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西安交通大学学报2024年第07期:采用曲波变换和电容层析成像的两相流含水率测量方法

来源:期刊VIP网 时间:


作者:张皓冬;陆程程;胡红利;杨海潮;董海健;

单位:西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室;西安西电电力电容器有限责任公司;

摘要:针对电容层析成像(ECT)逆问题的欠定性,提出了一种基于曲波变换的图像稀疏重构算法。首先,采用曲波变换基作为稀疏基,从多尺度对模拟介质分布图像进行稀疏表示,提高了ECT灰度值向量的稀疏度;其次,应用迭代软阈值算法对曲波系数进行稀疏重构,同时使用奇异值分解算法计算最优灵敏度广义逆矩阵;最后,搭建ECT测量平台,通过静态实验重构5种典型实际流型,验证所提算法的有效性。实验结果表明:所提算法可有效抑制伪影,重构图像边界清晰,同时在图像相关系数、相对图像误差上均优于传统重构算法,比Landweber迭代算法相关系数提高约37.9%,相对误差减小约17.6%;基于稀疏重构的后处理图像可用于截面含水率的测量,含水率平均误差低于10%,最低为4.32%。该方法有效提高了ECT重构图像质量,能够满足天然气精准开采的工业需求。

关键词:电容层析成像;;曲波变换;;两相流;;图像稀疏重构算法

基金资助:国家自然科学基金资助项目(52177009);; 陕西省科技攻关计划资助项目(2016GY-001)