[发明专利]一种气液两相流气泡直径检测方法

摘要

本发明公开了一种气液两相流气泡直径检测方法，本发明的检测装置采用对射式光路，包括双路红外检测对管，与红外检测对管相连的信号调理模块包括红外发光二极管的脉冲恒流源驱动电路、红外探测器的光信号检测电路及红外发光二极管的恒温控制电路。单路红外检测对管实现泡状流条件下气泡大小的检测，检测电压峰值对应气泡直径大小。本发明可实现不同流型条件下的气液两相流气泡直径检测，具有测量精度高、响应时间快等优势。

主权项

一种气液两相流气泡直径检测方法，包括气液两相流气泡直径检测装置，所述检测装置包括测量气液两相流气泡直径的测量通道（1），所述测量通道（1）的两个出口上各安装有红外检测对管，所述红外检测对管包括分别安装于所述测量通道（1）出口两侧且位置相对的红外发光二极管（2）与红外探测器（3）；所述红外发光二极管（2）和红外探测器（3）均与信号调理模块（8）电连接，所述信号调理模块（8）通过数据采集卡（12）接入计算机（14），其特征在于，该方法为：1）数据采集卡采集信号调理模块的输出电压信号以采样频率f，并对采集的电压信号进行平滑、去噪处理；2）设定分析周期T，将分析周期T内信号调理模块的输出电压信号存入数组a[M]，其中M=T·f；其中T的取值范围为0.5s～60s；3）比较数据a[M]中输出电压信号与弹状流电压信号最大阈值Vslug‑max的大小，若a[M]≥Vslug‑max，则判定为弹状流气泡；比较数组a[M]中电压信号与泡状流电压信号最大阈值Vbubble‑max、泡状流电压信号最小阈值Vbubble‑mix的大小，若Vbubble‑mix≤a[M]≤Vbubble‑max，则判定为泡状流气泡；比较数组a[M]中电压信号与泡状流电压信号最大阈值Vbubble‑max、弹状流电压信号最大阈值Vslug‑max的大小，若Vbubble‑max＜a[M]＜Vslug‑max，则判定为环状流气泡；4）弹状流气泡直径Dslug的大小与测量通道内径相同；5）第i个泡状流气泡直径Dbubble[i]的计算公式为：Dbubble[i]=a21·U[i]2+a22·U[i]+a23，其中，a21，a22，a23为二次拟合曲线系数，U[i]为分析周期T内数组a[M]中电压信号在Vbubble‑mix～Vbubble‑max之间的第i个脉冲信号对应的峰值；6）环状流气泡Dannular的计算公式为：Dannular=a31·Vannular‑avr2+a32·Vannular‑avr+a33，其中，a31，a32，a33为二次拟合曲线系数，Vannular‑avr为数组a[M]中大于泡状流电压信号最大阈值Vbubble‑max，小于弹状流电压信号最大阈值Vslug‑max的大小的所有电压数据的平均值。