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摘要：发明公开了一种多孔介质中流体含水率二维分布的检测方法及装置，方法包括：获取在混合流体二维平面布局多个电极对的所有电极对之间的电导数据及电极位置坐标矩阵；将电导数据按照电极的位置排列成电导矩阵；计算等效扩展电导矩阵并转化为含水率矩阵；利用特定权重矩阵的NURBS曲面拟合算法技术计算含水率分布。本发明的混合流体含水率检测方法具有在精度允许范围内低成本、实时连续测量、操作方法简单、等优点，操作简单便捷。

主权项：1.一种多孔介质中流体含水率二维分布的检测方法，其特征在于，包括：获取在混合流体二维平面布局多个电极对的所有电极对之间的电导数据及电极位置坐标矩阵，具体包括：在混合流体二维平面布局多个电极对：所有电极按照正方形顶点的排布方式排布放入待测的混合流体中，每9个电极分为一组，等间距地排成三行三列形成一个测量组，且多个这样的测量组构成一个矩形的采样区域；通过切换电路依次将每个测量组中每个电极对和参考电阻串联，将激励源的分压信号和参考电阻上的电压信号转换为有效值直流信号并进行ADC转换得到激励源电压U0的分压有效值和参考电阻两端测得的电压有效值，利用电导计算公式算出电极对之间的电导Gw，计算公式为： 其中Us为激励源电压U0的分压有效值，Ur为参考电阻两端测得的电压有效值，Rr为参考电阻阻值，R5、R8为阻值已知的固定电阻；将所述电导数据按照电极的位置排列成电导矩阵；计算等效扩展电导矩阵并转化为含水率矩阵：用等效调和平均法对所述电导矩阵进行扩展得到等效化的电导矩阵Gs；对等效化的电导矩Gs阵进行高斯平滑滤波运算，得到平滑处理过后的电导矩阵G；将电导矩阵G代入电导-含水率的函数，并通过修正得到含水率矩阵C；其中所述用等效调和平均法对所述电导矩阵进行扩展得到等效化的电导矩阵，包括：设定某位置处混合流体电导的定义为： 其中κ为这个位置处电导率，As为任意两根金属电极的等效极板正对面积，la为相邻电极之间的距离；用等效调和平均法对所述电导矩阵进行扩展包括：对于非边缘采样区域中某一非直接测量位置处的电导，由周围数个电导计算，此处的等效指将周围数个测量电导中测量电极对之间的间距为个正方形边长的电导乘等效调和平均法则是指经过上述等效化之后计算周围数个测量电导的调和平均值作为非直接测量位置处的电导值；利用特定权重矩阵的NURBS曲面拟合算法技术计算含水率分布：对含水率矩阵和电极位置坐标矩阵进行归一化得到归一化数据；对归一化数据用特定权重矩阵的NURBS曲面构造算法反演对应的NURBS曲面拟合曲面，得到含水率分布的归一化数据；对含水率分布的归一化数据进行逆归一化得到油水混合流体含水率平面分布；其中对归一化数据用特定权重矩阵的NURBS曲面构造算法反演对应的NURBS曲面拟合曲面，得到含水率分布的归一化数据，包括：将三维数据分为2个截面方向：U方向即X轴方向；V方向即Y轴方向；U方向包括X轴的位置数据和含水率数据；V方向包括Y轴的位置数据和含水率数据；求解控制顶点Piji＝0,1,2,...,m,j＝0,1,2,...,n，m、n分别为归一化含水率矩阵的行数和列数：对于3×3次的NURBS曲面以U方向为例：用平均法计算U方向上的节点矢量为ΞU＝[ξ0,ξ1,...ξm+4]，V方向上的节点矢量为ΞV＝[υ0,υ1,...υn+4]，设hx为U方向节点矢量非0，1项的标号，hy为V方向节点矢量非0，1项的标号，则两个方向的节点矢量元素的计算公式为： 用弦长参数化法求解U方向节点参数值的计算公式为：其中为测量点处含水率归一化值Zij决定的U方向节点参数值；i、j为归一化含水率矩阵元素下标，t为行数；扩展归一化后的含水率矩阵使得Z0j＝2Z1j-Z2j，Zi0＝2Zi1-Zi2，再将归一化后的含水率中大于1的数值修正为1，小于0的数值修正为0；设权重矩阵为W： 其中待求的3×3次NURBS曲面分解为： 其中Zi,j为测量点的归一化含水率值，Ni,3·为U方向的基函数，Nj,3·为V方向的基函数；其中U方向的基函数Ni,3ξ迭代计算方法为： V方向的基函数Nj,3υ为： 将Ni,3ξ、Nj,3υ代入中即可求出控制点坐标Pi,j；接着反演三维NURBS曲面，过程为：由三维空间中所有的控制顶点Pij的坐标值、W权重矩阵和3次基函数Ni,3ξ、Nj,3υ反演计算出U方向上给定节点向量条件下的三次NURBS曲面上的点： 遍历所有的坐标点x,y就能得到平面含水率归一化值；根据所述油水混合流体含水率平面分布，得到多孔介质中流体含水率二维分布的检测结果。

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百度查询： 南京邮电大学 一种多孔介质中流体含水率二维分布的检测方法及装置