一种高温流体质量流量在线检测方法、装置及系统

技术领域

本发明主要涉及高温流体检测技术领域，特指一种高温流体质量流量在线检测方法、装置及系统。

背景技术

高温流体质量流量的精确测量是优化工业过程(如金属铸造)的基本要求之一。然而，熔炉处熔融流体质量流量的测量存在许多挑战，例如非常高的熔体温度以及不规则的流体几何形状。目前，熔融流体的质量流量是通过使用称重传感器实时测量熔融流体的总质量，但称重器难免会遭受到飞溅的高温熔融流体的损害，致使无法正常工作，维修和人力成本较高，不仅如此，熔融流体流入容器时会产生一定的冲击力，使得称重器测量结果精度较差。相较于接触式的称重方法，非接触式的测量方式具有测量稳定性好、维护成本低、使用周期长、安装方便等优势，为此，有必要发明一种非接触式流体流量测量方法、装置及系统，以实现工业过程中高温熔融流体质量流量非接触式检测。

检测对象为工业过程中高动态高速流动的高温熔融流体，而且检测现场存在不可避免的震动及大量且分布不均的粉尘等强干扰因素，精确检测高温熔融流体质量流速极具有挑战性。目前用于测量高温熔融流体质量流量的方法主要有两种：称重直接测量和雷达料位计。

雷达料位计：采用雷达料位计测量高温流体容器中液面高度，建立容器液位与其高温流体质量之间对应关系的数据库，实现高温流体重量的测量。然而，容器内壁会发生腐蚀或渣沉积，导致容器内空间变化，液面高度与高温流体质量之间的对应关系也发生变化，且雷达料位计各自安装高度以及测量误差不同，相同容器装有相同重量的高温流体，不同雷达料位计测量的液面高度不一，加之高温流体液面存在较大幅的晃动，使得雷达料位计测量误差较大，且测量稳定性差，综上，雷达料位计存在测量精度差、使用繁琐、可靠性较低，测量稳定性差、增大了人力工作强度等问题。

称重法(称重传感器)：在静态测量高温流体重量方面，称重方法测量精度高、稳定性较好，且校准方便，而在动态测量高温流体重量方面，称重传感器会受到高温流体流入容器冲击力、高温流体液面晃动、地面震动的影响，称重传感器必然会出现测量示值不稳定、测量误差偏大的问题，且在安装方面，安装称重传感器的施工量较大、施工成本高、施工时间长都是使用称重传感器的不利因素。综上，称重法(称重传感器)存在测量精度一般、安装难度大、维修成本高、故障率高等问题。

专利公开号CN201210283734.6发明专利是自动称量浇注容器内铁水重量的装置，该专利发明了一种简便的自动称量浇注勺内铁水重量的装置,将铁水倒入浇注容器内,可实现自动称量浇注容器内铁水的重量,方便工人操作。

专利公开号CN201210068857.8发明专利是用于鱼雷罐车中铁水液位和流速的监测装置，该专利设计了一种用于鱼雷罐车铁水液位和流速的监测装置,包括有置于鱼雷罐车转向架的基础制动装置和摇枕之间的间隙处的压电传感装置，能用于高温、粉尘等恶劣环境，易于安装、检修，且不破坏原有鱼雷罐车结构。

以上两个专利均采用称重传感器直接测量容器及铁水总重量，当高动态的铁水流入铁水容器中时，冲击力及铁水液面晃动会导致测量误差增大，同时在实际运行环境中会存在雨水和粉尘的侵蚀，极大提升了仪器的使用故障率。

发明内容

本发明提供的高温流体质量流量在线检测方法、装置及系统，解决了现有高温流体质量流量检测精度低的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提出的高温流体质量流量在线检测方法包括：

