[发明专利]一种气液两相流测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及物理测量装置，具体地说是一种用于检测气液两相流的测量装置。

背景技术

气液两相流动现象广泛存在与自然界与工业过程中。气液相流流动参数的准确测量无论是在实验研究还是在工业生产中都具有十分重要的意义。由于气液相流流型复杂，因此多年来，人们在这方面进行了大量的研究工作，同时也提出了许多种测量方法。目前气液相流的流动测量方法大致分为两种，即总流量测量法和相含率连续在线检测方法。其中总流量测量法大都是针对孔板和文丘里管、内锥流量计进行改进，以期通过改变流通面积实现节流计量。如CN 101802562A公开了一种夹紧式超声波气体流量计和用于测量液相流动特性的脉冲多普勒传感器或射频(RF)/微波电磁(EM)传感器，传感器的组合可对分层流或类似条件下的多相流进行测量；CN 101363745A公开了一种多相流计量方法及多相流质量流量计，由差压变送器检测孔板流量计的两个差压值，超声多普勒流量计测得体积流量，经过二次仪表计算气液比和含水率及各相流量；CN 2293799Y公开了一种利用双文丘里管、温度和压力传感器测量油气水三相流量的装置；CN 1259657A公开了一种可实现多相流量在线测量的方法及其装置，包括倒U型管、文丘里管、差压传感器和导热元件，通过测量总体流量、压力差、油气水比率测量各相流量就都是针对孔板和文丘里管，内锥流量计等进行的。这种方式存在的问题是流量计压损较大，节流件对气液两相流动干扰较大，差压信号波动性大，稳定性差，因而导致气液两相流测量模型的重复性较差，适用范围有限；相含率连续在线检测方法包括有射线法、介电法。其中射线法因其具有辐射作用而受限，介电法所采用的设备(主要为电容传感器)因其结构简单、开发成本低、容易实现，所以受到人们的普遍关注。不过大量的研究表明，用于多相流测量的电容传感器易受流体流型的影响，从而其检测数据的稳定性、重复性较差。因此如何能够克服气液两相流流型对管道内介质介电常数的影响，成为已成为人们研究的重点。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种能够克服气液两相流流型影响、测量准确性高、稳定性好的气液两相流测量装置。

本发明的目的通过以下技术方案得以实现：

本发明所提供的气液两相流测量装置，包括有介质流通管、压差变送器、数据采集单元、数据处理器。介质流通管中串接有流量传感器、电容传感器。其中流量传感器的结构设计为：在介质流通管内设有变径管，在该变径管的大口径管与小口径管的管壁上分别设有测压孔，与该测压孔同一截面的介质流通管的管壁上开有对应测压孔，差压变送器通过测压孔与流量传感器、介质流通管相连接，同时通过信号输出端与数据采集单元、数据处理器相连接；在所述的电容传感器上并联有阻抗测试仪和微波发射测试仪；阻抗测试仪和微波发射测试仪通过信号输出端与数据采集单元、数据处理器相连接。

本发明所设计的气液两相流测量装置具有以下有益效果：

(1)本发明装置可在气液两相流不分离的情况下同时对气液两相流的流量以及流相含率进行测定，从而以一种简便的方式实现了气液两相流量与相含率的准确测量。

(2)流量传感器的特别设计，不仅克服了流型干扰，提高了测量方法的稳定性和准确性，同时也扩大了测量范围。更具体地说，流量传感器中变径管的设计使得气液两相流在流经介质流通管时可在不改变流通面积的状况下获得差压，其压损小、信号大、同时提高了灵敏度；所述的流量传感器在介质流通中的同一截面设置测压孔，因此消除了摩擦阻力对介质流动数据的影响，解决了现有技术在竖直管道上应用差压流量传感器所存在的引压问题；介质流通管与变径管所构成的内外管结构，加强了测量时对气液两相流动的轴向约束，因此减少了气液两相流动过程中的径向干扰，提高了传感器的稳定性及重复性。

(3)在所述的同轴微波电容传感器上并联有阻抗测试仪和微波发射测试仪，由此在同一电容传感器上创建了双测量模型，随后再通过数据处理器的处理，从而获得更为客观准确的测定结果。

附图说明

图1是本发明装置的结构示意图。

图2是本发明装置中的数据处理器的软件功能框图。

以下结合附图对本发明装置及其工作过程作进一步的详述。

具体实施方式