【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及流体流量测量，具体地说，涉及一种水泥流体流量测量系统。
技术介绍
1、一种水泥流体流量测量系统旨在通过智能光学声学流量计算技术，实现高精度和高可靠性的流量测定，利用光学图像捕捉和超声波数据融合，实现对水泥浆料的体积流量的精确计算和动态调控。
2、现有的水泥流体流量测量系统在处理高粘度或含有颗粒的水泥浆料时，由于传统测量设备容易受到物理堵塞或磨损的情况，会导致测量精度下降和设备维护成本增加的问题，因此，设计一种水泥流体流量测量系统。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种水泥流体流量测量系统，以解决上述
技术介绍
中提出的由于传统测量设备容易受到物理堵塞或磨损的情况，会导致测量精度下降和设备维护成本增加的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术目的在于提供了一种水泥流体流量测量系统，包括：
3、流量调控单元，所述流量调控单元用于将水泥浆料稳定供给到测量计算单元，并接受来自流量调控单元的反馈以调节流量；
4、条件优化单元，所述条件优化单元用于过滤来自流量调控单元的水泥浆料，并且调节水泥浆料的温度和压力；
5、测量计算单元，所述测量计算单元收集并综合光学与声学传感器数据，使用智能光学声学流量计算技术测量计算水泥浆料的综合体积流量；
6、流量反馈单元，所述流量反馈单元用于接收来自测量计算单元的综合体积流量，并分析综合体积流量反馈给流量调控单元；
7、系统维护单元，所述系统维护单元用于进行定期
8、作为本技术方案的进一步改进，所述流量调控单元包括供料泵控制模块和流量稳定模块；
9、其中，所述供料泵控制模块控制多台供料泵抽取储存区的水泥浆料并推送至测量计算单元；
10、其中，所述流量稳定模块用于接收来自流量调控单元的反馈调节进入测量计算单元的水泥浆料的流量，并安装压力传感器实现流量的实时监控和自动调节。
11、作为本技术方案的进一步改进，所述条件优化单元包括颗粒过滤模块和环境调节模块；
12、其中，所述颗粒过滤模块用于去除水泥浆料中的大颗粒杂质，利用重力原理将水泥浆料中较重的固体颗粒在沉降池进行初步的自然沉降，再利用筛网截留大于介质孔径的杂质颗粒，预防这些颗粒进入后续的测量系统，避免损害传感器或影响传感器的精度；
13、其中，所述环境调节模块用于调整水泥浆料的温度和压力，将温度调节到5°c至35°c之间，将压力控制在1至10bar之间，确保其在进入测量单元前达到理想的测量条件；
14、通过条件优化单元精细控制水泥浆料的物理和化学状态，为整个水泥体积流量测量系统提供了一个稳定和可控的工作环境，不仅提高了测量的准确性和可靠性，还有助于提升整个生产线的效率和产品质量。
15、作为本技术方案的进一步改进，所述测量计算单元包括流体建模模块、图像捕捉处理模块、超声波测量模块和流量计算模块；
16、其中，所述流体建模模块用于对水泥浆的流动特性进行建模；所述图像捕捉处理模块使用高速摄像机捕捉流动的水泥浆料图像；所述超声波测量模块使用超声波传感器阵列测量水泥浆的体积流量；所述流量计算模块结合光学和声学的测量结果，使用数据融合技术来优化体积流量的测量。
17、作为本技术方案的进一步改进，所述智能光学声学流量计算技术是基于高级图像处理和声学信号分析所实现的，用于精确测量水泥浆料的体积流量，所述使用智能光学声学流量计算技术测量计算水泥浆料的体积流量所涉及的具体步骤如下：
18、s3.1、在流体建模模块中对水泥浆的流动特性进行建模，改变剪切速率并测量相应的剪切应力，并通过非线性回归方法拟合广义牛顿流体模型找到最佳一致性指数和流动行为指数：；
19、其中，为是剪切应力，单位为帕斯卡；为剪切速率，单位是;为流体的一致性指数，单位是；为流动行为指数；
20、s3.2、使用图像捕捉处理模块利用高速摄像机捕捉流动的水泥浆料图像，使用图像处理算法sobel算子计算每一帧图像在和方向上的亮度梯度和，并运用光流算法计算颗粒在连续帧之间的速度向量和并推算光学流速和光学体积流量;
21、s3.3、使用超声波测量模块利用超声波传感器阵列的多普勒频移测量水泥浆流体声学流速和声学体积流量；
22、s3.4、融合声学体积流量和光学体积流量，使用加权平均计算出综合体积流量。
23、作为本技术方案的进一步改进，所述s3.2中运用光流算法计算光学流速所涉及的具体数学公式如下：
24、流光方程：
25、
26、 ；
27、其中，为每一帧图像在x方向的亮度梯度；为每一帧图像在y方向的亮度梯度；和为每个像素点的速度向量；为速度向量的总数；为光学流速；为光学体积流量;为截面面积。
