一種基於邊緣檢測的氣泡特徵提取及數據採集系統
2023-10-29 21:13:10 1
1.本發明屬於新型數據採集技術領域，具體涉及一種基於邊緣檢測的氣泡特徵提取及數據採集系統。
背景技術：
2.近年來，圖像處理領域得到了廣泛的發展和應用。深度學習方法可以自動提取特徵，應用於圖像處理領域。卷積神經網絡作為深度學習的重要代表之一，其訓練結果取決於所需要的數據集。在當前的數據獲取技術中，氣泡圖片數據可以用很多方法獲得，但由於實驗中氣泡變化較快較細微，人眼無法觀察，必須使用計算機處理，這就需要在氣泡數據採集過程中引入圖像處理的技術。因此，針對氣泡數據集的生成從而形成一套完整的採集系統是十分必要的。
技術實現要素：
3.本發明的目的在於提供一種基於邊緣檢測的氣泡特徵提取及數據採集系統。
4.本發明的目的通過如下技術方案來實現：
5.一種基於邊緣檢測的氣泡特徵提取及數據採集系統，包括空壓機、氣流量調節閥、穩壓閥、有機玻璃水槽、led燈、高速相機、計算機、傳感器及銅質氣孔；所述空壓機通過導氣管依次連接氣流量調節閥和穩壓閥，固定在地面；所述有機玻璃水槽為長方體，底部中心裝有銅質氣孔，銅質氣孔下方通過導氣管與穩壓閥相連，有機玻璃水槽底座為正方形不鏽鋼板，並放置在高度支架上；所述led燈放置在可調節支架上，並與有機玻璃水槽一面保持距離；所述主控的計算機與高速相機和傳感器相連，計算機通過控制傳感器控制氣流量調節閥的氣體流量，計算機控制高速相機拍攝機玻璃水槽內部氣泡數據集圖片。
6.本發明還可以包括：
7.1、所述氣流量調節閥包括氣體流動閥、流量調節閥及過濾器；計算機通過控制傳感器控制氣流量調節閥的流量調節閥，控制氣體流量；手動控制氣體調節閥控制氣體的產生與消失；過濾器排出空氣中氣體雜質。
8.2、所述有機玻璃水槽的高度使氣泡長距離運動，高速相機在不同的高度位置處拍攝。
9.本發明的有益效果在於：
10.1、本發明為了採集氣泡數據過程中能夠實時觀察氣泡變化，得到氣體流量和氣泡大小之間關係，並且傳感器、計算機和高速相機配合對氣泡數據實時採集上傳，為後續深度學習訓練結果對比創造了更好的條。
11.2、本發明整體易拆卸組裝，實驗設備方便使用及存放。
12.3、本發明在兩相流流動特性中，此裝置可準確觀察兩相流特徵，提供連續、清晰、不失真的圖像。
13.4、本發明實時觀察氣體流量與氣泡大小之間的關係。
14.5、本發明提供了一套完整的氣泡數據實時採集系統。
附圖說明
15.圖1是本發明的整體示意圖；
16.圖2是本發明的局部機構正視圖；
17.圖3是本發明的局部機構左視圖；
18.圖4是本發明的局部機構俯視圖
19.圖5是本發明有機玻璃水槽俯視圖。
具體實施方式
20.下面結合附圖對本發明做進一步描述。
21.結合圖1為本發明的整體示意圖，圖2本發明局部機構的正視圖，圖5本發明的有機玻璃水槽俯視圖，一種基於邊緣檢測的氣泡特徵提取及數據採集系統包括：空壓機1，氣流量調節閥2，穩壓閥3，有機玻璃水槽4，led燈5，高速相機6，計算機7，傳感器8，氣體流動閥9，流量調節閥10，過濾器11，銅質氣孔12。
