[发明专利]一种基于软测量技术的多相流流型检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是多相流检测领域，特别涉及一种基于软测量技术的多相流流型检测方法。

背景技术

随着科学技术的迅速发展，多相流动体系在国民经济和人类生活中的地位日益重要，在自然界和工业生产中涉及范围十分广泛，在化工、石油、冶金、动力及原子能等工业中，多相流动过程更是普遍存在。多相流动中各相介质的分布状况称为流型或流态。流型的不同，不但影响多相流的流动特性和传热传质性能，而且影响多相流参数的准确测量。例如压力的波动与被输送的多相流混合物相互作用会产生管路的强烈振动现象。因此研究多相流流型的自动识别不仅具有重要的工业应用价值和学术价值，而且它能够为相关工业的安全与自动化生产、管路系统的设计与运行、多相流量计量的开发等提供重要的技术支持。因此，多相流的流型辨识是多相流检测中的一个重要方向。

流型的现代测量方法从工作原理上可分为直接测量法和间接测量法。常见的直接测量法有目测法、高速摄影法、射线衰减法和接触探头法等几种；间接测量法主要有概率密度函数分析法、功率谱密度函数分析法。传统的通常建立在传感器等硬件基础上的各种现有测试手段，目前在多相流领域还未能获得令人十分满意的结果，将软测量技术(如状态估计、过程参数辨识，人工神经网络、模式识别等)引入多相流参数测试领域中来是流型检测的一个发展趋势。

经检索，与本发明相关的专利有：一种鉴别多相流流型的方法(公开号：CN103123294A),公开了一种鉴别多相流流型的方法，首先检测待测管道中多相流流动时产生的声音信号,若所述声音信号平稳,则所述多相流的流型为分层流流型,若所述声音信号波动剧烈,则所述多相流的流型为间歇流流型，对不可视管道中油-气混输的多相流流型的检测结果准确,且操作方便，但依靠声音易产生外界干扰信号，稳定性不高；一种螺旋输送管内粉体流型检测装置及压缩感知流型辨识方法(公开号：CN103645029A),其检测装置由检测传感器、信号采集及处理单元和上位机组成，采用基于压缩感知理论的算法进行流型辨识,克服了传统算法需计算灵敏度矩阵的局限性，本装置及方法改善了检测传感器灵敏场的均匀程度,能准确、有效地进行流型的辨识,但其对于复杂流型的分析能力不足。

发明内容

结合传统多相流流型检测遇到的问题，本发明提供一种基于软测量技术的多相流流型检测方法。

本发明的技术方案是：

一种基于软测量技术的多相流流型检测方法，其特征在于，多电导探针技术检测多相流并基于软测量技术对接受信号进行分析，具体检测方法为：

(1)检测部分：首先将检测用探针插入弯度为90°的不锈钢套筒中，注射绝缘漆到套筒内部，然后用高强度的环氧树脂固定好电极以及外壳的连接并干燥，最后将探针尖垂直滑过水砂纸，在探针尖部产生一个非常短的导通距离，组成一个电导探头，将多电导探头结构安装在被检测的容器或管道内，对多相流进行检测，并将信号通过电路传导到信号接收器。

(2)分析部分：接收的信号通过信号调理模块后，传往数据采集设备，然后通过计算机将接收的信号显示，接收的信号特征量提取后，建立基于模糊规则的流型软测量模型，对模型参数进行辨识，然后利用样本数据确立特征变量的隶属度函数，根据最大隶属度原则得出流型辨识结果。

所述的一种基于软测量技术的多相流流型检测方法，其特征在于，检测部分中的探针和套筒需要保证电极与外壳之间彼此绝缘。

所述的一种基于软测量技术的多相流流型检测方法，其特征在于，分析部分中采用多电导探针结构是由三个电导探针组成，轴向相隔30mm，在圆周弧度上相差π/3的角度。

所述的一种基于软测量技术的多相流流型检测方法，其特征在于，分析部分中信号调理模块主要是由差动放大、相敏解调和低通滤波三个模块组成，并采用动态时窗模型，对检测数据进行平滑预处理。

所述的一种基于软测量技术的多相流流型检测方法，其特征在于，分析部分中数据采集选用的是INV303～306型智能信号采集处理系统，它自带的系统分析功能可以完成实时显示波形变化，采用的是触发采样模式，可以完成边采边显的功能。