[发明专利]棒束通道局部区域气液两相环状流液膜厚度瞬时电导测量系统

权利要求书

1.棒束通道局部区域气液两相环状流液膜厚度瞬时电导测量系统，其特征在于，包括棒电极单元、若干电极对、信号发生模块、信号采集模块、数据处理模块和液膜标定装置；

所述棒电极单元为上下端均敞口的中空腔体；

所述棒电极单元的两端分别套接一根构成环状流通道的管棒；

所述棒电极单元的侧壁具有n个卡槽；所述卡槽设有供信号输入传输线和信号输出传输线穿入的开孔；

所述电极对设置在棒电极单元卡槽内；

所述电极对包括接收电极（3）和激励电极（4）；

所述信号发生模块通过信号输入传输线向激励电极（4）发送激励信号；

所述信号采集模块通过信号输出传输线采集接收电极（3）的交流输出信号，并将交流输出信号转换为直流输出信号，并发送至数据处理模块；

所述数据处理模块接收到直流输出信号后，对直流输出信号进行预处理，并将预处理后的直流输出信号输入到液膜厚度标定函数模型中，从而计算得到液膜厚度；

所述液膜厚度标定函数模型如下所示：

； （1）

式中，为液膜厚度；V为直流输出信号电压值；计算参数a、计算参数b、计算参数c、计算参数d、计算参数f由液膜标定装置测量结果计算得到；

所述液膜厚度标定函数模型由液膜标定装置测量结果建立；

建立液膜厚度标定函数模型的步骤如下：

1）搭建液膜标定装置；所述液膜标定装置包括辅助支架、微动平台（2）、步进电机和步进电机控制系统；

所述辅助支架包括底座（101）、固定块（102）、支撑杆I（103）、支撑杆II（104）、移动块I（105）、移动块II（106）、导轨（107）、连接杆（108）和连接件（109）；

所述底座（101）支撑辅助支架；

所述底座（101）上固定有固定块（102）；

所述底座（101）上焊接支撑杆I（103）；

所述固定块（102）具有半圆柱形凹槽；所述支撑杆I（103）上套接导轨（107）；

所述移动块II（106）沿导轨（107）方向运动；

所述移动块II（106）的侧壁具有两个通槽；

所述移动块I（105）嵌入移动块II（106）的通槽；

所述连接杆（108）的一端固定在移动块I（105）的底部，另一端固定在微动平台（2）的顶部；

所述连接件（109）的一端连接移动块II（106）的侧壁，另一端连接步进电机；

所述微动平台（2）的底部固定棒电极单元；

所述棒电极单元放置在半圆柱形凹槽中；棒电极单元和半圆柱形凹槽之间具有间隙，间隙中填充导电工质，间隙尺寸记为液膜厚度；所述导电工质的电导率与棒束通道中工水电导率相同；

所述步进电机控制系统向步进电机发送驱动信号，从而驱动步进电机运动；

2）所述步进电机控制系统向步进电机发送驱动信号，从而驱动步进电机运动；

3）所述步进电机带动移动块II（106）沿导轨（107）方向运动；

所述移动块II（106）带动移动块I（105）沿导轨（107）方向运动；

所述移动块I（105）连同棒电极单元沿导轨（107）方向运动，从而改变棒电极单元和半圆柱形凹槽之间的间隙距离，也即液膜厚度h_i；i=1,2，…n；

4）所述信号发生模块通过信号输入传输线向激励电极（4）发送激励信号；

5）所述信号采集模块通过信号输出传输线采集接收电极（3）的交流输出信号，并将交流输出信号转换为直流输出信号，并发送至数据处理模块；

6）所述数据处理模块接收到直流输出信号后，对直流输出信号进行预处理，得到在液膜厚度为h_i时的输出信号电压值V_i；

7）每隔T周期，重复步骤3）至6），得到n组液膜厚度h_i和输出信号电压值V_i；

8）基于n组液膜厚度h_i和输出信号电压值V_i，计算液膜厚度标定函数模型中计算参数a、计算参数b、计算参数c、计算参数d、计算参数f的值，从而建立液膜厚度标定函数模型。

2.根据权利要求1所述的棒束通道局部区域气液两相环状流液膜厚度瞬时电导测量系统，其特征在于：所述电极对印刷在PCB板上。