[发明专利]棒束通道内棒束表面液膜二维厚度场测量方法及系统

说明书

本发明公开了一种棒束通道内棒束表面液膜二维厚度场测量方法及系统，方法包括：通过标定实验装置获取第一电流信号测量值，通过构造的敏感标定体的体积与第一电流信号测量值的非线性关系，生成非线性曲线关系图；通过实际测量装置中构造的环形金属丝阵列传感器，控制测量获取棒束通道内的第二电流信号测量值；利用环形金属丝阵列传感器的形状特点以及非线性曲线关系图，迭代计算获取第二电流信号估算值，当第二电流信号测量值与第二电流信号估计值之间的误差值低于相对误差阈值时，输出所对应的棒束通道内壁液膜厚度值。本发明通过棒束通道内产生的瞬时电流信号，利用标定计算以及不断迭代计算以减少标定计算的误差，从而获得一段时间内，棒束通道特定发展位置处棒束表面轴向和周向液膜厚度的演化情况。

技术领域

本发明涉及流体测量技术领域，尤其涉及一种棒束通道内棒束表面液膜二维厚度场测量方法及系统。

背景技术

环状流作为一种典型的两相流流型，在核能、电厂、化工、石油等领域广泛存在，如核能系统的汽水分离器、沸水堆堆芯、石油工业的油气输运等。电导式液膜传感器技术分为非侵入式测量和双平行电导探针测量两种方法，其中，双平行电导探针测量方法利用液膜厚度与接收电极所接收得到的电流存在特定关系进行测量；非侵入式测量利用测量方法利用壁面布置发射电极和接收电极，电流由发射电极经液膜流向接收电极进行测量。

不管何种方法，覆盖在壁面上的液膜越厚，对应的电导率越高，接收电极接收到的电流越大，从而利用电流信号，可以得到液膜厚度。对于非侵入式电极进行阵列布置，可以实现瞬时液膜厚度分布的成像，但非侵入式测量方法对液膜厚度的量程有限，一般液膜厚度超过2mm后，随着液膜厚度的增加，电流信号不再发生变化。双平行电导探针在流道内布置两个平行的电极丝，一根作为发射电极，一根作为接收电极，电流由发射电极，经过双平行电极丝间的流体，流向接收电极，接收电极接收得到的电流值正比于液膜厚度，虽然双平行电导探针测量液膜厚度的量程较宽，但只能测量局部的液膜厚度，无法对液膜厚度分布成像。

发明内容

为解决上述问题，本申请实施例通过提供一种棒束通道内棒束表面液膜二维厚度场测量方法及系统，解决了现有技术中无法利用电流信号对液膜厚度进行精准测量的技术问题，实现了利用标定测量以及迭代计算避免误差的同时获得更加精确的液膜厚度。

第一方面，本申请实施例提供了一种棒束通道内壁液膜厚度测量方法，所述方法包括：

构造测量所需的标定实验装置和实际测量装置，并将测控终端分别与所述标定实验装置和所述实际测量装置连接；

在进行标定实验时，通过所述标定实验装置获取第一电流信号测量值，通过构造的敏感标定体的体积与第一电流信号测量值的非线性关系，生成所述敏感标定体的体积与第一电流信号测量值的非线性曲线关系图；

在进行实际测量时，通过所述实际测量装置中构造的适用于气-液两相环状流测量的环形金属丝阵列传感器，控制测量获取棒束通道内的第二电流信号测量值；

利用环形金属丝阵列传感器的形状特点以及非线性曲线关系图，迭代计算获取第二电流信号估算值，当所述第二电流信号测量值与所述第二电流信号估算值之间的误差值低于相对误差阈值时，输出所述第二电流信号估算值所对应的液膜厚度值作为棒束通道内壁面的包括轴向及周向在内的二维液膜厚度场真实值；具体计算方法包括：

在实际测量过程中，通过所述实际测量装置获取接收电极的第二电流信号测量值I′₂；

以及，计算获取同一时间以及同一位置的接收电极的第二电流信号估算值I₂；包括：

预先给定液膜厚度值的初始值r₀；

根据所述环形金属丝阵列传感器的形状特点构造一敏感测量体，确定所述敏感测量体的体积关系式(3)，