激光全息技术在管道测量中的应用与研究

摘要

随着生产力的提高和工业化的进程，人们对多相流已经进行了深入的研究。在现代生产和生活中，各个领域都有多相流的存在。例如在石油、化工、能源、环保等行业之中。正是由于多相流存在的广泛性，和对生产效率和安全性的影响，多相流的研究显得格外重要。多相流的测量技术是研究内容的重要组成部分。常见的多相流的测量参数包括流量、流速、浓度和孔隙率等。
　　多相流一般可以分为两相流和三相流，本文主要研究的是气固两相流。常见的两相流测量方法有光学法、电容法、电学法等。当被测量的物质在流场中的浓度含量比较小，常规的测量手段已经很难对被测物质进行准确的测量，基于光学方法的测量技术能对稀相流动进行测量。本文应用的就是利用全息技术对流场中的固体小颗粒进行测量。
　　本文的主要研究内容包括搭建了激光全息测量实验台，测量的粒子是一百微米的金属粉末，采用大功率的激光作为实验的光源，拍摄的设备为高速相机。本文对全息测量的原理进行了介绍，并且采用matlab编程对其进行了模拟。数据处理过程可以分为以下几个步骤，首先对图像进行降噪和背景的去除，改善了图像的解释能力;然后进行的就是对测量目标的识别，并计算出粒子的平面定位，利用光学衍射理论重建粒子的轴向位置，最终获得管道内粒子的空间分布情况。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究的背景意义

1．2 多相流测量技术

1．3 全息技术及其发展

1．4 本文主要内容

第2章 数字全息测量技术原理及算法探讨

2．1 衍射理论

2．2 全息图像的记录和重建及算法

2．2．1 全息的记录与重建

2．2．2 菲涅耳变换

2．2．3 卷积法

2．3 实验粒子计算模板

2．3 本章小结

第3章 实验图像处理

3．1 在多相流测量的应用以及发展趋势

3．2 基本去噪方法

3．3 目标识别

3．3．1 基于直方图的图像阈值分割识别

3．3．2 基于迭代的图像阈值分割识别

3．3．3 基于边缘的识别分割

3．4 实验台的介绍

3．5 实验图像处理

3．5．1 原始图像的处理

3．5．2 粒子的识别

3．5．3 粒子的三维分布

3．5 本章小结

第4章 总结与展望

4．1 总结

4．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