28、作为本技术方案的进一步改进，所述s3.3中利用超声波传感器阵列测量水泥浆的体积流量的计算方法为：
29、
30、
31、其中，是多普勒频移，即接收到的频率与发射频率之差；为介质中的声速；为是发射的超声波频率；为超声波传播方向与流速方向的夹角；为声学流速；为截面面积。
32、作为本技术方案的进一步改进，所述s3.4中融合声学体积流量和光学体积流量，使用加权平均计算出综合体积流量所涉及的数学模型公式如下：
33、
34、其中，为综合体积流量；为光学测量得到的流速对应的体积流量计算结果的权重；为基于光学测量得到的流速计算的体积流量；为光学测量得到的流速对应的体积流量计算结果的权重；为基于光学测量得到的流速计算的体积流量。
35、作为本技术方案的进一步改进，所述流量反馈单元包含接收分析模块和控制反馈模块；
36、其中，所述接收分析模块用于接收来自测量计算单元的实时水泥浆料的综合体积流量，并使用统计分析处理算法分析接收到的综合体积流量；
37、其中，所述控制反馈模块用于基于数据分析结果，向流量调控单元中的供料泵控制模块和流量稳定模块发送调节控制命令，以调节供料泵速度和调整流量稳定阀。
38、作为本技术方案的进一步改进，所述系统维护单元包含定期检查模块、自动清洁模块和安全监控系统；
39、其中，所述定期检查模块用于负责定期对系统中的机械和电子设备进行检查，包括传感器、泵、阀门；
40、其中，所述自动清洁模块用于定时启动清洁程序自动清洁设备和管道；
41、其中，所述安全监控系统用于监测系统的运行状态，实时监控压力、温度参数。
42、与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
43、1、该一种水泥流体流量测量系统中，使用智能光学声学流量计算技术测量计算水泥浆料的综合体积流量，可以实现实时精确监控流体的运动状态，优化生产过程控制，同时减少因测量误差引起的原材料浪费和生产成本。
44、2、该一本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种水泥流体流量测量系统，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的水泥流体流量测量系统，其特征在于：所述流量调控单元（1）包括供料泵控制模块和流量稳定模块；
3.根据权利要求1所述的水泥流体流量测量系统，其特征在于：所述条件优化单元（2）包括颗粒过滤模块和环境调节模块；
4.根据权利要求1所述的水泥流体流量测量系统，其特征在于：所述测量计算单元（3）包括流体建模模块、图像捕捉处理模块、超声波测量模块和流量计算模块；
5.根据权利要求1所述的水泥流体流量测量系统，其特征在于：所述智能光学声学流量计算技术是基于高级图像处理和声学信号分析所实现的，用于精确测量水泥浆料的体积流量，所述使用智能光学声学流量计算技术测量计算水泥浆料的体积流量所涉及的具体步骤如下：
6.根据权利要求5所述的水泥流体流量测量系统，其特征在于：所述S3.2中运用光流算法计算光学流速所涉及的具体数学公式如下：
7.根据权利要求6所述的水泥流体流量测量系统，其特征在于：所述S3.3中利用超声波传感器阵列测量水泥浆的体积流量的计算方法为：<...
【技术特征摘要】
1.一种水泥流体流量测量系统，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的水泥流体流量测量系统，其特征在于：所述流量调控单元（1）包括供料泵控制模块和流量稳定模块；
3.根据权利要求1所述的水泥流体流量测量系统，其特征在于：所述条件优化单元（2）包括颗粒过滤模块和环境调节模块；
4.根据权利要求1所述的水泥流体流量测量系统，其特征在于：所述测量计算单元（3）包括流体建模模块、图像捕捉处理模块、超声波测量模块和流量计算模块；
5.根据权利要求1所述的水泥流体流量测量系统，其特征在于：所述智能光学声学流量计算技术是基于高级图像处理和声学信号分析所实现的，用于精确测量水泥浆料的体积流量，所述使用智能光学声学流量计算技术测量计算水泥浆料的体积流量所涉及的具体步骤如下：<...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨志仿，崔明德，魏宏旭，李克斌，王国建，
申请(专利权)人：山东圆友重工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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