[发明专利]同轴电导传感器、油水两相流含油率测量系统和测量方法

权利要求书

1.一种用于油水两相流含油率检测的同轴电导传感器，包括呈同轴的环形外电极、内电极和两个保护电极；两个保护电极分别固定在内电极的两端，它们与内电极之间设置有绝缘垫片，两个保护电极和内电极的半径相等。

2.根据权利要求1所述的用于油水两相流含油率检测的同轴电导传感器，由内电极、两个保护电极和两个绝缘垫片构成同轴结构的内部电极组件，该内部电极组件的轴向长度与外电极的轴向长度相等。

3.根据权利1或2所述的传感器，所述的同轴电导传感器，在使用时，固定在垂直上升或垂直下降管道。

4.一种油水两相流含油率测量系统，包括传感器，激励模块、测量模块、采集模块、解调模块和计算单元，其特征在于，所述的传感器为同轴电导传感器，包括同轴的环形外电极、内电极和两个保护电极；两个保护电极分别固定在内电极的两端，它们与内电极之间设置有绝缘垫片，两个保护电极与内电极的半径相等并与其同电势，激励模块生成正弦激励信号和两个相位差为90°的参考信号，两个参考信号被送入解调模块，激励信号被加载在作为激励电极的内电极或外电极上，作为检测电极的内电极的输出信号依次经过测量模块和解调模块后，得到实部信号，再经过采集模块被送入计算单元，由计算单元根据采集的实部信号计算油水两相流含油率。

5.根据权利要求4所油水两相流含油率测量系统，其特征在于，所述的传感器，由内电极、两个保护电极和两个绝缘垫片构成同轴结构的内部电极组件，该内部电极组件的轴向长度与外电极的轴向长度相等。

6.根据权利要求4所述的测量系统，其特征在于，所述的外电极作为激励电极，两个保护电极接地，内电极作为检测电极。

7.根据权利要求4所述的测量系统，其特征在于，外电极接地，两个保护电极接激励信号，内电极既作为激励电极，也同时作为检测电极。

8.根据权利要求4所述的测量系统，其特征在于，计算单元根据该测量系统的解调模块输出的实部信号，计算被测油水两相流等效阻容并联电路的并联电阻值，然后利用Maxwell模型计算油水两相流含油率，如果测得的含油率大于50％，再利用Bruggeman模型计算含油率，利用两个模型的计算结果平均值进行修正，得到油水两相流含油率大于50％时的测量值。

9.一种采用权利要求4所述的油水两相流含油率测量系统实现的测量方法，包括下列步骤：

(1)由激励模块生成正弦激励信号和两个相位差为90°的参考信号；

(2)对激励电极施加正弦激励信号，将两路参考信号送入解调模块；

(3)对检测电极的输出信号经测量模块后与参考信号进行解调得到实部信号；

(4)根据实部信号计算油水两相流含油率。

10.根据权利要求9所述的测量方法，其特征在于，步骤4包括：

(1)利用测量得到的实部信号计算被测油水两相流的电阻值，进而得到其电导率；

(2)利用Maxwell模型计算油水两相流含油率；

(3)如果计算的含油率大于50％，再利用Bruggeman模型计算含油率，利用两个模型的计算结果平均值进行修正，得到油水两相流含油率大于50％时的测量值。