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申请/专利权人：山东圆友重工科技有限公司

摘要：本发明涉及流体流量测量技术领域，具体地说，涉及一种水泥流体流量测量系统。其包括流量调控单元负责将水泥浆料稳定地供给到测量计算单元，同时根据数据反馈调整流量；条件优化单元负责对水泥浆料进行过滤，并调节其温度和压力；测量计算单元利用智能光学声学技术计算水泥浆料的综合体积流量；流量反馈单元接收测量计算单元输出的综合体积流量数据，并反馈给流量调控单元；系统维护单元负责定期检查和维护整个系统，确保其稳定高效运行。该水泥流体流量测量系统利用智能光学声学技术实时精确监控和控制水泥浆料流量，通过多传感器数据融合和智能算法，显著提升测量准确性和生产效率。

主权项：1.一种水泥流体流量测量系统，其特征在于：包括：流量调控单元（1），所述流量调控单元（1）用于将水泥浆料稳定供给到测量计算单元（3），并接受来自流量反馈单元（4）的反馈以调节流量；条件优化单元（2），所述条件优化单元（2）用于过滤来自流量调控单元（1）的水泥浆料，并且调节水泥浆料的温度和压力；测量计算单元（3），所述测量计算单元（3）收集并综合光学与声学传感器数据，使用智能光学声学流量计算技术测量计算水泥浆料的综合体积流量；流量反馈单元（4），所述流量反馈单元（4）用于接收来自测量计算单元（3）的综合体积流量，并分析综合体积流量反馈给流量调控单元（1）；系统维护单元（5），所述系统维护单元（5）用于进行定期的系统检查和维护；所述智能光学声学流量计算技术是基于高级图像处理和声学信号分析所实现的，用于精确测量水泥浆料的体积流量，所述使用智能光学声学流量计算技术测量计算水泥浆料的体积流量所涉及的具体步骤如下：S3.1、在流体建模模块中对水泥浆的流动特性进行建模，改变剪切速率并测量相应的剪切应力，并通过非线性回归方法拟合广义牛顿流体模型找到最佳一致性指数和流动行为指数：；其中，为是剪切应力，单位为帕斯卡；为剪切速率，单位是;为流体的一致性指数，单位是；为流动行为指数；S3.2、使用图像捕捉处理模块利用高速摄像机捕捉流动的水泥浆料图像，使用图像处理算法Sobel算子计算每一帧图像在和方向上的亮度梯度和，并运用光流算法计算颗粒在连续帧之间的速度向量和并推算光学流速和光学体积流量;S3.3、使用超声波测量模块利用超声波传感器阵列的多普勒频移测量水泥浆流体声学流速和声学体积流量；S3.4、融合声学体积流量和光学体积流量，使用加权平均计算出综合体积流量；所述S3.2中运用光流算法计算光学流速所涉及的具体数学公式如下：光流方程： ；其中，为每一帧图像在x方向的亮度梯度；为每一帧图像在y方向的亮度梯度，为每一帧图像在时刻的亮度梯度；和为每个像素点的速度向量；为速度向量的总数；为光学流速；为光学体积流量;为截面面积；所述S3.3中利用超声波传感器阵列测量水泥浆的体积流量的计算方法为： 其中，是多普勒频移，即接收到的频率与发射频率之差；为介质中的声速；为是发射的超声波频率；为超声波传播方向与流速方向的夹角；为声学流速；为截面面积；所述S3.4中融合声学体积流量和光学体积流量，使用加权平均计算出综合体积流量所涉及的数学模型公式如下： 其中，为综合体积流量；为光学测量得到的流速对应的体积流量计算结果的权重；为基于光学测量得到的流速计算的体积流量；为光学测量得到的流速对应的体积流量计算结果的权重；为基于光学测量得到的流速计算的体积流量。

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