[发明专利]基于时间通道融合网络的多电极两相流参数测量方法

权利要求书

1.一种基于时间通道融合网络的多电极两相流参数测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)构建用于测量气固或油水两相流波动信号的多电极高频电容传感器；

2)采用多电极高频电容传感器测量气固或油水两相流的波动信号，并转换为微波差频信号；

3)构建数据集，具体是对微波差频信号进行预处理，然后使用滑动窗口从数据中获取样本，为样本添加相应的标签，再将80％的样本作为训练集，10％的样本作为验证集，剩余10％的样本作为测试集；

4)构建时间通道融合卷积神经网络，对两相流的微波差频信号进行特征提取，包括时间特征和空间特征，并进行融合，实现对气固两相流的流量进行预测，对油水两相流的含水率的计量。

2.根据权利要求1所述的基于时间通道融合网络的多电极两相流参数测量方法，其特征在于，步骤1)所述的多电极高频电容传感器，包括有等间隔的安装在不导电管道的测量管段(9)外壁同一圆周面上的4个电磁激励正极(1、3、5、7)和4个电磁激励负极(2、4、6、8)，且一个电磁激励正极与一个电磁激励负极相邻设置，其中，一个电磁激励正极和一个电磁激励负极为一组测量电极对，共4组测量电极对，每组测量电极对在测量管段(9)的径向截面上都位于同一直径上。

3.根据权利要求1所述的基于时间通道融合网络的多电极两相流参数测量方法，其特征在于，步骤2)包括：

气固或油水两相流由管道进入测量管段(9)时，由安装在测量管段(9)上的多电极高频电容传感器进行两相流波动信号的测量；测量时，由正弦激励信号源产生激励信号，通过功分器一路送至检测模块，另一路送至多电极高频电容传感器的每组测量电极对的电磁激励正极对气固或油水两相流进行激励，每组测量电极对的电磁激励负极将测得的管道内不同流速工况下的波动信号送至检测模块，激励信号和波动信号进入混频器进行信号混频，混频后的信号经加法器后得到微波差频信号；多电极高频电容传感器的四组测量电极共得到4路微波差频信号。

4.根据权利要求1所述的基于时间通道融合网络的多电极两相流参数测量方法，其特征在于，步骤3)包括：

(3.1)对微波差频信号进行预处理，公式如下：

其中，I_i代表第i个数据，I_mean和I_std分别为数据的平均值和标准差，为预处理后的第i个数据；

对四路微波差频信号分别采用无重叠加窗方式进行分割，从窗口长度为H，长度为L的微波差频信号中获取个样本，其中，代表向下取整；

对于气固两相流，以实际流量值为标签，对于油水两相流，以实际含水率值为标签，共得到N个带有标签值的波动样本；

(3.2)随机将N个带有标签值的波动样本划分为训练集、验证集和测试集，整体构成数据集，具体比例为[训练集：验证集：测试集]＝[8：1：1]。