[发明专利]分布式二维流体传感器

权利要求书

1.一种流体测量系统，用于测量管道长度沿线的运动流体，包括：

长形结构，所述长形结构沿其长度物理性地划分成多个采样节段，且所述长形结构位于所述管道中；

沿所述长形结构的长度设置的加热芯元件和分布式温度传感器，所述加热芯元件和所述分布式温度传感器的布置使得所述分布式温度传感器物理性地处于所述加热芯元件和所述长形结构的外表面之间，以感应所述加热芯元件向其环境的热损失，并且，所述加热芯元件和所述分布式温度传感器包裹在一种在所述加热芯元件和所述运动流体之间进行隔热的材料中；

一根或多根导线，其沿所述长形结构的长度设置，所述导线用于充当传输线；

至少一个高频脉冲发生器，用于沿所述长形结构的至少一个采样节段注入高频脉冲；以及

数据采集单元，用于记录沿所述分布式温度传感器的热损失，以及沿所述长形结构的每个采样节段的高频脉冲速率，以同时提供所述管道长度上的流体类型和速率的二维测量值。

2.根据权利要求 1 所述的流体测量系统，其特征在于，所述长形结构为电缆。

3.根据权利要求 1所述的流体测量系统，其特征在于，所述分布式温度传感器包括光纤分布式温度传感器。

4.根据权利要求1所述的流体测量系统，其特征在于，所述加热芯元件包括阻抗导线。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的流体测量系统，其特征在于，所述分布式温度传感器、加热芯和用作传输线的任何导线是螺旋盘绕的，以改变空间分辨率。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的流体测量系统，其特征在于，所述长形结构包括封装所述加热芯元件的绝缘层。

7.根据权利要求 6 所述的流体测量系统，其特征在于，所述分布式温度传感器嵌入所述绝缘层中。

8.根据权利要求 6 所述的流体测量系统，其特征在于，所述绝缘层周围有第二层，且所述分布式温度传感器嵌入所述第二层中。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的流体测量系统，其特征在于，所述系统进一步包括用于控制所述加热芯元件的加热的控制装置。

10.根据权利要求9所述的流体测量系统，其特征在于，所述控制装置与所述数据采集单元设在一起，从而可以在所述数据采集单元中处理加热数据。

11.根据权利要求1-4中任一项所述的流体测量系统，其特征在于，所述高频脉冲发生器提供具有快速上升时间的信号。

12.根据权利要求11所述的流体测量系统，其特征在于，所述信号选自以下集合：调制载波、脉冲流、脉冲序列和突发脉冲。

13.根据权利要求1所述的流体测量系统，其特征在于，所述导线具有多个作为采样节段的传播节段，且相邻的传播节段具有不同的特征阻抗。

14.根据权利要求1所述的流体测量系统，其特征在于，所述导线沿所述长形结构螺旋布置。

15.根据权利要求 13 或权利要求 14 所述的流体测量系统，其特征在于，所述数据采集单元将测得的热损失和高频信号响应速率与数学模型进行对比，以确定每个传播节段中的流体混合物。

16.根据权利要求13 - 14中任一项所述的流体测量系统，其特征在于，所述数据采集单元通过使用相邻节段的平均性质来诊释一个节段的响应。

17.根据权利要求13 - 14中任一项所述的流体测量系统，其特征在于，所述数据采集单元通过查看节段之间的增量变化来提供诊释。

18.根据权利要求1所述的流体测量系统，进一步包括安装在所述长形结构的任一端的测量电子装置。

19.根据权利要求13所述的流体测量系统，进一步包括安装在每个采样节段的每一端的测量电子装置。

20.根据权利要求 18 或权利要求19所述的流体测量系统，其特征在于，所述测量电子装置上装有所述数据采集单元。

21.根据权利要求 18 - 19 中任一项所述的流体测量系统，其特征在于，所述测量电子装置还包括信号发生器。