[发明专利]一种高温流体质量流量在线检测方法、装置及系统

说明书

本发明公开了一种高温流体质量流量在线检测方法、装置及系统，通过同步采集高温流体正方向的正面图像和侧方向的侧面图像，对正侧图像进行图像处理，根据侧面图像，提取高温流体流线，并根据高温流体流线，建立沿高温流体流线的先验流速分布，根据先验流速分布，利用互相关法建立第一感兴趣区域的位移场以及根据高温流体截面积和第一感兴趣区域的位移场，获得高温流体质量流量，解决了现有高温流体质量流量检测精度低的技术问题，通过同步采集高温流体正方向和侧方向的图像，实时计算高温流体每一点的截面积，同时，通过正交方向采集的正面图像和侧面图像协同获取高温流体上感兴趣区域的流速及截面积，从而实现高温流体质量流量的实时精确测量。

技术领域

本发明主要涉及高温流体检测技术领域，特指一种高温流体质量流量在线检测方法、装置及系统。

背景技术

高温流体质量流量的精确测量是优化工业过程(如金属铸造)的基本要求之一。然而，熔炉处熔融流体质量流量的测量存在许多挑战，例如非常高的熔体温度以及不规则的流体几何形状。目前，熔融流体的质量流量是通过使用称重传感器实时测量熔融流体的总质量，但称重器难免会遭受到飞溅的高温熔融流体的损害，致使无法正常工作，维修和人力成本较高，不仅如此，熔融流体流入容器时会产生一定的冲击力，使得称重器测量结果精度较差。相较于接触式的称重方法，非接触式的测量方式具有测量稳定性好、维护成本低、使用周期长、安装方便等优势，为此，有必要发明一种非接触式流体流量测量方法、装置及系统，以实现工业过程中高温熔融流体质量流量非接触式检测。

检测对象为工业过程中高动态高速流动的高温熔融流体，而且检测现场存在不可避免的震动及大量且分布不均的粉尘等强干扰因素，精确检测高温熔融流体质量流速极具有挑战性。目前用于测量高温熔融流体质量流量的方法主要有两种：称重直接测量和雷达料位计。

雷达料位计：采用雷达料位计测量高温流体容器中液面高度，建立容器液位与其高温流体质量之间对应关系的数据库，实现高温流体重量的测量。然而，容器内壁会发生腐蚀或渣沉积，导致容器内空间变化，液面高度与高温流体质量之间的对应关系也发生变化，且雷达料位计各自安装高度以及测量误差不同，相同容器装有相同重量的高温流体，不同雷达料位计测量的液面高度不一，加之高温流体液面存在较大幅的晃动，使得雷达料位计测量误差较大，且测量稳定性差，综上，雷达料位计存在测量精度差、使用繁琐、可靠性较低，测量稳定性差、增大了人力工作强度等问题。

称重法(称重传感器)：在静态测量高温流体重量方面，称重方法测量精度高、稳定性较好，且校准方便，而在动态测量高温流体重量方面，称重传感器会受到高温流体流入容器冲击力、高温流体液面晃动、地面震动的影响，称重传感器必然会出现测量示值不稳定、测量误差偏大的问题，且在安装方面，安装称重传感器的施工量较大、施工成本高、施工时间长都是使用称重传感器的不利因素。综上，称重法(称重传感器)存在测量精度一般、安装难度大、维修成本高、故障率高等问题。

专利公开号CN201210283734.6发明专利是自动称量浇注容器内铁水重量的装置，该专利发明了一种简便的自动称量浇注勺内铁水重量的装置,将铁水倒入浇注容器内,可实现自动称量浇注容器内铁水的重量,方便工人操作。

专利公开号CN201210068857.8发明专利是用于鱼雷罐车中铁水液位和流速的监测装置，该专利设计了一种用于鱼雷罐车铁水液位和流速的监测装置,包括有置于鱼雷罐车转向架的基础制动装置和摇枕之间的间隙处的压电传感装置，能用于高温、粉尘等恶劣环境，易于安装、检修，且不破坏原有鱼雷罐车结构。

以上两个专利均采用称重传感器直接测量容器及铁水总重量，当高动态的铁水流入铁水容器中时，冲击力及铁水液面晃动会导致测量误差增大，同时在实际运行环境中会存在雨水和粉尘的侵蚀，极大提升了仪器的使用故障率。

发明内容

本发明提供的高温流体质量流量在线检测方法、装置及系统，解决了现有高温流体质量流量检测精度低的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提出的高温流体质量流量在线检测方法包括：