22.所述的空壓機1氣流量調節閥2穩壓閥3通過導氣管相連，固定在地面，空壓機1啟動時，過一段時間產生穩定氣流再進行操作。使用計算機7控制傳感器8從而控制氣流量調節閥2中流量調節閥10，可以改變氣體流量，方便精確控制氣泡的產生速率和氣泡大小。手動打開或關閉氣體調節閥9控制氣體的產生與消失。過濾器11可以將空氣中氣體雜質排出，使兩相流模擬更加精確。導氣管連接有機玻璃水槽4的銅質氣孔12，有機玻璃水槽4為長方體，長方體高度足夠高，使氣泡能夠運動較長距離，且氣泡的流動得到充分發展，可以在不同高度位置處拍攝，有機玻璃水槽4底座是一個正方形不鏽鋼板，並且放置在一定高度的支架上，使兩相流場模擬系統更加穩定。led燈5放置在可調節支架上，便於調節所拍攝的區域，和有機玻璃水槽4保持一定距離，使有機玻璃水槽4的一定面積處有穩定的光源，從而使高速相機6拍攝出不失真氣泡數據集圖片。使用計算機7控制傳感器8從而控制氣流量調節閥2中流量調節閥10，可以改變氣體流量，方便精確控制氣泡的產生速率和氣泡大小。空壓機1進行啟動時，過一段時間產生穩定的氣流時，高速相機6、計算機7和傳感器8三者配合，利用計算機7控制傳感器8調整流量調節閥10，從而控制氣體流量大小，此時，led燈5保持開啟，利用計算機7觀察高速相機6拍攝到的有機玻璃水槽4的氣泡變化，並且實時拍攝，利用邊緣檢測算法得到氣泡大小與輪廓，記錄此時氣體流量與氣泡大小之間關係。
23.以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
技術特徵：
1.一種基於邊緣檢測的氣泡特徵提取及數據採集系統，其特徵在於：包括空壓機(1)、氣流量調節閥(2)、穩壓閥(3)、有機玻璃水槽(4)、led燈(5)、高速相機(6)、計算機(7)、傳感器(8)及銅質氣孔(12)；所述空壓機(1)通過導氣管依次連接氣流量調節閥(2)和穩壓閥(3)，固定在地面；所述有機玻璃水槽(4)為長方體，底部中心裝有銅質氣孔(12)，銅質氣孔(12)下方通過導氣管與穩壓閥(3)相連，有機玻璃水槽(4)底座為正方形不鏽鋼板，並放置在高度支架上；所述led燈(5)放置在可調節支架上，並與有機玻璃水槽(4)一面保持距離；所述主控的計算機(7)與高速相機(6)和傳感器(8)相連，計算機(7)通過控制傳感器(8)控制氣流量調節閥(2)的氣體流量，計算機(7)控制高速相機(6)拍攝機玻璃水槽(4)內部氣泡數據集圖片。2.根據權利要求1所述的一種基於邊緣檢測的氣泡特徵提取及數據採集系統，其特徵在於：所述氣流量調節閥(2)包括氣體流動閥(9)、流量調節閥(10)及過濾器(11)；計算機(7)通過控制傳感器(8)控制氣流量調節閥(2)的流量調節閥(10)，控制氣體流量；手動控制氣體調節閥(9)控制氣體的產生與消失；過濾器(11)排出空氣中氣體雜質。3.根據權利要求1所述的一種基於邊緣檢測的氣泡特徵提取及數據採集系統，其特徵在於：所述有機玻璃水槽(4)的高度使氣泡長距離運動，高速相機(6)在不同的高度位置處拍攝。
技術總結
本發明公開了一種基於邊緣檢測的氣泡特徵提取及數據採集系統，包括空壓機、氣流量調節閥、穩壓閥、有機玻璃水槽、LED燈、高速相機、計算機、傳感器。空壓機、氣流量調節閥、穩壓閥、有機玻璃水槽用導氣管相連，有機玻璃水槽在一定高度支架處放置，實現導氣管可以向上生成穩定氣流。LED燈放置在一定高度的支架上，和有機玻璃水槽保持一定距離，使有機玻璃水槽一定面積處有穩定的光源，從而得到高速相機拍攝出不失真氣泡數據集圖片。高速相機、計算機和傳感器構成一個系統，利用計算機控制傳感器從而控制氣流量調節閥的氣體流量。本發明解決了人眼的局限性，後續深度學習訓練結果對比創造了更好的條件。好的條件。好的條件。
技術研發人員：郭春雨 錢洪奎 韓陽 汪永號 範毅偉 徐鵬 鄶雲飛 叔渤洋 郭洋 高銘辰
受保護的技術使用者：哈爾濱工程大學
技術研發日：2022.12.27
技術公布日：2023/3/28