流体正方向的正面图像和侧方向的侧面图像具体为：

通过正面相机采集与高温流体正方向对应的正面图像，同时通过侧面相机采集与高温流体侧方向对应的侧面图像，所述正面相机安装位置和侧面相机的安装位置正交。