[发明专利]基于两相流压降噪音频谱分析的流型判别方法及其系统

权利要求书

1.一种基于两相流压降噪音频谱分析的流型判别方法，用于判别管道内两相流的流型，其特征在于，包括以下步骤：

分别采集管道测量段两端和液泵两端各自对应的连续压降时域信号；

对所述连续压降时域信号进行压降高频采样，得到压降时域图；

利用快速傅里叶变换将所述压降时域图变换为压降频谱图；

将管道测量段两端的压降频谱图与液泵两端的压降频谱图进行关联性判断，得出两相流的类别；如果管道测量段对应的压降频谱图与液泵两端对应的频谱图特征关联，则测量段内对应的工质流的流型为纯液相；所述特征关联具体为：在同一频率下，管道测量段两端与液泵两端对应的压降频谱图中都具有特征噪音；

如果管道测量段对应的压降频谱图与液泵两端对应的频谱图特征无关联，则该工质流的流型两相流，具体为塞状流、波状流、分层流或者环状流。

2.根据权利要求1所述的基于两相流压降噪音频谱分析的流型判别方法，其特征在于：

判别所述工质流的流型为塞状流、波状流、分层流或者环状流，具体是：

设置无量纲参数C_max和C_rms；

当C_max≥0.05时，则该工质流的流型为塞状流；

当C_max<0.05，C_rms<0.003时，则该工质流的环状流；

当C_max<0.05，C_rms≥0.003时，则该工质流为波状流或分层流；

其中，C_max为测量段两端的压降频谱图中低频最大幅值与压降直流分量的比值，并且低频的范围是(0,10)Hz；

C_rms为测量段两端的压降频谱图中噪音幅值的均方根与压降直流分量的比值，并且对应的频率范围是(30，50)Hz；

所述工质为R134a，并且管道的管径为2mm。

3.一种基于两相流压降噪音频谱分析系统，其特征在于，包括：

差压传感器，用于采集连续压降时域信号；

单片机，用于对所述连续压降时域信号进行压降高频采样，得到压降时域图；

中央处理器，用于对所述压降时域图进行快速傅里叶变换，得到压降频谱图并存储；

根据管道测量段两端的压降频谱图与液泵两端的压降频谱图进行关联性判断，得出两相流的类别。

4.根据权利要求3所述的基于两相流压降噪音频谱分析系统，其特征在于：

如果管道测量段两端对应的压降频谱图与液泵两端对应的频谱图特征关联，则测量段内对应的工质流的流型为纯液相；

如果管道测量段对应的压降频谱图与液泵两端对应的频谱图特征无关联，则该工质流为两相流，具体为塞状流、波状流、分层流或者环状流。

5.根据权利要求3所述的基于两相流压降噪音频谱分析系统，其特征在于：

判别所述工质流为塞状流、波状流、分层流或者环状流，具体是：

设置无量纲参数C_max和C_rms；

当C_max≥0.05时，则该工质流的流型为塞状流；

当C_max<0.05，C_rms<0.003时，则该工质流的流型环状流；

当C_max<0.05，C_rms≥0.003时，则该工质流的流型为波状流或分层流；

其中，C_max为测量段两端的压降频谱图中低频最大幅值与压降直流分量的比值，并且低频的范围是(0,10)Hz；

C_rms为测量段两端的压降频谱图中噪音幅值的均方根与压降直流分量的比值，并且对应的频率范围是(30，50)Hz；

所述工质为R134a，并且管道的管径为2mm。

6.根据权利要求4所述的基于两相流压降噪音频谱分析系统，其特征在于：

所述特征关联具体为：在同一频率下，管道测量段两端与液泵两端对应的压降频谱图中都具有特征噪音。