同步采集高温流体正方向的正面图像和侧方向的侧面图像，正方向和侧方向正交；

对正面图像和侧面图像进行图像处理，获得与正面图像对应的第一感兴趣区域和与侧面图像对应的第二感兴趣区域，并根据第二感兴趣区域获得高温流体截面积；

根据侧面图像，提取高温流体流线，并根据高温流体流线，建立沿高温流体流线的先验流速分布；

根据先验流速分布，利用互相关法建立第一感兴趣区域的位移场；

根据高温流体截面积和第一感兴趣区域的位移场，获得高温流体质量流量。

进一步地，根据高温流体流线，建立沿高温流体流线的先验流速分布包括：

根据高温流体流线，计算高温流体流线的出口处的初速度；

根据高温流体流线和初速度，建立沿高温流体流线的先验流速分布。

进一步地，先验流速分布的计算公式具体为：

V(x,y)＝(V cosβ,V sinβ)，

其中V(x,y)表示先验流速分布，V表示先验流速分布大小，且

进一步地，根据先验流速分布，利用互相关法建立第一感兴趣区域的位移场包括：

以第一感兴趣区域内的非零像素点作为参考窗口的质心，获得参考窗口的像素子集；

根据先验流速分布确定参考窗口的质心的位移向量，并以参考窗口的质心为起始点，获得第一感兴趣区域内参考窗口的搜索方向，建立矩形搜索区域；

根据矩形搜索区域，获得搜索窗口的像素子集；

计算参考窗口的像素子集与搜索窗口的像素子集的互相关值，获得相关强度图；

根据相关强度图，建立第一感兴趣区域的位移场。

进一步地，根据相关强度图，建立第一感兴趣区域的位移场包括：

以相关强度图的峰值点为中心，在预设区域内进行二次曲面拟合，并根据二次曲面的峰值点获得最佳亚像素级匹配点；

根据最佳亚像素级匹配点，建立第一感兴趣区域的位移场；

对第一感兴趣区域的位移场进行异常位移值滤除，获得有效位移场，并将有效位移场作为第一感兴趣区域的位移场。

进一步地，对第一感兴趣区域的位移场进行异常位移值滤除，获得有效位移场包括：

计算第一感兴趣区域的位移场在预设窗口中的位移向量的均值和标准偏差；

逐一判断第一感兴趣区域中每一个像素点在预设窗口中的位移向量与均值之差是否小于标准偏差，若是则被认定为合理值，反之则认定为异常值，并记录每一个像素点被扫描次数及被判定为异常值的次数；

根据每一个像素点被扫描次数及被判定为异常值的次数的比率，滤除异常位移值，从而获得有效位移场。

进一步地，根据高温流体截面积和第一感兴趣区域的位移场，获得高温流体质量流量包括：

根据第一感兴趣区域的位移场，获得第一感兴趣区域的质心在垂直方向的位移向量；

根据高温流体流线，计算第一感兴趣区域的质心的切线；

根据第一感兴趣区域的质心在垂直方向的位移向量以及第一感兴趣区域的质心的切线，计算第一感兴趣区域的质心沿切线方向的位移向量；

根据第一感兴趣区域的质心沿切线方向的位移向量，计算第一感兴趣区域的质心沿切线方向的实际流速；

根据第一感兴趣区域的质心沿切线方向的实际流速、高温流体截面积以及高温流体的密度，获得高温流体的质量流量。

进一步地，同步采集高温流体正方向的正面图像和侧方向的侧面图像具体为：

通过正面相机采集与高温流体正方向对应的正面图像，同时通过侧面相机采集与高温流体侧方向对应的侧面图像，正面相机安装位置和侧面相机的安装位置正交。

本发明提供的高温流体质量流量在线检测装置包括：正面相机、侧面相机、图像处理模块、与所述图像处理模块依次连接的先验流速分布获取模块、位移场获取模块以及高温流体质量流量获取模块，其中：

所述正面相机，用于采集高温流体正方向的正面图像，所述侧面相机用于采集高温流体侧方向的侧面图像，且所述正方向和侧方向正交，所述正面相机的安装位置和侧面相机的安装位置正交；

所述图像处理模块，用于对所述正面图像和侧面图像进行图像处理，获得与所述正面图像对应的第一感兴趣区域和与所述侧面图像对应的第二感兴趣区域，并根据所述第二感兴趣区域获得高温流体截面积；

