[发明专利]基于多孔节流与声发射技术的两相流参数检测方法

权利要求书

1.一种基于多孔节流与声发射技术的两相流参数检测方法，其特征是，包括如下步骤：

a、搭建基于多孔节流与声发射技术的两相流参数检测装置；

所述基于多孔节流与声发射技术的两相流参数检测装置包括多孔平衡流量计、差压变送器、声发射探头、数据采集单元和数据处理单元；

所述多孔平衡流量计包括前直管段、后直管段以及设置在所述前直管段和所述后直管段之间的多孔孔板；所述多孔孔板的直径大于两段直管的直径，在所述多孔孔板上与两段直管管腔相对的位置开设有若干节流孔，在所述多孔孔板伸出两段直管外部的边缘上沿圆周均匀开设有若干通孔；所述声发射探头对应放置在多孔孔板边缘的通孔内；在所述前直管段和所述后直管段的侧壁均开有一个取压孔，所述差压变送器与两个取压孔相接；

b、使两相流自前直管段流入，并经多孔孔板上的节流孔后流入后直管段内；

c、由所述差压变送器检测前直管段和后直管段内的压力差信号，同时，由声发射探头检测流体的流动声信号；

d、数据采集单元采集差压变送器和声发射探头所检测到的信号，并将所采集的信号发送至数据处理单元；

e、所述数据处理单元接收数据采集单元所发送的信号，并对接收到的两相流的流动声信号以及压力差信号进行处理、运算，从而得出两相流的流量及相含率；

步骤e具体如下：

所述数据处理单元根据两相流的流动声信号得到特征频段，并提取特征频段内的能量特征值E，根据能量特征值E同时结合下面公式计算得出气相体积含率β_g：

β_g＝0.44214ln(E+663.0423)-2.87159

所述数据处理单元根据气相体积含率β_g，同时结合前后直管段的压力差，依据如下公式计算得出两相流的质量总流量W_m：

上面公式中，ε是两相流的可膨胀系数，C为流出系数，D为前直管段和后直管段的内径，β为多孔孔板的等效直径比，Δp_tp为两相流在两个直管段内的压力差，x为质量含气率，x可由气相体积含率β_g得出，ρ_g为气相流体的密度，ρ_l为液相流体的密度；

多孔孔板的等效直径比β的计算公式如下：

上式中，d为节流孔的直径，D为前直管段和后直管段的内径，N为节流孔的个数。

2.根据权利要求1所述的基于多孔节流与声发射技术的两相流参数检测方法，其特征是，步骤a中，前直管段和后直管段的内径均为D，前直管段的长度L₁满足：L₁≥D，后直管段的长度L₂满足：L₂≥1.5D；且两个取压孔距多孔孔板的距离均为D。

3.根据权利要求1所述的基于多孔节流与声发射技术的两相流参数检测方法，其特征是，步骤a中，所述多孔孔板上的节流孔均匀分布在以多孔孔板的中心为圆心的一个或多个同心圆上；且每一节流孔具有45°的前倒角和45°的后倒角。

4.根据权利要求1所述的基于多孔节流与声发射技术的两相流参数检测方法，其特征是，步骤a中，在前直管段和后直管段的两端均设有法兰盘，所述多孔孔板通过前直管段和后直管段上与其邻接的法兰盘实现与前直管段和后直管段之间的连接；所述多孔孔板的外边缘伸出到与其相接的法兰盘的外边缘外部，且用于放置声发射探头的通孔开设在多孔孔板延伸到法兰盘外部的边缘上；法兰盘与多孔孔板之间通过螺栓固定连接。

5.根据权利要求1所述的基于多孔节流与声发射技术的两相流参数检测方法，其特征是，步骤a中，在所述多孔孔板上每一通孔的四周开有位于通孔直径延长线上的两个小孔，通过穿过两个小孔的尼龙扎带可实现对通孔内声发射探头的固定。