[发明专利]一种测量固液两相流体中的固相介质浓度的装置

说明书

本发明涉及一种测量固液两相流体中的固相介质浓度的装置，所述装置利用电磁感应的方法产生磁场，被测的固液两相流体切割磁感线，产生感应电动势，通过测量感应电动势间接测量固液两相流体中的固相介质浓度，可以实现自动化的实时测试，实时监测固液两相介质在流动的动态过程中固相介质的浓度以及浓度的实时变化。利用空气压缩机形成气泡驱动固液两相中固相介质与液相介质的快速混合，采用磁性粒子为铁素体的水性磁流体，对温度的依赖性小，防止了温度的变化引起对测试结果的干扰，提高了测试准确性。感应线圈组与还原线圈组的励磁线圈均采用亥姆霍磁线圈，提高产生的磁场的均匀性，提高测量的准确性。

技术领域

本发明涉及流体介质浓度测试领域，具体为一种测量固液两相流体中的固相介质浓度的装置。

背景技术

在现代工业如石油、化工、核电、海洋工程等领域，输运管道被广泛应用于各类流态介质的传输，固液两相流体是上述工业应用中最常见的输送介质。在上述工业过程中，固液两相流体的固相介质浓度的检测对固液两相介质的特性研究和一些生产过程中效率和产量的提高，以及生产全的监测至关重要。

在现有技术中，固液两相流体中的固相介质浓度的检测方式通常采用人工采样检测，即先采样，将固废样品采集到一个敞口耐热容器，然后称重，再将容器放入加热箱中加热，一段时间后，固废中液体挥发完全，再称重，通过计算加热前后质量差可以计算出固液两相的浓度。这种检测方式原理简单，成本低，可以在对固相介质成分分析数据要求不高的情况下进行粗略检测，运用广泛。这种检测方式的主要缺点是自动化程度不高，虽然原理简单，但操作复杂，人工成本高，几乎完全基于人工操作，效率低下；不利于实时监测固液两相介质在流动的动态过程中固相介质浓度的实时变化；并且在固液两相流体中的固相介质浓度较低时，为保证测试精度，需要大量的采样，多样品的逐个测量，工作量大、数据处理繁琐，容易误差积累，测量的准确性难以保证。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测量固液两相流体中的固相介质浓度的装置，以解决上述背景技术中提出技术问题，所述固相介质的浓度被限定为固相介质占固液两相介质的体积百分比即vol.％.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种测量固液两相流体中的固相介质浓度的装置，所述装置利用电磁感应的方法产生磁场，被测的固液两相流体切割磁感线，产生感应电动势，通过测量感应电动势间接测量固液两相流体中的固相介质浓度，利用蒸馏水将水性磁流体稀释为0.1vol.％的浓度，将所述稀释后浓度为0.1vol.％的水性磁流体作为被测固液两相流体的液相载体与被测固液两相流体混合，所述水性磁流体中的固相的磁性粒子为铁素体。

该装置包括包括第一离心泵，所述第一离心泵的出液口经过第一截止阀连接第一三通；还具有空气压缩机，所述空气压缩机出气口经针阀连接质量流量计，压缩空气的输送管路与第一离心泵的介质输送管辂相连接；所述第一三通的左端出口的磁性的固液两相流体与经所述质量流量计输出的压缩空气混合后，沿着竖直管道流动，在竖直管道的末端设置有空气分离器，分离空气后的固液两相流体继续向被测的倾斜管道输送，最后经过第二三通再经第二截止阀回到所述第一离心泵的入口；并且连接倾斜管道和第二三通的为另一竖直管道，所述另一竖直管道的末端通过开关阀连接取样容积箱。

其中，被测的倾斜管道外套设有感应线圈组，所述感应线圈组还串联有还原线圈组；所述感应线圈组和所述还原线圈均具有感应线圈和励磁线圈；所述感应线圈组其中一侧的感应线圈分别连接到信号放大器和还原线圈组其中一侧的感应线圈，所述感应线圈组其中另一侧的感应线圈也分别连接到信号放大器和还原线圈组其中另一侧的感应线圈，并且还原线圈组的两侧感应线圈均分别连接到信号放大器；所述信号放大器连接高通滤波器，所述高通滤波器连接模数转换计算机；所述还原线圈组的励磁线圈连接双极电源，所述双极电源连接信号发生器，所述还原线圈组其中一侧的感应线圈连接到所述感应线圈组的励磁线圈。

所述装置的所有管道均为透明管道，便于观察流体介质的流动形态。