所述先验流速分布获取模块，用于根据所述侧面图像，提取高温流体流线，并根据所述高温流体流线，建立沿所述高温流体流线的先验流速分布；

所述位移场获取模块，用于根据所述先验流速分布，利用互相关法建立第一感兴趣区域的位移场；

所述高温流体质量流量获取模块，用于根据所述高温流体截面积和第一感兴趣区域的位移场，获得高温流体质量流量。

本发明提供的高温流体质量流量在线检测系统包括：

存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现本发明提供的高温流体质量流量在线检测方法的步骤。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明提供的高温流体质量流量在线检测方法、装置及系统，通过同步采集高温流体正方向的正面图像和侧方向的侧面图像，正方向和侧方向正交，对正面图像和侧面图像进行图像处理，获得与正面图像对应的第一感兴趣区域和与侧面图像对应的第二感兴趣区域，并根据第二感兴趣区域获得高温流体截面积，根据侧面图像，提取高温流体流线，并根据高温流体流线，建立沿高温流体流线的先验流速分布，根据先验流速分布，利用互相关法建立第一感兴趣区域的位移场以及根据高温流体截面积和第一感兴趣区域的位移场，获得高温流体质量流量，解决了现有高温流体质量流量检测精度低的技术问题，通过同步采集高温流体正方向和侧方向的图像，实时计算高温流体每一点的截面积，同时，通过正交方向采集的正面图像和侧面图像协同获取高温流体上感兴趣区域的流速及截面积，从而实现高温流体质量流量的实时精确测量。

附图说明

图1为本发明实施例一的高温流体质量流量在线检测方法的流程图；

图2为本发明实施例二的高温流体质量流量在线检测方法的流程图；

图3为本发明实施例二的双相机获取的高温流体示意图；

图4为本发明实施例二的双相机的安装及现场示意图的侧视图；

图5为本发明实施例二的双相机的安装及现场示意图的俯视图；

图6为本发明实施例的高温流体质量流量在线检测装置的结构框图；

图7为本发明实施例的高温流体质量流量在线检测系统的结构框图。

附图标记：

10、正面相机；20、侧面相机；30、图像处理模块；40、先验流速分布获取模块；50、位移场获取模块；60、高温流体质量流量获取模块；100、存储器；200、处理器。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例一

参照图1，本发明实施例一提供的高温流体质量流量在线检测方法，包括：

步骤S101，同步采集高温流体正方向的正面图像和侧方向的侧面图像，正方向和侧方向正交；

步骤S102，对正面图像和侧面图像进行图像处理，获得与正面图像对应的第一感兴趣区域和与侧面图像对应的第二感兴趣区域，并根据第二感兴趣区域获得高温流体截面积；

步骤S103，根据侧面图像，提取高温流体流线，并根据高温流体流线，建立沿高温流体流线的先验流速分布；

步骤S104，根据先验流速分布，利用互相关法建立第一感兴趣区域的位移场；

步骤S105，根据高温流体截面积和第一感兴趣区域的位移场，获得高温流体质量流量。

本发明实施例提供的高温流体质量流量在线检测方法，通过同步采集高温流体正方向的正面图像和侧方向的侧面图像，正方向和侧方向正交，对正面图像和侧面图像进行图像处理，获得与正面图像对应的第一感兴趣区域和与侧面图像对应的第二感兴趣区域，并根据第二感兴趣区域获得高温流体截面积，根据侧面图像，提取高温流体流线，并根据高温流体流线，建立沿高温流体流线的先验流速分布，根据先验流速分布，利用互相关法建立第一感兴趣区域的位移场以及根据高温流体截面积和第一感兴趣区域的位移场，获得高温流体质量流量，解决了现有高温流体质量流量检测精度低的技术问题，通过同步采集高温流体正方向和侧方向的图像，实时计算高温流体每一点的截面积，同时，通过正交方向采集的正面图像和侧面图像协同获取高温流体上感兴趣区域的流速及截面积，从而实现高温流体质量流量的实时精确测量。

