[发明专利]一种测量两相流体截面含气率的测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种测量装置，具体地说是两相流体截面含气率的测量装置。

背景技术

气液两相流广泛应用于工业过程中。截面含气率（两相流中某一截面上，气相所占截面与总流道截面之比）是气液两相流的重要参数，在两相流的研究中处于重要的地位。但由于目前理论计算模型还有较大的局限性，实验测量是研究气液两相流空泡份额的主要研究手段。常见的测量方法有γ放射线测量法、探针测量法等。

第一种γ放射线测量法，原理是γ射线穿透物质时会被吸收和反射，其强度随物质厚度的增加按照指数规律衰减。利用γ射线穿过气泡与液体时强度衰减的不同，就可以计算出截面含气率。其不足在于所测定的是某一截面的平均含气率，难以测定某一点得具体值。并且由于γ射线具有较强的辐射，因此此方法不宜推广。

探针测量法的测量原理是利用气相和液相对光的折射率的不同，使光纤探针头部接收到的折射光强度不同，由此来分辨探针头部是处于气相还是液相，从而计算截面含气率。该方法的缺点在于探针的直接插入对流场产生了较大影响，并且极易漏掉小的气泡，误差较大。

到目前为止，在实验测量方面尚缺乏一种能够较为直观、安全、准确的而不影响流场的测量局部与平均截面含气率的测量装置。

发明内容

本发明的目的在于提供不仅可以在不影响流体流场的情况下进行测量，而且可以较为直观、准确的测量出流道内某一点的截面含气率的一种测量两相流体截面含气率的测量装置。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种测量两相流体截面含气率的测量装置，其特征是：包括激光器、气液两相流流道、高速照相机、计算机，气液两相流流道为透明容器，气液两相流流道内充有液体和气泡，液体中溶有荧光剂，激光器位于气液两相流流道的一侧并照射气液两相流流道的待测截面，装有滤光镜的高速照相机连接计算机，高速照相机拍摄被激光器照射后的待测截面，并将拍摄得到的照片传送至计算机。

本发明的优势在于：本发明不仅可以在不影响流体流场的情况下进行测量，而且可以较为直观、准确的测量出流道内某一点的截面含气率。可以不涉及接触式的探针等的器材，避免了传统方法对待测流体的干扰。不采用辐射射线，更加安全可靠。此外，还具有应用范围广，安全环保，造价低廉，搭建方便，操作简单，易于推广等优点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1，本发明解决其技术问题所采用的方案是：系统主要有三个部分组成，包括透明的气液两相流道2、LIF（激光诱导荧光）系统、信息采集处理系统。LIF（激光诱导荧光）系统主要包括:荧光剂、激光器1、及相关镜片；信息采集处理系统主要部分主要包括一台高速照相机5、一台电脑6和相关的处理程序。

本测量装置的测量的原理是：荧光剂在激光的照射下会激发产生荧光。用激光器1发射平面激光照射实验段的待测截面4时，溶有荧光剂的液相激发发光，而气相3不发光。用装有滤光镜（滤掉激光）的高速照相机5拍摄此截面4，采用相应的图像处理技术进行处理后，就可以准确的计算出该截面4的截面含气率。

在图1中，透明流道2内为溶有荧光剂的气液两相流体。用激光器1发出的平面激光照射待测截面4，由于荧光剂在激光的照射下会激发产生荧光，因此待测截面4处溶有荧光剂的液相激发发光，而气相3不发光；用带有滤光镜的高速照相机5对截面进行拍摄，将得到的照片导入计算机及图像处理系统6，经过处理及相应的计算就可得到待测截面的截面含气率。