本發(fā)明一般地涉及滅火劑霧化評(píng)估，尤其涉及一種儲(chǔ)能艙內(nèi)滅火劑破碎霧化效果評(píng)估方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、根據(jù)滅火劑的不同，消防系統(tǒng)一般可以分為泡沫系統(tǒng)、干粉系統(tǒng)、氣體系統(tǒng)、氣溶膠系統(tǒng)等類別。其中，對(duì)于泡沫滅火系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，經(jīng)常需要對(duì)泡沫滅火介質(zhì)發(fā)泡劑、交聯(lián)劑、膠凝劑等多元組分進(jìn)行混合發(fā)泡，而多元組分發(fā)泡的均勻性對(duì)泡沫成形后的霧化效果起到至關(guān)重要的作用。

2、目前，公開(kāi)號(hào)為cn105758759a的專利文件公開(kāi)了一種實(shí)驗(yàn)室用三相泡沫滅火劑發(fā)泡效果檢測(cè)設(shè)備及其檢測(cè)方法，通過(guò)在發(fā)泡系統(tǒng)的前部設(shè)置有供液系統(tǒng)，供液系統(tǒng)伸入發(fā)泡系統(tǒng)內(nèi)部提供發(fā)泡液，在發(fā)泡系統(tǒng)尾端的下部設(shè)置有檢測(cè)系統(tǒng)，用于盛放發(fā)泡好的泡沫并進(jìn)行檢測(cè)；供液系統(tǒng)包括發(fā)泡漿液箱、過(guò)濾器、螺桿泵和霧化噴頭；過(guò)濾器的內(nèi)部設(shè)置有過(guò)濾網(wǎng)，在過(guò)濾網(wǎng)的前端的下方設(shè)置有排污閥，過(guò)濾器前端連接有吸水管，吸水管的頭部伸入發(fā)泡漿液箱內(nèi)吸取發(fā)泡漿，過(guò)濾器的尾端通過(guò)噴水管連接有霧化噴頭，在霧化噴頭與過(guò)濾器之間設(shè)置有螺桿泵，用于泵吸發(fā)泡漿。

3、然而，上述方法雖然能夠?qū)ε菽瓬缁饎┑陌l(fā)泡參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，但需要依托復(fù)雜的設(shè)備結(jié)構(gòu)，且該方法僅能針對(duì)滅火劑的發(fā)泡效果進(jìn)行評(píng)估，無(wú)法在開(kāi)展滅火劑噴射試驗(yàn)的過(guò)程中針對(duì)更為直觀的滅火劑破碎霧化效果進(jìn)行評(píng)估，尤其是無(wú)法結(jié)合滅火劑發(fā)泡效果和霧化效果進(jìn)行綜合聯(lián)動(dòng)評(píng)估。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決本發(fā)明的上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種儲(chǔ)能艙內(nèi)滅火劑破碎霧化效果評(píng)估方法及系統(tǒng)，以在開(kāi)展滅火劑噴射試驗(yàn)的過(guò)程中對(duì)滅火劑破碎霧化效果進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估。

2、在第一方面中，本發(fā)明提供了一種儲(chǔ)能艙內(nèi)滅火劑破碎霧化效果評(píng)估方法，包括：

3、對(duì)采集到的多張泡沫發(fā)泡圖像進(jìn)行顆粒度統(tǒng)計(jì)獲得顆粒參考密度；

4、對(duì)各泡沫發(fā)泡圖像進(jìn)行均等尺寸劃分獲得均分圖像集，并基于所述均分圖像集和所述顆粒參考密度計(jì)算密度均勻散度；

5、依據(jù)所述泡沫發(fā)泡圖像的粒度分布圖統(tǒng)計(jì)每種粒度的數(shù)量占比權(quán)重以計(jì)算顆粒均勻散度；

6、對(duì)發(fā)泡后的泡沫進(jìn)行破碎霧化，并采集多張霧化圖像以獲取霧化覆蓋面積；

7、基于所述密度均勻散度、顆粒均勻散度計(jì)算泡沫融合均勻度，并基于所述泡沫融合均勻度和所述霧化覆蓋面積構(gòu)建霧化評(píng)估指標(biāo)以對(duì)泡沫的破碎霧化效果進(jìn)行評(píng)估。

