[发明专利]两相流体网丝电容层析成像方法

摘要

本发明公开了两相流体网丝电容层析成像方法，介入式网丝电容的每根绝缘网丝都为一条投影射线，其投影值等于网丝的电容值，介入式网丝电容器的一极为绝缘线内的金属芯，另一极则由两相流体中的导电相与网丝的接触面或润湿面而形成，表层的绝缘层充当电极间的电介质，并确定其电容值；通过电动旋转或自旋转驱动装置带动，介入式网丝电容传感器对管线中的两相流体进行高速旋转扫描，获取两相流体在管线横截面上的各个方向的投影信息，得到两相流体流动的实时图像。介入式电容传感器也可以是固定形式，通过测量空间交叉点处的电容值，确定两相流体各相组分在整个管道或容器横截面上的局部分布信息，无须经过图像重建运算直接获取两相流体的实时图像。

主权项

1.一种两相流体网丝电容层析成像方法，其特征在于，包括以下步骤：1)首先根据流道流通截面的形状和测量精度，布置固定形式的介入式电容传感器，其电容值为$C=\frac{2\mathrm{\pi ϵl}}{\ln \left(\frac{d_2}{d_1}\right)}$ 式中，ε为绝缘材料的介电常数，l为导电相的润湿长度，d1为金属芯的直径，d2为绝缘线外径；所述的介入式网丝电容传感器的网丝由直径小于0.2mm的绝缘导线构成；其中布置有绝缘线层和导线层，两层之间相距很近且相互平行，每层的绝缘线或导线也彼此平行且垂直固定于可旋转的传感器壳体上，旋转机构与管道密封相连；每根绝缘线作为电容传感器中电容的产生极，而它们正后面相对应的导线则是测量对应电容所用的连接导线；介入式电容传感器的绝缘线垂直于管道轴线分布；每个接点处都有独立的电容测量电路，对应每一条绝缘线，紧接其下游一侧，分布多条导线，导线与管道轴线及流体流动方向平行；2)当两相流体沿流动方向经过介入式电容传感器时，若测量端与绝缘线之间被导电相占据，电容测量电路处于接通状态，从绝缘线和该导线上能够测量出的一定的电容值；反之若被非导电相占据，则电容测量电路处于开路状态，从绝缘线和该导线上测量出的电容值接近于零；3)在具体测量各个接点的电容值时，同时对所有的绝缘线与各个导线的测量端的空间交叉点处的电容值进行测量，确定两相流体各相组分在整个管道或容器横截面上的局部分布信息，无须经过图像重建运算即可直接获取两相流体的实时图像。