具体地，本发明实施例提供的基于双相机协同的高温流体质量流量检测方法，通过双相机实时采集高温流体的图像，动态提取正面图像序列中的感兴趣高温流体区域，并在侧面图像中提取高温流体出流的流线，基于高温流体流线确定沿高温流体流线的先验流速分布，通过先验流速分布提高在感兴趣高温流体区域重建位移场的速度和精度，非侵入式获取感兴趣区域内高温流体出流的流速，通过实时获取高温流体的截面积，从而实现对具有高温、高速、高光的熔融流体的流量检测过程。该方法具有高精确性，强稳定性，长周期性，适用于高温或过高温的高速流动的流体，投资成本少等优点。

实施例二

参照图2，本发明实施例二提供的高温流体质量流量在线检测方法，包括：

步骤S201，同步采集高温流体正方向的正面图像和侧方向的侧面图像，正方向和侧方向正交。

具体地，本实施例通过正面相机采集与高温流体正方向对应的正面图像，同时通过侧面相机采集与高温流体侧方向对应的侧面图像，且正面相机安装位置和侧面相机的安装位置正交。本实施例采集正面图像和侧面图像时，首先确定工业双相机(即正面相机和侧面相机)的选型，在现场安装固定工业双相机并进行相机标定，具体包括：

(1)、在安装在高温流体正面相机的选型上，为满足测速需求，最主要是相机具有足够高的帧率，以保证获取铁水流动的细节；在侧面相机的选型上，要具有足够的分辨率在图像上提供更多的高温流体边缘细节信息，并且双相机具有减光滤光和抗尘抗噪的功能，以保证在复杂恶劣的现场长期稳定运行的要求，为此，双相机一个选择高速相机，另一个选择普通的相机。

(2)、高温流体向外散发强烈的光和热辐射，周围伴有大量的粉尘及强烈的震动，为减少恶劣的检测环境对工业相机的影响，对工业相机安装的防护装置，隔绝外部剧烈的热辐射和大量的粉尘，以保证相机正常工作。

(3)、采用尺寸已知的明显标志物放置于双相机的视场中，分别记录双相机该标志物在图像上的像素尺寸，实现像素坐标系到世界坐标系的标定对应。

步骤S202，对正面图像和侧面图像进行图像处理，获得与正面图像对应的第一感兴趣区域和与侧面图像对应的第二感兴趣区域，并根据第二感兴趣区域获得高温流体截面积。

具体地，双相机每一秒采集了大量的帧图像数据，实时处理图像数据必然导致大量的CPU消耗，引起在线分析的长延迟，而在实际中高温流体通常在图像中占据比较小的区域，存在大量的冗余信息，因此，减少图像数据对提升系统的处理速度是很必要的，而提取出高温流体感兴趣区域是在不破坏图像细节的前提下快速有效的办法。为了准确提取出正面图像和侧面图像中最优高温流体区域，其步骤如下

Step1：将双相机的两个视频流分别引入两个线程处理，并提取视频流的第一帧图像；

Step2：为了提高图像分割的效率，通过大津法对图像进行分割；

Step3：根据分割后的二值图像，确定出高温流体的流动区域，即高温流体感兴趣区域；

Step4：分别在两个线程中将两个视频流提取出高温流体的感兴趣区域。

本实施例提取出与正面图像对应的第一感兴趣区域和与侧面图像对应的第二感兴趣区域后，利用Canny算子提取出正面图像和侧面图像高温流体的边缘，并计算一秒钟内所有第一和第二感兴趣区域的平均高温流体宽度；

假设高温流体的截面为椭圆，正面图像和侧面图像的高温流体平均宽度为椭圆的长短轴，那么可获取高温流体在感兴趣区域的平均截面积。

步骤S203，根据侧面图像，提取高温流体流线，并根据高温流体流线，计算高温流体流线的出口处的初速度。

具体地，在侧面图像中，基于大津法提取了高温流体侧面的二值图像，采用图像骨架提取算法提取高温流体的中心线，并在一秒钟所有的侧面图像中提取所有的中心线，随后对中心线取平均值，得到高温流体侧面的流线。

