[发明专利]一种基于ERT传感器的自适应多相流测量装置

说明书

本发明涉及多相流测量技术领域，尤其涉及一种基于ERT传感器的自适应多相流测量装置，包括ERT传感器、信号采集处理系统、控制系统以及图像重建系统，ERT传感器包括设置于导体管道内壁的电极阵列以及多路选择器，电极阵列为沿导体管道轴向均匀排列的M组电极，且每组电极为沿导体管道内壁周向均匀排布的N个电极组成，多路选择器与电极通过导电件实现电连接；电极与导体管道之间以及导电件与导体管道之间设置绝缘件。本发明的测量装置运用闭环控制，自适应的调整ERT传感器的结构，减小测量装置的数据运算压力，增快数据处理速度，提高了测量精度。

技术领域

本发明涉及多相流测量技术领域，尤其涉及一种用于导体管道的ERT传感器以及自适应多相流测量装置。

背景技术

“多相流”即为具有两种或两种以上的“相”物质同时流动的流体，“相”为物质存在的形式，如气态、液态、固态。多相流现象广泛存在于石油、化工、冶金等工业过程中，而对多相流的流动状态监测是在这些工业过程中存在的一项具有挑战性的问题。

多相流在时间空间上均随机变化，故对多相流的流动特性研究难度远高于对单相流的研究。现有的检测方法大致可分为直接法与间接法，直接法是指对象参数能通过测量直接得出，而间接法是需要在测量值与被测参数建立关系式再通过计算得到。在多相流测量领域内，使用较为广泛的是间接法，如电学法、超声法、射线法等，其中电学法能够提供丰富的物质截面分布信息，并能将管道中的多相介质分布进行可视化重建，但现有技术中运用电学法测量时，均将电学传感器安装在绝缘管道上。电学过程层析成像技术根据测量敏感原理不同又分为电容层析成像(ECT)、电阻层析成像(ERT)、阻抗层析成像(EIT)和电磁层析成像(EMT)等。

电阻层析成像(ERT)技术具有低成本、无放射性、非侵入、可视化等特点，近年随着ERT技术在医疗、地质勘探、工业过程、多相流检测等领域的迅猛发展，它已成为可视化检测领域的代表技术和研究热点。

申请号201410328267.3名称为“基于超声多普勒与电学多传感器的多相流可视化测试方法”的发明专利中公开了在管道上安装电学传感器与超声传感器对管道内被测对象流动特征实现流型识别，但其适用范围仅针对绝缘材质的管道，另外，在流型识别的步骤中，将采集的电学传感器阵列信号与超声传感器阵列信号与预先提取的特征值进行比对得出流型结论，但在整个流型识别的过程中，参与测试的传感器数量以及分布位置始终不变，不能根据流型测量情况调整出更优的测试方案，属于开环的控制系统，如此所得的流型重建结果的精度较低。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于导体管道的ERT传感器以及自适应多相流测量装置。

本发明采用以下技术方案：

一种用于导体管道的ERT传感器，包括：设置于导体管道内壁的电极阵列，电极阵列为沿导体管道轴向均匀排列的M组电极，且每组电极为沿导体管道内壁周向均匀排布的N个电极组成，其中，N与M为自然数，且N≥4，M≥2；与电极电连接的多路选择器，多路选择器与电极通过导电件实现电连接；电极与导体管道之间以及导电件与导体管道之间设置绝缘件。

进一步的，导电件一端与电极连接，另一端穿过导体管道并延伸至导体管道管壁外，并与多路选择器的任一激励支路电连接；

绝缘件包括，位于电极与导体管道内壁之间的第一绝缘部，和位于导电件与导体管道通孔壁之间的第二绝缘部。

进一步的，多路选择器至少包括N*M个激励支路，每个激励支路与电极分别电连接，为电极提供激励电压或激励电流。

进一步的，多路选择器还包括至少一个接地支路，接地支路与导体管道电连接。

进一步的，多路选择器与导电件之间、多路选择器与导体管道之间均通过双屏蔽电缆实现电连接。

本发明的一种用于导体管道的ERT传感器，具有以下有益效果：