8、本發(fā)明通過(guò)均值計(jì)算的方式獲取泡沫發(fā)泡后更為準(zhǔn)確有效的顆粒參考密度，并結(jié)合均分后的泡沫發(fā)泡圖像計(jì)算出密度均勻散度來(lái)檢測(cè)泡沫發(fā)泡在各位置的密度是否均勻，同時(shí)依據(jù)每種粒度的數(shù)量占比權(quán)重獲得顆粒均勻散度，以用來(lái)檢測(cè)泡沫發(fā)泡的顆粒尺寸是否均勻，并在此基礎(chǔ)上計(jì)算泡沫融合均勻度，來(lái)與滅火劑破碎霧化后的覆蓋面積進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，從而更為準(zhǔn)確的對(duì)滅火劑破碎霧化效果進(jìn)行綜合評(píng)估。

9、在一個(gè)實(shí)施例中，所述對(duì)采集到的多張泡沫發(fā)泡圖像進(jìn)行顆粒度統(tǒng)計(jì)獲得顆粒參考密度包括：

10、依據(jù)預(yù)設(shè)的圖像顆粒分析系統(tǒng)對(duì)采集到的多張泡沫發(fā)泡圖像進(jìn)行顆粒度統(tǒng)計(jì)；

11、計(jì)算每張泡沫發(fā)泡圖像對(duì)應(yīng)的顆粒密度，并將所有顆粒密度的平均值作為顆粒參考密度。

12、在一個(gè)實(shí)施例中，所述對(duì)各泡沫發(fā)泡圖像進(jìn)行均等尺寸劃分為對(duì)各泡沫發(fā)泡圖像進(jìn)行隨機(jī)二等分，所述基于所述均分圖像集和所述顆粒參考密度計(jì)算密度均勻散度包括：

13、計(jì)算經(jīng)過(guò)隨機(jī)二等分后各均分圖像對(duì)應(yīng)的顆粒密度；

14、以所述顆粒參考密度為平均數(shù)，計(jì)算各均分圖像對(duì)應(yīng)的顆粒密度與所述顆粒參考密度的方差作為密度均勻散度。

15、在一個(gè)實(shí)施例中，所述依據(jù)所述泡沫發(fā)泡圖像的粒度分布圖統(tǒng)計(jì)每種粒度的數(shù)量占比權(quán)重以計(jì)算顆粒均勻散度包括：

16、依據(jù)所述泡沫發(fā)泡圖像的粒度分布圖統(tǒng)計(jì)各泡沫發(fā)泡圖像中每種粒度的數(shù)量；

17、計(jì)算每種粒度在單張泡沫發(fā)泡圖像上的數(shù)量平均值，以及所有的數(shù)量平均值總和；

18、將各數(shù)量平均值與所有的數(shù)量平均值總和的比值作為對(duì)應(yīng)粒度的數(shù)量占比權(quán)重；

19、基于所述占比權(quán)重計(jì)算泡沫發(fā)泡圖像的顆粒均勻度。

20、如此，可以統(tǒng)計(jì)出不同情況下的各類別粒度分布數(shù)量，并據(jù)此得到各類別粒度分布的數(shù)量占比權(quán)重，通過(guò)結(jié)合數(shù)量占比權(quán)重可以更為真實(shí)準(zhǔn)確的反映出顆粒均勻散度。

