[实用新型]气液两相泡状流流量与体积含气率测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种气液两相泡状流流量与体积含气率测量装置。

背景技术

气液两相流广泛的存在于石油、化工、能源、电力等工业生产工程中，准确的测量其参数对于安全、环保、控制和节能都有着重要的意义。由于气液两相流比单相流不仅流动特性复杂得多，且相间存在着界面效应和相对速度，致使参数检测的难度较大。为此，世界各国的广大科研工作者做了大量研究工作。研究较多的测量方法多涉及新技术，如辐射线技术、光纤技术、脉冲中子活性示踪技术等，也有很多研究工作是应用传统的单相流仪表(如孔板、文丘里等)和气液两相流模型进行多参数组合而检测的。这些气液两相流参数的检测技术和方法都还处于实验室应用研究阶段，已商品化的工业型仪表为数还很少。气液两相流参数的检测不论在国内还是国际上都尚属一个急待发展的探索研究领域。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种气液两相泡状流流量与体积含气率测量装置。

气液两相泡状流流量与体积含气率测量装置具有测量管段，在测量管段内设有涡街流量计的旋涡发生体，在涡街流量计的旋涡发生体的下游距旋涡发生体迎流端面0.2D～1.0D之间的测量管段上开有两个对称于测量管段轴线的取压孔，在两个对称于测量管段轴线的取压孔之间通过引压管连接至差压传感器，差压传感器之后接有信号处理电路，信号处理电路为：恒流电源与差压传感器、程控放大器、自适应滤波器、A/D转换器、单片机相接，单片机与程控放大器相接，单片机与自适应滤波器相接。

所述的程控放大器电路为放大器A1第八引脚经数字电位器U1与放大器A1第一引脚相接，放大器A1正输入端与电阻R1相接，放大器A1正输入端经电容C1接地，放大器A1负输入端与电阻R2相接，放大器A1负输入端经电容C2接地，放大器A1输出端经电位器W1、电阻R3接地。

自适应滤波器电路为放大器A2与放大器A3、放大器A4、滤波器U2相接，放大器A2的正输入端经电阻R3接电源V_DD，放大器A2的正输入端经稳压二极管D1接地，放大器A2的负输入端与放大器A2的输出端相接，放大器A2的输出端经电阻R4接放大器A3的负输入端，放大器A2的输出端经电阻R4、电阻R7与放大器A3输出端相接，放大器A3的正输入端经电阻R6接地，放大器A3的负输入端接电阻R5，放大器A3的输出端经电阻R8接放大器A4的负输入端，放大器A3的输出端经电阻R8、电阻R10接放大器A4的输出端，放大器A3的输出端经电阻R8、电阻R10接滤波器U2输入端，放大器A4的正输入端经电阻R9接地，放大器A4的输出端与滤波器U2输入端相接。

测量管管壁上的取压孔与旋涡发生体迎流端面的距离为0.2D～1.0D，D为涡街流量计的内直径。

旋涡发生体的横截面形状为梯形，旋涡发生体的迎流面宽度与测量管内径之比为0.20～0.33。

本实用新型只用了一个涡街流量计即实现了同时测量气液两相泡状流的流量和体积含气率，其测量部件结构简单、无可动件、成本低廉，其信号处理部分快速、准确、方便，可满足工业现场在线检测的要求。

附图说明

图1是本实用新型的检测装置结构示意图；

图2是本实用新型的信号处理电路框图；

图3是本实用新型程控放大器电路图；

图4是本实用新型自适应滤波器电路图；

图5是本实用新型取压孔位置示意图；

图6是本实用新型涡街流量计的旋涡发生体横截面示意图；

图7是用本实用新型的检测装置测得的差压原始信号示意图；

图8是图7中差压原始信号所对应的功率谱示意图；

图9是用本实用新型的检测装置测得的差压信号频率与混合物雷诺数Re_D的关系图；

图10是用本实用新型的检测装置测得的差压信号幅度与混合物雷诺数Re_D的关系图；

图11是用本实用新型的检测装置测得的气液两相流斯特劳哈尔数St_TP与单相流斯特劳哈尔数St_SP的比值与体积含气率β的关系图；

图12是用本实用新型的检测装置测得的气液两相流斯特劳哈尔数St_TP与单相流斯特劳哈尔数St_SP的比值与混合物雷诺数Re_D的关系图；

图13用本实用新型得到的β值计算出的液体的流量Q_L与实际测得的Q_L值的比较图。