[发明专利]基于热式测量方法的微管道气液两相流参数测量装置及方法

权利要求书

1.一种基于热式测量方法的微管道气液两相流参数测量装置，其特征在于：包括测量微管道(1)、第一热电阻温度传感器(2)、第二热电阻温度传感器(3)、第三热电阻温度传感器(4)、第四热电阻温度传感器(5)、恒温差测量电路(6)、第三热电阻温度电压转换电路(7)、第四热电阻温度电压转换电路(8)、数据采集系统(9)和计算机(10)；测量微管道(1)上依次安装有第一热电阻温度传感器(2)、第二热电阻温度传感器(3)、第三热电阻温度传感器(4)、第四热电阻温度传感器(5)，第一热电阻温度传感器(2)、第二热电阻温度传感器(3)与恒温差测量电路(6)连接，第三热电阻温度传感器(4)与第三热电阻温度电压转换电路(7)连接，第四热电阻温度传感器(5)与第四热电阻温度电压转换电路(8)连接，恒温差测量电路(6)、第三热电阻温度电压转换电路(7)、第四热电阻温度电压转换电路(8)连接到数据采集系统(9)，数据采集系统(9)最后连接至计算机(10)。

2.一种使用如权利要求1所述装置的基于热式测量方法的微管道气液两相流测量方法，其特征在于包括如下步骤：

1)通过第三热电阻温度电压转换电路得到温度信号U_f，通过第四热电阻温度电压转换电路得到温度信号U_b，通过恒温差测量电路得到加热电流I，将信号经由数据采集系统送至计算机；

2)对两组温度电压转换电路得到的温度信号U_f、U_b进行归一化和去均值处理，对处理后的规范化信号E_x1、E_x2进行互相关处理，互相关处理的公式如下：

REx1Ex2(j)=1NΣn=1NEx1(n)Ex2(n+j),j=1,2,3......,J]]>

其中：

N为用于互相关计算的采样点的个数

E_x1、E_x2为规范化信号

根据互相关处理结果的函数峰值位置确立信号的渡越时间τ，公式如下：

τ＝KΔt，

其中：

K为互相关函数峰值对应的信号滞后点数

Δt为采样间隔

根据信号的渡越时间τ和两个温度传感器的中心间距L，确定微型管道内气液两相流体的速度v，公式如下：

v=Lτ;]]>

3)设定体积空隙率β，建立体积空隙率β与流速v、加热电流I的软测量模型。从而，在应用中通过该模型计算体积空隙率的估计值β。

4)根据由步骤2)得到的两相流速度v和步骤3)得到的空隙率β，确定两相的分相体积流量，公式如下：

V_g＝Avβ

V_w＝Av(1-β)

其中：

V_g为气体体积流量

V_w为液体体积流量

A为管道截面积。