(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210968943.8 (22)申请日 2022.08.12 (71)申请人 陕西科技大 学 地址 710021 陕西省西安市未央大 学园区 (72)发明人 乔丽洁　 (74)专利代理 机构 西安鼎迈知识产权代理事务 所(普通合伙) 6126 3 专利代理师 李振瑞 (51)Int.Cl. G01N 21/85(2006.01) G06T 7/00(2017.01) G06T 7/62(2017.01) G06V 10/30(2022.01) G06V 10/44(2022.01) (54)发明名称 一种水平通道内蒸汽凝结流动截面含气率 测量方法 (57)摘要 本发明公开了一种水平通道内蒸汽凝结流 动截面含气率测量方法， 包括： 获取水平通道内 蒸汽凝结流动的图像； 对图像进行二值化处理， 获得相应的二值化图像； 提取二值化图像中的汽 液界面轮廓； 根据汽液界面轮廓确定水平通道内 液面的等效液面高度曲线； 基于等效液面高度曲 线以及水平 通道的数据确定截面含气率。 本发明 采用图像采集单元采集水平通道内的两相流型， 并采用MAT LAB进行图像识别 与处理算法， 兼备 实 时性和准确性， 且成本较低， 能够较为便捷地实 现汽液两相流动截面含气率的无接 触在线测量。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 115290651 A 2022.11.04 CN 115290651 A 1.一种水平通道内蒸汽凝结流动截面含气率测量方法， 其特 征在于， 包括： 获取水平通道内蒸汽凝结流动的图像； 对所述图像进行二 值化处理， 获得相应的二 值化图像； 提取所述二值化图像中的汽液界面轮廓； 根据所述汽液界面轮廓确定水平通道内液面的等效液面高度曲线； 基于所述 等效液面高度曲线以及水平通道的数据确定截面含气率。 2.根据权利要求1所述的一种水平通道内蒸汽凝结流动截面含气率测量方法， 其特征 在于， 在对所述图像进行二 值化处理之前， 还 包括： 提升所述图像的饱满度。 3.根据权利要求1所述的一种水平通道内蒸汽凝结流动截面含气率测量方法， 其特征 在于， 在对所述图像进行二 值化处理之前， 还 包括： 过滤所述图像中的噪点和气泡。 4.根据权利要求1所述的一种水平通道内蒸汽凝结流动截面含气率测量方法， 其特征 在于， 所述 提取所述二值化图像中的汽液界面轮廓， 包括： 在所述二值化图像中设置坐标轴； 提取横坐标轴上每 个横坐标对应的所有黑色像素点对应的纵坐标； 根据每个黑色像素点的纵坐标确定每 个横坐标对应的纵坐标算 术平均值； 将所有纵坐标算 术平均值对应的像素点连接起 来， 获得所述汽液界面轮廓。 5.根据权利要求1所述的一种水平通道内蒸汽凝结流动截面含气率测量方法， 其特征 在于， 所述 根据所述汽液界面轮廓确定水平通道内液面的等效液面高度曲线， 包括： 根据水平通道的实际高度与所述汽液界面轮廓的比例确定等效液面高度； 将所有等效液面高度对应的像素点连接起 来， 获得所述等效液面高度曲线。 6.根据权利要求1所述的一种水平通道内蒸汽凝结流动截面含气率测量方法， 其特征 在于， 所述基于所述 等效液面高度曲线以及水平通道的数据确定截面含气率， 包括： 对所述等效液面高度曲线中所有横坐标对应的纵坐标进行算术平均， 获得相应的平均 液面高度； 获取水平通道的几何数据； 根据所述几何数据确定水平通道的截面积； 根据所述几何数据以及所述平均液面高度确定蒸汽所占空间的截面积； 确定两个所述截面积的比值， 获得 所述截面含气率。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115290651 A 2一种水平通道内蒸汽凝结流动截面含气率测量方 法 技术领域 [0001]本发明涉及换热设备技术领域， 特别涉及 一种水平通道内蒸汽凝结流动截面含气 率测量方法。 背景技术 [0002]水平通道内的蒸汽凝结两相流动工况常见于核电、 制冷、 动力工程及石化工业中 带相变的换热设备(如蒸发器、 冷凝器)中。 由于水平通道内汽液两相受到垂直于流动方向 的重力而引起 流动形态的不对称性， 故而水平通道内的两相流动往 往比较复杂。 [0003]水平通道内的蒸汽凝结两相流动的特性参数众多， 截面含气率因其能够确定汽液 两相流型、 分相流量和通道内压降而成为研究热点， 但是， 截面含气率的准确测量却是一直 困扰人们的难题。 现有常见 的蒸汽凝结流动截面含气率的测量方法包括： 快关阀门直接测 量法、 电导探针法、 电容法、 电阻层析成像法和光纤探针法等。 快关阀门直接测量法需要肉 眼直接读数， 因而误差较大； 电导探针法受环境温度影响较大， 且会干扰流场， 也存在误差 大的问题； 电容法不适用于两相流中导电介质为连续相的情况， 而蒸汽即为导电介质； 电阻 层析成像法对设备和 算法的要求较高， 故而成本较高且应用不便； 光纤探针法虽准确度高 于电导探针法， 但是存在 “滞后效应 ”， 也无法实现瞬时数据的有效测量。 [0004]综上， 针对水平通道内蒸汽凝结两相流动截面含气率的测量， 寻求一种兼备准确 性、 实时性、 低成本的在线测量方法极有必要。 发明内容 [0005]本发明实施例提供了一种水平通道内蒸汽凝结流动截面含气率测量方法， 用以解 决现有技 术中的测量方法存在准确度、 实时性和成本等方面的问题。 [0006]一方面， 本发明实施例提供了一种水平通道内蒸汽凝结流动截面含气率测量方 法， 包括： [0007]获取水平通道内蒸汽凝结流动的图像； [0008]对图像进行二 值化处理， 获得相应的二 值化图像； [0009]提取二值化图像中的汽液界面轮廓； [0010]根据汽液界面轮廓确定水平通道内液面的等效液面高度曲线； [0011]基于等效液面高度曲线以及水平通道的数据确定截面含气率。 [0012]本发明中的一种水平通道内蒸汽凝结流动截面含气率测量方法， 具有以下优点： [0013]采用图像采集单元采集水平通道内的两相流型， 并采用MATLAB进行图像识别与处 理算法， 兼备实时性和准确性， 且成本较低， 能够较为便捷地实现汽 液两相流动截面含气率 的无接触在线测量。 附图说明 [0014]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案， 下面将对实施例或现说　明　书 1/3 页 3 CN 115290651 A 3