[发明专利]一种基于科氏力的两相流质量流量计及两相流量测量方法

权利要求书

1.一种基于科氏力的两相流质量流量计，包括换能器和变送器，其特征在于，所述换能器包括传感器和工况测量模块，所述变送器包括计算模块，所述传感器和所述工况测量模块分别与所述计算模块通信连接；

其中，所述传感器用于测量流体的原始总质量流量Q_m和原始混合密度ρ_min；

所述工况测量模块用于测量工况压力P和工况温度T；

所述计算模块用于接收所述传感器和所述工况测量模块传输的数据，并计算得到液相质量流量Q₁和气相质量流量Q_g。

2.根据权利要求1所述的基于科氏力的两相流质量流量计，其特征在于，所述换能器还包括测量管，所述传感器安装于所述测量管上；

所述工况测量模块包括压力传感器和温度传感器，所述压力传感器设于所述测量管的进口端，所述温度传感器紧贴于所述测量管的外壁。

3.根据权利要求1所述的基于科氏力的两相流质量流量计，其特征在于，所述传感器包括线圈和磁钢，所述线圈的匝数为1500，所述磁钢为强磁磁钢。

4.根据权利要求2所述的基于科氏力的两相流质量流量计，其特征在于，所述压力传感器为绝对压力传感器，所述温度传感器为铂电阻温度传感器。

5.一种两相流量测量方法，使用如权利要求1-4任一项所述的基于科氏力的两相流质量流量计，其特征在于，包括如下步骤:

S1.利用所述传感器测量流体的原始总质量流量Q_m和原始混合密度ρ_min，利用所述工况测量模块测量工况压力P以及工况温度T；

S2.利用所述计算模块计算得到工况气相密度ρ_g，同时对原始混合密度ρ_min进行修正，得到修正后的混合密度ρ_min'；

S3.所述计算模块根据液密度ρ₁、工况气相密度ρ_g以及修正后的混合密度ρ_min'计算流体的质量含液率LMF和质量含气率GMF；

S4.所述计算模块根据质量含气率GMF对测量出的原始总质量流量Q_m进行修正，得到修正后的总质量流量Q_m'；

S5.所述计算模块根据修正后的总质量流量Q_m'、质量含气率GMF和质量含液率LMF计算得到液相质量流量Q₁和气相质量流量Q_g。

6.根据权利要求5所述的两相流量测量方法，其特征在于，步骤S2中利用所述计算模块对原始混合密度ρ_min进行修正的步骤包括：

所述计算模块结合工况压力P、工况温度T以及原始混合密度ρ_min拟合修正公式，建立工况压力P、工况温度T、原始混合密度ρ_min以及修正后的混合密度ρ_min'的数据模型，得到修正后的混合密度ρ_min',修正公式为：

ρ_min'＝A(P,T)×ρ_min+B(P,T)；

其中，A为修正系数，B为修正常数。

7.根据权利要求5所述的两相流量测量方法，其特征在于，步骤S2中利用所述计算模块计算工况气相密度ρ_g的步骤包括：

所述计算模块结合工况压力P、工况温度T和气体PVT方程，利用公式：

计算得到工况气相密度；

其中,ρ₀为气相标方密度，P₀为标准大气压，T₀为绝对温度。

8.根据权利要求5所述的两相流量测量方法，其特征在于，步骤S3中所述计算模块计算流体的质量含液率LMF和质量含气率GMF的步骤包括：

利用公式：计算得到质量含液率LMF；

利用公式：GMF＝1-LMF，计算得到质量含气率GMF。