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龙图腾网获悉西南石油大学申请的专利井下环空流体中气液两相流含量电磁层析测量装置及方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN114965669B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-24发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210635129.4，技术领域涉及：G01N27/74；该发明授权井下环空流体中气液两相流含量电磁层析测量装置及方法是由葛亮;王思进;韦国晖;肖小汀;曾文;白洋;袁一萍;王静岚设计研发完成，并于2022-06-07向国家知识产权局提交的专利申请。

本井下环空流体中气液两相流含量电磁层析测量装置及方法在说明书摘要公布了：本发明提供了井下环空流体中气液两相流含量电磁层析测量装置及方法，包括激励发生模块、电磁传感器阵列、信号处理模块、磁屏蔽层、通道切换开关、FPGA处理器、仪器外壁、仪器内壁、图像重建及信息提取模块。前端FPGA处理器、后端FPGA处理器组成FPGA处理器。激励信号发生器、DA转化、滤波放大I、功率放大电路组成激励发生模块。数据采集单元、滤波放大Ⅱ、AD转化、信号解调组成信号处理模块。本发明实现对井下环空流道中气液含相率检测的电磁层析成像速度和质量的提高，实现对环空流道中气液两相流中含气率的提取与测量，对预防井下环空流道中发生溢流具有重要意义。

本发明授权井下环空流体中气液两相流含量电磁层析测量装置及方法在权利要求书中公布了：1.井下环空流体中气液两相流含量电磁层析测量方法，其特征在于，图像重建及信息提取模块具体处理方法为以下步骤： 步骤1.利用快速系数矩阵生成法改变磁导率变化单元的局部稀疏矩阵，将环空成像区域进行单元网格划分，当对环空流道区域进行气液相流检测时，成像区域的某些单元网格的磁导率会发生变化，其局部稀疏矩阵的元素会发生变化，从而生成新的总系数矩阵，局部稀疏矩阵的表达式如式1所示： 式中，e为单位系数矩阵，μ1、μ2相流变化的磁导率；Ni、Nj为单元形状函数，t为正整数； 步骤2.对图像的原始数据进行处理，处理方法是运用灵敏度矩阵降维算法进行处理，使电磁层析成像的图像边缘模糊度和残影得到改善，对应的灵敏度为： 式中，电流I为激励条件，检测线圈与激励线圈的矢量磁位分布分别为Aj与Ai，感应电压为V，τ为电导率，扰动体积为C，工作频率为W； 步骤3.对所检测的测量变化值和局部单元的灵敏度矩阵进行归一化处理，具体处理表达式为： U＝Sg3 式中，U为归一化后的测量值向量，S为归一化的灵敏度矩阵，g流体中物质电导率灰度值向量； 步骤4.通过图像的减法将电磁层析成像当中所存在的异常区域进行消除，随后进行图像的灰度处理； 步骤5.引入伽马校正算法对图像进行非线性色调编辑，检出图像信号中的深色部分和浅色部分，并使两者亮度差值增大，提高图像对比度效果，从而实现电磁层析成像当中模糊区域和残影的消除，伽马校正算法表达式为： FI＝Iγ4 式中，FI为图像输出值，I为图像输入值，γ为不同灰度图像的伽马值； 步骤6.通过图像的线性灰度变换将灰度范围进行线性的扩展或压缩，选择性地加强或降低特定灰度值范围内的对比度； 步骤7.使用Otsu算法进行图像二值化处理，最后得出相对清晰的图像，Otsu算法表达式为： σ2＝P1m1-M2+P2m2-M25 式中，σ为背景图像平均值，m1、m2为图像不同部分的灰度值，P1、P2不同部分的灰度值出现概率，M为全局的平均阈值，在得到有效的环空流道的成像区域图像后，先对环空截面中的气泡进行提取，通过形态学图像处理二维导数法Canny算子对图像当中层析气泡边界进行提取，实现气泡的高定位精度并同时抑制虚假边缘； 对成像截面气泡提取出来后，通过对环空截面含气率参数的获取，得出气液两相流中的含相率，通过腐蚀膨胀算法将提取的气泡边界进行处理，利用孔洞填充方法将气泡内部进行填充，将图像进行标定，标定后获得图像像素点和几何尺寸之间的对应关系，从而获取气泡的面积、周长、标准直径参数。

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