[发明专利]航空发动机回油管路油气两相流空隙率测量方法和装置

权利要求书

1.一种带有温度补偿的回油管路中油气两相流的空隙率测量方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

S1：将ECT传感器内部充满润滑油，将不同管径的空心聚四氟乙烯管插入ECT传感器内部，模拟回油管路中不同空隙率下油气两相流的典型流型，测量如下两部分数据：

(1)测量室温时不同空隙率下ECT传感器不相邻的两两电极之间的电容信号，组成离线数据集；

(2)测量不同温度下ECT传感器处于满管和空管状态下不相邻的两两电极之间的电容信号，作为在线测试阶段中温度补偿的参考值；

S2：将测得的离线数据集中的电容信号进行归一化处理；

S3：利用归一化后的电容数据，训练基于主成分回归的空隙率测量模型；

S4：在线测试时，将ECT传感器和温度传感器接入回油管路中，实时采集接入处管道截面的温度以及ECT传感器不相邻的两两电极之间的电容信号，在对电容信号进行温度补偿和归一化处理后，输入训练后的空隙率测量模型，输出空隙率。

2.根据权利要求1所述的带有温度补偿的回油管路中油气两相流的空隙率测量方法，其特征在于，所述归一化处理的公式如下：

其中，C_nor为归一化后的电容，为在温度T下ECT传感器空管时的电容，为在温度T下ECT传感器满管时的电容，C为电容实测值；在离线模型训练阶段，温度T为室温，在在线测试阶段，温度T为温度传感器的实测温度。

3.根据权利要求1所述的带有温度补偿的回油管路中油气两相流的空隙率测量方法，其特征在于，所述基于主成分回归的空隙率测量模型具体为：

(1)离线训练阶段，单次采集获得n个独立的电容数据，每个电容数据作为特征，构成具有n维特征的向量C，归一化处理得到归一化的电容数据C_nor；

(2)将归一化的电容数据C_nor通过主成分分析方法获得的变换矩阵P转换为几个相互正交的隐变量C_s

C_s＝P*C_nor

(3)对空隙率α与隐变量C_s进行回归分析，训练得到回归系数β：

α＝β*C_s+e

其中，e为残差；

由此获得空隙率测量模型：α＝W_α*C_nor

其中，W_α＝β*P为训练得到的权重系数。

4.一种实现权利要求1所述的带有温度补偿的回油管路中油气两相流的空隙率测量方法的带有温度补偿的回油管路中油气两相流的空隙率测量装置，其特征在于，该测量装置包括数据采集单元，以及与所述数据采集单元电连接的ECT传感器、温度传感器和上位机；

所述ECT传感器和温度传感器均用于接入被测回油管路；

所述数据采集单元用于对所述ECT传感器进行交替激励与检测，获得ECT传感器不相邻的两两电极之间的电容信号；以及采集温度传感器测量的被测回油管路中两相流的温度，并将电容信号和两相流温度实时发送给上位机；

所述上位机用于对电容信号进行温度补偿和归一化处理，再将归一化后的电容数据送入内置的空隙率测量模型，输出空隙率。