[发明专利]一种利用热扩散测量气液多相流流量的方法及装置

权利要求书

1.一种利用热扩散测量气液多相流流量的方法，其特征在于，采用一直管作为测试管，在该测试管上设置有一热源，并在热源附近管壁轴向上布置2个以上的温度传感器，通过轴向温度传感器所采集的信号位移差，测量多相流流速；在热源附近管壁周向上布置6个以上的温度传感器，通过周向温度传感器所采集的信号趋势判定流体物性，得到管内气相尺寸和形状，测量多相流气相体积分数；通过计算管壁的平均温度，得到多相流中液液组份体积分数。 

2.如权利要求1所述的测量方法，其特征在于， 

(1)多相流流速测量 

在管壁轴向上的任意两检测点所检测到的信号曲线相位差即为同一个气泡流经两个检测点的时间差Δt，而两个监测点的实际距离为Δs，得到多相流的流动速度为 

v＝Δs/Δt    (1) 

(2)多相流气相体积分数测量 

管壁周向温度传感器采集的信号做出温度曲线T-t，dT/dt＞0，表示检测点所对应的管内流体为气相，反之则为液相，或积分求出气相体积V_g，在一段时间(t₂-t₁)内，统计气相体积，即可得到气相的体积分数C_g， 

其中，A为测试管的截面积，当测试管为半径为R的圆形管时，A＝πR²，

(3)多相流中液液组份测量 

在一段时间(t₂-t₁)内，测量点的平均温度为 

平均温度是一个统计值，其大小只与混合流体中各相组份有关 

其中，C_o和C_w表示液相中油和水的体积分数；其函数关系f与流量计的结构有关，并通过实验数据进行标定，根据质量守恒 

C_o+C_g+C_w＝1    (5) 

结合式(1)-(5)，求出C_o和C_w。 

3.一种利用热扩散测量气液多相流流量的装置，其特征在于，包括一段无阻流检测件的光滑直管(2)、热源(1)、温度传感器(3)、信号放大电路(4)、A/D转换电路(5)、计算机数据处理系统(6)和LCD显示屏(7)、隔热材料(8)，热源(1)为一电阻丝加热器，缠绕在直管(2)的管壁上，采用绝缘材料将电阻丝和管壁隔开，温度传感器(3)安装在热源附近的直管(2)外壁上，在轴向方向上布置2个以上，在周向上布置6个以上，温度传感器通过采集电路与计算机相连接。 

4.如权利要求3所述的测量装置，其特征在于，在直管(2)管壁上打上小孔，将温度传感器(3)嵌入直管(2)的管壁中。 

5.如权利要求3所述的测量装置，其特征在于，在测量点外壁包裹上隔热材料(8)。 

6.如权利要求3所述的测量装置，其特征在于，用冷源替代热源(1)。 

7.如权利要求3所述的测量装置，其特征在于，直管(2)采用紫铜或不锈钢或其它热良导体材料。