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申请/专利权人：吉林大学

摘要：本发明适用于气泡流测量技术领域，提供了一种气泡流全流场测量方法，本发明对气泡流流场实现全测量，包含使用PIV对气液两相速度的测量，以及使用Shadowgraphy对气相速度、气泡几何参数、轨迹和含气率的测量。本发明提供了一种流量和进气形式可控的装置，能够产生不同形态分布和表观气速的气泡流，有利于研究的广泛性和采样的多样性。本发明使用PIV能够有效测量液相速度，消除气泡对测量的影响；使用PTV能够解决气泡匹配困难的问题；使用RAFT光流法能够应用于更高含气率和更复杂的流动；使用基于U‑Net的分割算法相比于传统分割更为准确，且无需手动调整阈值，大大节省了分析时间，进而实现对所有气泡的准确识别。

主权项：1.一种气泡流全流场测量方法，其特征在于，所述方法基于装置，所述装置包括鼓泡塔、气泵、过滤装置、气体流量质量流量计、球阀、分气排、针头和光学成像系统，鼓泡塔的主体和底座采用法兰盘连接；针头和底座通过螺纹连接并使用橡胶圈密封；光学成像系统包括主机、cMOS相机、LED背光灯和连续激光器，主机用于通过采集卡接收cMOS相机传输的数据，主机与采集软件Streampix配合使用，采集软件用于采集图像和控制cMOS相机的参数；所述方法包括：步骤一、PIV试验，采用连续激光器作为光源：液相流场测量：在液相中播种荧光粒子，在532nm激光照射下产生588nm的光，在cMOS相机前放置滤波片以降低气泡表面散射的激光；使用PIV算法进行互关联计算，通过施加中值滤波器和速度限制器去除气泡内部和表面产生的错误矢量，实现液相流场的测量；气相流场测量：不播种荧光粒子，直接拍摄气泡散射的光并使气泡过曝，利用气泡内部散射光信息代表气相流场；步骤二、Shadowgraphy试验，采用LED背光灯作为光源：气相速度与轨迹测量：气泡的移动距离不超过直径且不小于直径的14，应用光流法和PTV技术进行关联运算；对于光流法计算，采用训练后的RAFT进行计算；对于PTV能进行匹配的含气率情况，提出一种用于匹配两帧之间的气泡的准则；气泡几何参数分析：采用进行迁移学习的U-net和MaskR-CNN对重叠气泡图像进行分割和识别，在定位和分割每个气泡的位置后，对气泡的几何和尺寸信息进行定位，然后进行关联式的拟合以及尺寸信息统计；含气率与界面面积浓度测量：获得统计的尺寸信息后，施加网格遮罩进行含气率、界面面积浓度的测量。

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权利要求：

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