[发明专利]一种非侵入式光电组合式传感器及其控制系统和测量方法

权利要求书

1.一种非侵入式光电组合式传感器，其特征在于：包括电容测量模块和近红外吸收式环形多探测点光纤相关测量模块(1)；

所述电容测量模块包括由外至内依次设置的外壳(2)、外绝缘层(3)、内电极(4)及内绝缘层(5)；

所述近红外吸收式环形多探测点光纤相关测量模块(1)包括均由n组近红外吸收式光纤传感器组成的上游近红外吸收式环形多探测点光纤测量子模块和下游近红外吸收式环形多探测点光纤测量子模块；

所述近红外吸收式光纤传感器总体呈现环状排列；

所述近红外吸收式光纤传感器包括均与电容测量模块螺纹密封连接的近红外发射探头和近红外接收探头；所述近红外发射探头和所述近红外接收探头伸出内绝缘层(5)部分与测量管道接触；所述近红外发射探头和所述近红外接收探头一一对应，近红外发射探头和近红外接收探头连接线均过截面圆心；相邻近红外吸收式光纤传感器的近红外发射探头和近红外接收探头的安装位置进行对调。

2.根据权利要求1所述的一种非侵入式光电组合式传感器，其特征在于：所述近红外发射探头在光源前方加载透镜，进行聚光。

3.根据权利要求1所述的一种非侵入式光电组合式传感器，其特征在于：所述近红外接收探头接收端外扩，以便更好接收光线。

4.一种如权利要求1-3任一项所述的非侵入式光电组合式传感器的控制系统，其特征在于：包括多通道程控开关、近红外吸收式环形多探测点光纤相关测量模块电路、电容测量模块电路、为控制系统提供电能的电源模块电路、为光电组合式传感器输出电压信号进行备份的存储模块、用于采集光电组合式传感器输出信号的AD采集模块电路及主控制器模块电路；所述近红外吸收式环形多探测点光纤相关测量模块电路包括光发射模块、光接收模块及信号处理模块；所述电容测量模块电路由电容激励模块、电容测量模块及电容信号处理模块组成。

5.一种如权利要求1-3任一项所述的非侵入式光电组合式传感器的测量方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1，获取光电组合式传感器的输出信号；

步骤2，基于上下游近红外吸收式环形多探测点光纤测量子模块输出电压信号，通过采用朗伯比尔吸收定律及吸光度线性叠加定律获取上下游径向持气率ug₁、ug₂、ug₃、…、ug_n；dg₁、dg₂、dg₃、…、dg_n；采用加权融合方法获取上下游截面持气率信息融合截面持气率为：g＝(ug+dg)/2；

步骤3，基于上下游近红外吸收式环形多探测点光纤测量子模块输出电压信号，进行互相关运算获取近红外流量参数f；

步骤4，基于电容测量模块输出频率信号，获取电容持水率ew；通过持水率矫正模型获取矫正持水率：w＝ew/(g+1)；

步骤5，获得最终多相流参数：f、g、w。