[发明专利]单源射线测定多相流相分率的方法

权利要求书

1.一种单源射线测定多相流相分率的方法，其特征在于按以下步骤进行：

步骤一、使高能级单源γ射线同时射向散射材料和金属靶材；散射材料对高能级单源γ射线进行康普顿散射，得到低能级γ射线；金属靶材受高能级单源γ射线轰击辐射出X射线；

步骤二、对低能级γ射线和X射线进行准直，再分别沿同一方向射向多相流体通道；

步骤三、接收通过多相流体通道后的低能级γ射线和X射线，测定数据，并按以下公式计算多相流中油、气、水的相分率α₁、α₂、α₃：

式1：

式2：

式3：

式中：

N_x(e₁)和N_x(e₂)分别为能级为e₁和e₂的射线穿过内部流动状态下多相流体通道后的计数率；

N₀(e₁)和N₀(e₂)分别为能级为e₁和e₂的射线穿过空的多相流体通道后的计数率；

μ_i(e₁)和μ_i(e₂)分别为能级为e₁和e₂的射线下，多相流体中油、气、水三相的线性吸收系数；

α_i为油、气、水三相的相分率；

D为射线穿过被测物的路径的长度；

所述高能级单源γ射线由单一放射源(b2)发出，该单一放射源(b2)设置在仓体(b1)内，在所述仓体(b1)内还设有康普顿散射体(a1)和金属靶片(a2)，在所述仓体(b1)上设有连通所述仓体(b1)内-外的射出部，该射出部上设有准直器(b3)，所述准直器(b3)上设有至少一个准直孔，该准直孔将所述仓体(b1)的内部和外部连通，该准直孔朝向所述多相流体通道；所述单一放射源(b2)放射的高能级单源γ射线射向所述康普顿散射体(a1)和金属靶片(a2)，所述康普顿散射体(a1)和金属靶片(a2)分别朝向所述准直器(b3)；

所述康普顿散射体(a1)上设有反射面，该反射面同时朝向所述单一放射源(b2)和准直器(b3)，所述金属靶片(a2)贴合在该反射面上。

2.根据权利要求1所述的单源射线测定多相流相分率的方法，其特征在于：准直后的所述低能级γ射线和X射线沿所述多相流体通道的同一直径方向射向所述多相流体通道。

3.根据权利要求1所述的单源射线测定多相流相分率的方法，其特征在于：所述金属靶片(a2)和康普顿散射体(a1)的反射面之间铆接。

4.根据权利要求3所述的单源射线测定多相流相分率的方法，其特征在于：在所述康普顿散射体(a1)的反射面上镀有轰击金属层，该轰击金属层形成所述金属靶片(a2)。

5.根据权利要求1、2、3、或4所述的单源射线测定多相流相分率的方法，其特征在于：所述康普顿散射体(a1)包括柱状散射部(a11)，所述反射面与所述柱状散射部(a11)轴线的夹角为θ，30°≤θ≤60°，所述柱状散射部(a11)任一端的端面轴向向外延伸后形成所述反射面。

6.根据权利要求5所述的单源射线测定多相流相分率的方法，其特征在于：所述准直器(b3)位于所述柱状散射部(a11)向外延伸的轴线上，所述柱状散射部(a11)朝向所述准直器(b3)的端面上设有圆台状反射区(a14)，该圆台状反射区(a14)的轴线与所述柱状散射部(a11)的轴线重合，该圆台状反射区(a14)的大端面开口且朝向所述准直器(b3)，该圆台状反射区(a14)的侧面形成所述反射面；

所述单一放射源(b2)呈环状，环状的所述单一放射源(b2)的中心线与所述柱状散射部(a11)的轴线重合，环状的所述单一放射源(b2)位于所述康普顿散射体(a1)和准直器(b3)之间，所述准直孔的孔心线延伸后穿过环状的所述单一放射源(b2)的内部区域。

7.根据权利要求5所述的单源射线测定多相流相分率的方法，其特征在于：所述准直器(b3)位于所述柱状散射部(a11)向外延伸的轴线上，所述柱状散射部(a11)朝向所述准直器(b3)的端面上设有圆台状反射区(a14)，该圆台状反射区(a14)的轴线与所述柱状散射部(a11)的轴线重合，该圆台状反射区(a14)的大端面开口且朝向所述准直器(b3)，该圆台状反射区(a14)的侧面形成所述反射面；

所述圆台状反射区(a14)对应的所述柱状散射部(a11)上设有放射源腔(b4)，该放射源腔(b4)呈圆孔状，所述放射源腔(b4)的孔心线与所述柱状散射部(a11)的轴线垂直，所述放射源腔(b4)的内端与所述圆台状反射区(a14)连通，所述单一放射源(b2)位于该放射源腔(b4)内，所述单一放射源(b2)位于所述柱状散射部(a11)的轴线一侧。