21、在一個(gè)實(shí)施例中，所述基于所述占比權(quán)重計(jì)算泡沫發(fā)泡圖像的顆粒均勻度包括：

22、計(jì)算每種粒度尺寸與對(duì)應(yīng)的數(shù)量占比權(quán)重的乘積得到泡沫顆粒度；

23、計(jì)算所有泡沫顆粒度的方差得到顆粒均勻散度。

24、在一個(gè)實(shí)施例中，所述采集多張霧化圖像以獲取霧化覆蓋面積包括：

25、采集多張霧化圖像，并將各霧化圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖；

26、依次計(jì)算相鄰兩張霧化灰度圖像的幀差圖像，并將得到的所有幀差圖像進(jìn)行累加得到霧化覆蓋圖；

27、統(tǒng)計(jì)所述霧化覆蓋圖的連通域大小得到霧化覆蓋面積。

28、如此，可以通過(guò)簡(jiǎn)易的圖像處理手段即可獲取滅火劑破碎霧化后的覆蓋范圍，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)準(zhǔn)確檢測(cè)，提高霧化覆蓋面積的獲取效率和準(zhǔn)確度。

29、在一個(gè)實(shí)施例中，在構(gòu)建霧化評(píng)估指標(biāo)時(shí)還需要統(tǒng)計(jì)滅火劑破碎霧化時(shí)的霧化顆粒度，所述霧化評(píng)估指標(biāo)滿足關(guān)系式：

30、

31、其中，表示第次評(píng)估滅火劑破碎霧化效果時(shí)的霧化評(píng)估指標(biāo)值，為第次評(píng)估滅火劑破碎霧化效果時(shí)的霧化覆蓋面積，為激活函數(shù)，用于輸出[0,1]區(qū)間的數(shù)值，為第次評(píng)估滅火劑破碎霧化效果時(shí)的霧化顆粒度，為第次評(píng)估滅火劑破碎霧化效果時(shí)的泡沫融合均勻度。

32、在一個(gè)實(shí)施例中，所述泡沫融合均勻度滿足關(guān)系式：

33、

34、其中，表示第次評(píng)估滅火劑破碎霧化效果時(shí)的密度均勻散度，表示第次評(píng)估滅火劑破碎霧化效果時(shí)的顆粒均勻散度。

35、本發(fā)明還提供了一種儲(chǔ)能艙內(nèi)滅火劑破碎霧化效果評(píng)估系統(tǒng)，包括處理器和存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序指令，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序指令被所述處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的儲(chǔ)能艙內(nèi)滅火劑破碎霧化效果評(píng)估方法。

36、本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下有益技術(shù)效果：

37、通過(guò)本發(fā)明提供的技術(shù)方案，可以獲取泡沫發(fā)泡后更為準(zhǔn)確有效的顆粒參考密度，并結(jié)合均分后的泡沫發(fā)泡圖像計(jì)算出密度均勻散度來(lái)檢測(cè)泡沫發(fā)泡在各位置的密度是否均勻，同時(shí)依據(jù)每種粒度的數(shù)量占比權(quán)重獲得顆粒均勻散度，以用來(lái)檢測(cè)泡沫發(fā)泡的顆粒尺寸是否均勻，并在此基礎(chǔ)上計(jì)算泡沫融合均勻度，來(lái)與滅火劑破碎霧化后的覆蓋面積進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，從而更為準(zhǔn)確的對(duì)滅火劑破碎霧化效果進(jìn)行綜合評(píng)估。

38、進(jìn)一步地，泡沫的融合均勻程度可以通過(guò)密度均勻散度和顆粒均勻散度被直觀的量化評(píng)估出來(lái)，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合滅火劑霧化后的顆粒度統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)以及圖像處理技術(shù)，在提升滅火劑霧化效果檢測(cè)效率的同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)滅火劑破碎霧化效果更為準(zhǔn)確的評(píng)估。

