[发明专利]基于加速度检测的涡街湿气分相流量测量方法

权利要求书

1.一种基于加速度检测的涡街湿气分相流量测量方法，基于三轴加速度探头测量涡致加速度波动信号，利用涡街频率和加速度幅值信息进行建模，利用牛顿迭代算法进行湿气分相流量预测，包括下列步骤：

1)采集压力p、温度T和三轴加速度探头输出的加速度时序信号；

2)通过压力p和温度T分别计算气体密度ρ_g、液体密度ρ_l和液相表面张力σ；

3)通过加速度时序信号提取加速度幅值A和涡街脱落频率f_VS；

4)根据涡街脱落频率f_VS，计算未进行过读修正的涡街流量计示值Q_g,apparent；将其作为气相体积流量Q_g的迭代初值，即Q_g,0＝Q_g,apparent，下标n＝0代表初值；

5)代入牛顿迭代格式进行求解：

上式中相关参数说明如下：

Q_g,n代表上次迭代结果，Q_g,n+1代表本次迭代结果；

D为管道公称直径；

a₁、a₂为常数系数，在干气工况下按照函数A₀＝a₁ρ_gexp(a₂U_sg)标定得到，其中，A₀代表干气工况加速度幅值，气相表观流速U_sg＝4Q_g/πD²；

b₁、b₂、b₃和b₄为常数系数，在湿气工况下按照函数A^*＝b₁We_g²+b₂We_g+b₃+b₄We_l标定得到，其中，无量纲幅值气相韦伯数液相韦伯数液相表观流速U_sl＝4Q_l/πD²；

c为常数系数，α和β为常数幂指数，在湿气工况下按照函数OR＝1+cWe_g^αWe_l^β标定得到，其中涡街过读因子OR＝Q_g,apparent/Q_g；

6)设定收敛阈值，比较前后两次迭代得到的气相体积流量，判断是否满足收敛条件即|Q_g,n+1-Q_g,n|/Q_g,n是否小于收敛阈值；若满足收敛条件，则迭代结束，进行下一步操作；若不满足收敛条件，则令n＝n+1，跳到步骤5)继续进行迭代求解，直至计算收敛为止；

7)由最近一次的迭代计算结果，得到气相体积流量Q_g，计算气相表观流速U_sg＝4Q_g/πD²，计算气相韦伯数

8)计算涡街过读因子计算液相韦伯数计算液相表观流速计算液相体积流量

2.根据权利要求1所述的涡街湿气分相流量测量方法，其特征在于，所采用三轴加速度探头选取电容模拟式微硅KX220-1071芯片作为加速度传感器。

3.根据权利要求1所述的涡街湿气分相流量测量方法，其特征在于，所述的加速度时序信号为升力方向加速度分量s(t)。

4.根据权利要求1所述的涡街湿气分相流量测量方法，其特征在于，步骤4)中，Q_g,apparent＝3600f_VS/K_v，其中，K_v为仪表系数，单位：m^-3。

5.根据权利要求1所述的涡街湿气分相流量测量方法，其特征在于，所述的收敛阈值为0.1％。