考虑到高温流体在重力的影响下自由下落，其运动轨迹近似于抛物线，为此，基于抛物运动规律和高温流体侧面流线可直接计算高温流体出口处的初速度。具体流程如下

首先，如图3所示，基于抛物运动规律可计算理论流线，表达式为

步骤S204，根据高温流体流线和初速度，建立沿高温流体流线的先验流速分布。

具体地，基于高温流体流线及出口处的初速度，只考虑重力影响的情况下，获取沿高温流体流线的先验流速分布。

基于出口处高温流体的初速度，那么沿高温流体流线的先验流速分布大小可写为

步骤S205，以第一感兴趣区域内的非零像素点作为参考窗口的质心，获得参考窗口的像素子集。

步骤S206，根据先验流速分布确定参考窗口的质心的位移向量，并以参考窗口的质心为起始点，获得第一感兴趣区域内参考窗口的搜索方向，建立矩形搜索区域，并根据矩形搜索区域，获得搜索窗口的像素子集。

具体地，本实施例基于先验流速分布确定参考窗口质心的位移向量，并以参考窗口质心(x′,y′)为起始点，确定第一感兴趣区域内参考窗口的搜索方向，建立矩形搜索区域，其搜索区域质心为(x′,y′+V sinβ)，长宽分别为3和2*Vδsinβ+1，δ表示先验流速分布的不确定度，一般设定为0.7。

步骤S207，计算参考窗口的像素子集与搜索窗口的像素子集的互相关值，获得相关强度图，并根据相关强度图，建立第一感兴趣区域的位移场。

具体地，本实施例计算参考窗口的像素子集与搜索窗口的像素子集的互相关值具体过程为：在正面图像中，在高温流体感兴趣区域上的非零像素点作为参考窗口的质心，参考窗口的大小为15*15，提取出参考窗口的像素子集，与较大区域搜索窗口中的像素子集比较，在搜索窗口中绘制相关强度图的工作流程通常为：让参考窗口在搜索窗口内逐像素移动，通过下式计算参考窗口的像素子集和重叠像素子集之间的相似度(归一化相关系数)，参考窗口中心点在搜索窗口中所经过的位置都产生一个相关强度值。

这里Cov(R,O)为参考窗口像素子集与重叠像素子集的协方差，D(R)和D(O)分别为参考窗口像素子集与重叠像素子集的方差。将公式应用在频域中，使用快速傅立叶变换(FFT)可极大地提高处理速度。

此外，本实施例根据相关强度图，建立第一感兴趣区域的位移场包括：

步骤S2071，以相关强度图的峰值点为中心，在预设区域内进行二次曲面拟合，并根据二次曲面的峰值点获得最佳亚像素级匹配点；

步骤S2072，根据最佳亚像素级匹配点，建立第一感兴趣区域的位移场；

步骤S2073，对第一感兴趣区域的位移场进行异常位移值滤除，获得有效位移场，并将有效位移场作为第一感兴趣区域的位移场。

且本实施例对第一感兴趣区域的位移场进行异常位移值滤除，获得有效位移场包括计算第一感兴趣区域的位移场在预设窗口中的位移向量的均值和标准偏差，逐一判断第一感兴趣区域中每一个像素点在预设窗口中的位移向量与均值之差是否小于标准偏差，若是则被认定为合理值，反之则认定为异常值，并记录每一个像素点被扫描次数及被判定为异常值的次数，以及根据每一个像素点被扫描次数及被判定为异常值的次数的比率，滤除异常位移值，从而获得有效位移场。

具体地，为了约束搜索范围，提高搜索匹配精度和速度，基于沿高温流体流线的先验流速分布，指定感兴趣区域内的搜索方向，并以该位移向量指向的像素点为中心，建立方形的搜索区域，此区域中每个像素作为搜索子集的中心并计算搜索子集与参考子集的互相关值，在搜索区域中确定出相关强度峰，以提高搜索的速度及精度。

