测量多相反应器颗粒性质分布的原位图像法研究

发布时间：2021-04-25 10:51

　　多相反应器在工业中有着十分广泛的应用,多相反应器中的颗粒尺寸分布、相含率等非均相特性（多相流体在时间和空间分布的不均匀性）是反应器优化设计和放大的重要依据,也可为多相反应器数值模拟验证和模型关键参数确定提供基础数据。工业多相反应器中分散相的相含率往往比较高,理论上侵入式原位图像法由于短光程的特征可测量分散相浓度很高的体系,然而实际可测量的最大相含率还与颗粒粒径密切有关。另外,对于高相含率体系颗粒图像重叠现象很普遍,因此影响图像法测量准确性的一个关键步骤——目标颗粒的自动、准确选取也异常重要。本文利用课题组研制的远心照相测量仪,对液固搅拌槽中的固体颗粒（近球形的氧化铝和镀银玻璃珠,不规则石英砂）进行了原位图像测量。首先基于不同的颗粒图像（石英砂和氧化铝）,发展了不同特征颗粒图像的选取策略,并通过与作为基准的手动圈选方法的比较,对颗粒选取方法进行了优化。研究发现:（1）在规则球形颗粒图像的识别中,直接对原图进行圆检测会导致较大的误差,使用Canny算子边缘增强后,目标颗粒容易被检出,但也会增强非目标颗粒的边缘,从而导致错误识别的颗粒增多。使用阈值分割后再进行圆检测的误差最小,并且最佳阈值为... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)北京市

【文章页数】：107 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
符号说明
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 多相反应器性质研究现状
    1.3 多相流局部性质测量方法
        1.3.1 间接测量方法
        1.3.2 图像法
    1.4 本课题研究内容
第2章 多相反应器颗粒性质分布原位图像测量法
    2.1 引言
    2.2 测量体系的选择
    2.3 实验装置
    2.4 测量方法
    2.5 临界转速计算
    2.6 图像处理及数据分析方法
    2.7 相含率计算方法
    2.8 本章小结
第3章 高负载体系自动图像处理方法
    3.1 引言
    3.2 规则颗粒
        3.2.1 圆检测
        3.2.2 Canny边缘检测算法改进的圆检测
        3.2.3 阈值分割改进的圆检测
        3.2.4 检测方法对比
        3.2.5 阈值分割改进的圆检测的进一步优化
    3.3 不规则测量体系
        3.3.1 椭圆拟合检测
        3.3.2 阈值分割改进的轮廓检测
        3.3.3 分水岭分割改进的轮廓检测
        3.3.4 检测方法对比
        3.3.5 分水岭分割改进的轮廓分割的进一步优化
    3.4 本章小结
第4章 原位图像测量法准确性验证
    4.1 引言
    4.2 不规则颗粒粒度结果对比
    4.3 规则颗粒粒度结果对比
    4.4 游标卡尺粒度验证
    4.5 重复性验证
    4.6 本章小结
第5章 颗粒粒径对原位图像法可测相含率的影响
    5.1 引言
    5.2 不同相含率体系的测量图像
    5.3 不同相含率体系的图像处理
    5.4 图像法测量相含率误差分析
    5.5 图像法测量景深分析
    5.6 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于图像处理技术的裂缝检测综述[J]. 邹家喻.  电子世界. 2020(07)
[2]改进随机Hough变换的中心检测[J]. 侯建成,刘国海,何坚强,汪志成.  中国测试. 2020(01)
[3]多相反应器的非均相特性测量技术进展[J]. 李向阳,王浩亮,冯鑫,陈杰,毛在砂,李国征,杨超.  化工进展. 2019(01)
[4]基于Hough变换实现圆的快速检测方法[J]. 孙晓敏,朱晓春,周雯超,李冉冉.  制造业自动化. 2018(05)
[5]侵入式光纤照相法测量气泡尺寸分布[J]. 陈方圆,李平平,李向阳,杨超,毛在砂.  过程工程学报. 2016(03)
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博士论文
[1]基于γ-CT/ECT的多相管流可视化测量[D]. 薛倩.天津大学 2012

硕士论文
[1]基于数据融合的光纤探针持气率估计算法研究及实现[D]. 孔维航.燕山大学 2013
[2]光纤探针在两相流局部特性研究中的应用[D]. 孙波.哈尔滨工程大学 2013



本文编号：3159255