技術(shù)特征：

1.一種儲(chǔ)能艙內(nèi)滅火劑破碎霧化效果評(píng)估方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種儲(chǔ)能艙內(nèi)滅火劑破碎霧化效果評(píng)估方法，其特征在于，所述對(duì)采集到的多張泡沫發(fā)泡圖像進(jìn)行顆粒度統(tǒng)計(jì)獲得顆粒參考密度包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種儲(chǔ)能艙內(nèi)滅火劑破碎霧化效果評(píng)估方法，其特征在于，所述對(duì)各泡沫發(fā)泡圖像進(jìn)行均等尺寸劃分為對(duì)各泡沫發(fā)泡圖像進(jìn)行隨機(jī)二等分，所述基于所述均分圖像集和所述顆粒參考密度計(jì)算密度均勻散度包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種儲(chǔ)能艙內(nèi)滅火劑破碎霧化效果評(píng)估方法，其特征在于，所述依據(jù)所述泡沫發(fā)泡圖像的粒度分布圖統(tǒng)計(jì)每種粒度的數(shù)量占比權(quán)重以計(jì)算顆粒均勻散度包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種儲(chǔ)能艙內(nèi)滅火劑破碎霧化效果評(píng)估方法，其特征在于，所述基于所述占比權(quán)重計(jì)算泡沫發(fā)泡圖像的顆粒均勻度包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種儲(chǔ)能艙內(nèi)滅火劑破碎霧化效果評(píng)估方法，其特征在于，所述采集多張霧化圖像以獲取霧化覆蓋面積包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種儲(chǔ)能艙內(nèi)滅火劑破碎霧化效果評(píng)估方法，其特征在于，在構(gòu)建霧化評(píng)估指標(biāo)時(shí)還需要統(tǒng)計(jì)滅火劑破碎霧化時(shí)的霧化顆粒度，所述霧化評(píng)估指標(biāo)滿足關(guān)系式：

8.其中，表示第次評(píng)估滅火劑破碎霧化效果時(shí)的霧化評(píng)估指標(biāo)值，為第次評(píng)估滅火劑破碎霧化效果時(shí)的霧化覆蓋面積，為激活函數(shù)，用于輸出[0,1]區(qū)間的數(shù)值，為第次評(píng)估滅火劑破碎霧化效果時(shí)的霧化顆粒度，為第次評(píng)估滅火劑破碎霧化效果時(shí)的泡沫融合均勻度。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種儲(chǔ)能艙內(nèi)滅火劑破碎霧化效果評(píng)估方法，其特征在于，所述泡沫融合均勻度滿足關(guān)系式：

10.其中，表示第次評(píng)估滅火劑破碎霧化效果時(shí)的密度均勻散度，表示第次評(píng)估滅火劑破碎霧化效果時(shí)的顆粒均勻散度。

11.一種儲(chǔ)能艙內(nèi)滅火劑破碎霧化效果評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于，包括處理器和存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序指令，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序指令被所述處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的儲(chǔ)能艙內(nèi)滅火劑破碎霧化效果評(píng)估方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及滅火劑霧化評(píng)估領(lǐng)域，尤其涉及一種儲(chǔ)能艙內(nèi)滅火劑破碎霧化效果評(píng)估方法及系統(tǒng)，方法包括：對(duì)泡沫發(fā)泡圖像進(jìn)行顆粒度統(tǒng)計(jì)獲得顆粒參考密度，并對(duì)各泡沫發(fā)泡圖像進(jìn)行均等尺寸劃分以獲取密度均勻散度，計(jì)算顆粒均勻散度，采集多張霧化圖像以獲取霧化覆蓋面積，基于所述密度均勻散度、顆粒均勻散度計(jì)算泡沫融合均勻度，并基于所述融合均勻度和所述霧化覆蓋面積構(gòu)建霧化評(píng)估指標(biāo)以對(duì)泡沫的破碎霧化效果進(jìn)行評(píng)估。通過(guò)本發(fā)明的技術(shù)方案，能夠更為準(zhǔn)確的對(duì)滅火劑破碎霧化效果進(jìn)行量化評(píng)估。

技術(shù)研發(fā)人員：張永豐,王偉,孫蓉,郭東亮,楊君濤,何其澤,張磊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：應(yīng)急管理部上海消防研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19