为了进一步提高互相关法的精度，以相关强度图中的峰值点为中心，在3*3区域内进行二次曲面拟合。二次曲面的峰值点为最佳亚像素级匹配点。

在整个搜索匹配过程结束后，形成了感兴趣区域的位移场，然而，在整个位移场中存在大量的异常位移值，为此，基于运动平滑假设在铁水可信区域应用局部邻域统计滤波以尽可能多的滤除异常位移值，其整个流程如下：

Step1：分别计算感兴趣区域中5×5窗口上位移向量的均值和标准偏差；

Step2：当窗口的位移向量与均值之差小于标准偏差，则被认定为合理值，反之则是异常值；

Step3：在感兴趣区域内逐点完成Step2，并记录单个像素点被扫描次数S(x)及被判定为异常值的次数S

Step4：Step3结束后，采用简单的传统比率检验滤除异常位移向量，满足条件S

步骤S208，根据高温流体截面积和第一感兴趣区域的位移场，获得高温流体质量流量。

本实施例根据高温流体截面积和第一感兴趣区域的位移场，获得高温流体质量流量包括：

步骤S2081，根据第一感兴趣区域的位移场，获得第一感兴趣区域的质心在垂直方向的位移向量；

步骤S2082，根据高温流体流线，计算第一感兴趣区域的质心的切线；

步骤S2083，根据第一感兴趣区域的质心在垂直方向的位移向量以及第一感兴趣区域的质心的切线，计算第一感兴趣区域的质心沿切线方向的位移向量；

步骤S2084，根据第一感兴趣区域的质心沿切线方向的位移向量，计算第一感兴趣区域的质心沿切线方向的实际流速；

步骤S2085，根据第一感兴趣区域的质心沿切线方向的实际流速、高温流体截面积以及高温流体的密度，获得高温流体的质量流量。

具体地，本实施例首先计算正面图像高温流体感兴趣区域中剩余位移向量，即有效位移场中的位移向量的平均值，其作为感兴趣区域质心的位移向量；依据侧面图像获得的流线计算感兴趣区域质心位置的切线，那么利用质心垂直方向的位移即可计算出质心沿切线方向的位移向量；利用标定操作将世界坐标系与图像坐标系直接联系起来，计算感兴趣区域质心沿切线方向的实际流速；基于高温流体截面积及高温流体的密度，可实时计算高温流体的质量流量，在一段时间内，可精确计算流入容器高温流体的质量。

本发明实施例提供的高温流体质量流量在线检测方法，通过同步采集高温流体正方向的正面图像和侧方向的侧面图像，正方向和侧方向正交，对正面图像和侧面图像进行图像处理，获得与正面图像对应的第一感兴趣区域和与侧面图像对应的第二感兴趣区域，并根据第二感兴趣区域获得高温流体截面积，根据侧面图像，提取高温流体流线，并根据高温流体流线，建立沿高温流体流线的先验流速分布，根据先验流速分布，利用互相关法建立第一感兴趣区域的位移场以及根据高温流体截面积和第一感兴趣区域的位移场，获得高温流体质量流量，解决了现有高温流体质量流量检测精度低的技术问题，通过同步采集高温流体正方向和侧方向的图像，实时计算高温流体每一点的截面积，同时，通过正交方向采集的正面图像和侧面图像协同获取高温流体上感兴趣区域的流速及截面积，从而实现高温流体质量流量的实时精确测量。

实施例三

结合附图4和附图5对本发明具体实施方案情况进一步说明，本发明应用于国内某2650m

(1)、根据双相机的安装参数及现场数据，对相机进行标定，确定图像坐标系与世界坐标系之间的关系；

(2)、提取双相机采集的铁水帧图像，利用大津法动态分割出铁水流出的感兴趣区域；

(3)、利用Canny算子获取铁水正面和侧面的边缘曲线，并计算铁水流的截面积；

(4)、利用侧面图像提取铁水出流的流线，基于抛物运动规律，并计算铁水从摆动流嘴流出的初速度，并建立沿铁水流线的先验流速分布；

(5)、通过正面图像的铁水表面特征和先验流速分布，加速计算感兴趣区域内铁水垂直方向的平均流速；

(6)、基于侧面图像获取的铁水流线和正面图像铁水感兴趣区域的位移场，协同联合确定铁水的质量流速，从而实现铁水质量的实时测量。

如图6所示，本实施例提供的用于实现上述高温流体质量流量在线检测方法的装置，装置包括正面相机10、侧面相机20、图像处理模块30、与图像处理模块30依次连接的先验流速分布获取模块40、位移场获取模块50以及高温流体质量流量获取模块60，其中：

