本發(fā)明一般地涉及滅火劑霧化評估，尤其涉及一種儲能艙內(nèi)滅火劑破碎霧化效果評估方法及系統(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，對于泡沫滅火系統(tǒng)來說，經(jīng)常需要對泡沫滅火介質(zhì)發(fā)泡劑、交聯(lián)劑、膠凝劑等多元組分進行混合發(fā)泡，而多元組分發(fā)泡的均勻性對泡沫成形后的霧化效果起到至關(guān)重要的作用。

2、目前，公開號為cn105758759a的專利文件公開了一種實驗室用三相泡沫滅火劑發(fā)泡效果檢測設(shè)備及其檢測方法，通過在發(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)置有檢測系統(tǒng)，用于盛放發(fā)泡好的泡沫并進行檢測；供液系統(tǒng)包括發(fā)泡漿液箱、過濾器、螺桿泵和霧化噴頭；過濾器的內(nèi)部設(shè)置有過濾網(wǎng)，在過濾網(wǎng)的前端的下方設(shè)置有排污閥，過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，過濾器的尾端通過噴水管連接有霧化噴頭，在霧化噴頭與過濾器之間設(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)進行檢測，但需要依托復(fù)雜的設(shè)備結(jié)構(gòu)，且該方法僅能針對滅火劑的發(fā)泡效果進行評估，無法在開展滅火劑噴射試驗的過程中針對更為直觀的滅火劑破碎霧化效果進行評估，尤其是無法結(jié)合滅火劑發(fā)泡效果和霧化效果進行綜合聯(lián)動評估。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決本發(fā)明的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種儲能艙內(nèi)滅火劑破碎霧化效果評估方法及系統(tǒng)，以在開展滅火劑噴射試驗的過程中對滅火劑破碎霧化效果進行準(zhǔn)確評估。

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

3、對采集到的多張泡沫發(fā)泡圖像進行顆粒度統(tǒng)計獲得顆粒參考密度；

4、對各泡沫發(fā)泡圖像進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)計每種粒度的數(shù)量占比權(quán)重以計算顆粒均勻散度；

6、對發(fā)泡后的泡沫進行破碎霧化，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)建霧化評估指標(biāo)以對泡沫的破碎霧化效果進行評估。

8、本發(fā)明通過均值計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)泡圖像計算出密度均勻散度來檢測泡沫發(fā)泡在各位置的密度是否均勻，同時依據(jù)每種粒度的數(shù)量占比權(quán)重獲得顆粒均勻散度，以用來檢測泡沫發(fā)泡的顆粒尺寸是否均勻，并在此基礎(chǔ)上計算泡沫融合均勻度，來與滅火劑破碎霧化后的覆蓋面積進行聯(lián)動，從而更為準(zhǔn)確的對滅火劑破碎霧化效果進行綜合評估。

9、在一個實施例中，所述對采集到的多張泡沫發(fā)泡圖像進行顆粒度統(tǒng)計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)對采集到的多張泡沫發(fā)泡圖像進行顆粒度統(tǒng)計；

11、計算每張泡沫發(fā)泡圖像對應(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、在一個實施例中，所述對各泡沫發(fā)泡圖像進行均等尺寸劃分為對各泡沫發(fā)泡圖像進行隨機二等分，所述基于所述均分圖像集和所述顆粒參考密度計算密度均勻散度包括：

13、計算經(jīng)過隨機二等分后各均分圖像對應(yīng)的顆粒密度；

14、以所述顆粒參考密度為平均數(shù)，計算各均分圖像對應(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、在一個實施例中，所述依據(jù)所述泡沫發(fā)泡圖像的粒度分布圖統(tǒng)計每種粒度的數(shù)量占比權(quán)重以計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)計各泡沫發(fā)泡圖像中每種粒度的數(shù)量；

17、計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應(yīng)粒度的數(shù)量占比權(quán)重；

19、基于所述占比權(quán)重計算泡沫發(fā)泡圖像的顆粒均勻度。

20、如此，可以統(tǒng)計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，通過結(jié)合數(shù)量占比權(quán)重可以更為真實準(zhǔn)確的反映出顆粒均勻散度。

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

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

23、計算所有泡沫顆粒度的方差得到顆粒均勻散度。

24、在一個實施例中，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行累加得到霧化覆蓋圖；

27、統(tǒng)計所述霧化覆蓋圖的連通域大小得到霧化覆蓋面積。

28、如此，可以通過簡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，實現(xiàn)實時準(zhǔn)確檢測，提高霧化覆蓋面積的獲取效率和準(zhǔn)確度。

29、在一個實施例中，在構(gòu)建霧化評估指標(biāo)時還需要統(tǒng)計滅火劑破碎霧化時的霧化顆粒度，所述霧化評估指標(biāo)滿足關(guān)系式：

30、

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

32、在一個實施例中，所述泡沫融合均勻度滿足關(guān)系式：

33、

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

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

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)泡圖像計算出密度均勻散度來檢測泡沫發(fā)泡在各位置的密度是否均勻，同時依據(jù)每種粒度的數(shù)量占比權(quán)重獲得顆粒均勻散度，以用來檢測泡沫發(fā)泡的顆粒尺寸是否均勻，并在此基礎(chǔ)上計算泡沫融合均勻度，來與滅火劑破碎霧化后的覆蓋面積進行聯(lián)動，從而更為準(zhǔn)確的對滅火劑破碎霧化效果進行綜合評估。

38、進一步地，泡沫的融合均勻程度可以通過密度均勻散度和顆粒均勻散度被直觀的量化評估出來，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合滅火劑霧化后的顆粒度統(tǒng)計數(shù)據(jù)以及圖像處理技術(shù)，在提升滅火劑霧化效果檢測效率的同時實現(xiàn)對滅火劑破碎霧化效果更為準(zhǔn)確的評估。

技術(shù)特征：

1.一種儲能艙內(nèi)滅火劑破碎霧化效果評估方法，其特征在于，包括：

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

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種儲能艙內(nèi)滅火劑破碎霧化效果評估方法，其特征在于，所述對各泡沫發(fā)泡圖像進行均等尺寸劃分為對各泡沫發(fā)泡圖像進行隨機二等分，所述基于所述均分圖像集和所述顆粒參考密度計算密度均勻散度包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種儲能艙內(nèi)滅火劑破碎霧化效果評估方法，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)計每種粒度的數(shù)量占比權(quán)重以計算顆粒均勻散度包括：

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

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

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

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

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

11.一種儲能艙內(nèi)滅火劑破碎霧化效果評估系統(tǒng)，其特征在于，包括處理器和存儲器，所述存儲器存儲有計算機程序指令，當(dāng)所述計算機程序指令被所述處理器執(zhí)行時實現(xiàn)根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的儲能艙內(nèi)滅火劑破碎霧化效果評估方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及滅火劑霧化評估領(lǐng)域，尤其涉及一種儲能艙內(nèi)滅火劑破碎霧化效果評估方法及系統(tǒng)，方法包括：對泡沫發(fā)泡圖像進行顆粒度統(tǒng)計獲得顆粒參考密度，并對各泡沫發(fā)泡圖像進行均等尺寸劃分以獲取密度均勻散度，計算顆粒均勻散度，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)建霧化評估指標(biāo)以對泡沫的破碎霧化效果進行評估。通過本發(fā)明的技術(shù)方案，能夠更為準(zhǔn)確的對滅火劑破碎霧化效果進行量化評估。

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