正面相机10，用于采集高温流体正方向的正面图像，侧面相机20用于采集高温流体侧方向的侧面图像，且正方向和侧方向正交，正面相机10的安装位置和侧面相机20的安装位置正交；

图像处理模块30，用于对正面图像和侧面图像进行图像处理，获得与正面图像对应的第一感兴趣区域和与侧面图像对应的第二感兴趣区域，并根据第二感兴趣区域获得高温流体截面积；

先验流速分布获取模块40，用于根据侧面图像，提取高温流体流线，并根据高温流体流线，建立沿高温流体流线的先验流速分布；

位移场获取模块50，用于根据先验流速分布，利用互相关法建立第一感兴趣区域的位移场；

高温流体质量流量获取模块60，用于根据高温流体截面积和第一感兴趣区域的位移场，获得高温流体质量流量。

本实施例的高温流体质量流量在线检测装置的具体工作过程和工作原理可参照本实施例中的高温流体质量流量在线检测方法的工作过程和工作原理。

本发明实施例提供的高温流体质量流量在线检测装置，通过同步采集高温流体正方向的正面图像和侧方向的侧面图像，正方向和侧方向正交，对正面图像和侧面图像进行图像处理，获得与正面图像对应的第一感兴趣区域和与侧面图像对应的第二感兴趣区域，并根据第二感兴趣区域获得高温流体截面积，根据侧面图像，提取高温流体流线，并根据高温流体流线，建立沿高温流体流线的先验流速分布，根据先验流速分布，利用互相关法建立第一感兴趣区域的位移场以及根据高温流体截面积和第一感兴趣区域的位移场，获得高温流体质量流量，解决了现有高温流体质量流量检测精度低的技术问题，通过同步采集高温流体正方向和侧方向的图像，实时计算高温流体每一点的截面积，同时，通过正交方向采集的正面图像和侧面图像协同获取高温流体上感兴趣区域的流速及截面积，从而实现高温流体质量流量的实时精确测量。

具体地，本发明实施例提供的基于双相机协同的高温流体质量流量检测装置，通过双相机实时采集高温流体的图像，动态提取正面图像序列中的感兴趣高温流体区域，并在侧面图像中提取高温流体出流的流线，基于高温流体流线确定沿高温流体流线的先验流速分布，通过先验流速分布提高在感兴趣高温流体区域重建位移场的速度和精度，非侵入式获取感兴趣区域内高温流体出流的流速，通过实时获取高温流体的截面积，从而实现对具有高温、高速、高光的熔融流体的流量检测过程。该方法具有高精确性，强稳定性，长周期性，适用于高温或过高温的高速流动的流体，投资成本少等优点。

本发明实施例的目的在于：(1)、提供一种基于正交方向采集的高温流体图像协同获取高温流体质量流速的方法；(2)、提供一种基于沿高温流体流线确定先验流速分布以提高匹配搜索速度和精度的方法；(3)、提供一种基于双相机的高温流体质量流量测量装置，包括双相机安装、保护、标定及选型。

参照图7，本发明实施例提出的高温流体质量流量在线检测系统，包括：

存储器100、处理器200以及存储在存储器100上并可在处理器200上运行的计算机程序，其中，处理器200执行计算机程序时实现本实施例提出的高温流体质量流量在线检测方法的步骤。

本实施例的高温流体质量流量在线检测系统的具体工作过程和工作原理可参照本实施例中的高温流体质量流量在线检测方法的工作过程和工作原理。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。