[发明专利]超声多普勒与电学传感器组合多相流可视化测试装置

摘要

本发明涉及一种超声多普勒与电学传感器组合多相流可视化测试装置，包括电学传感器阵列、超声传感器阵列、电学信号发生与检测单元、超声信号发生与检测单元、流动参数计算与可视化单元；电学传感器阵列包括一组分布在被测管道相同截面位置的电极阵列；超声传感器阵列包括两组分布在被测管道不同截面位置的探头阵列，每组探头阵列由两个以上的超声探头构成，其中至少一组以超声多普勒方式工作，获取被测多相流体流速，另外至少一组以超声透射法工作，获取被测多相流体相含率；电学电极与超声探头在被测管道上同时安装、同时工作，组成一套双模态传感器。本发明的测量装置具有可视化、适用范围宽、无扰动、无辐射、成本低等特点。

主权项

一种超声多普勒与电学传感器组合多相流可视化测试装置，用于对流经被测管道的多相流体的过程参数进行测量，包括电学传感器阵列、超声传感器阵列、电学信号发生与检测单元、超声信号发生与检测单元、流动参数计算与可视化单元；所述的电学传感器阵列包括两组分布在被测管道相同截面位置的电极阵列；所述的超声传感器阵列包括两组分布在被测管道不同截面位置的探头阵列，每组探头阵列由两个以上的超声探头构成，其中第一组以超声多普勒方式工作，包括高频超声探头与低频超声探头，前者用于发射高频超声信号，以获取被测多相流体内的液滴流速，后者用于发射低频的超声信号，以获取被测多相流体内的气泡流速，第二组以超声透射法工作，通过超声幅值衰减获取被测多相流体相含率；所述的电学传感器阵列与超声传感器阵列组成一套双模态传感器阵列；电学信号发生与检测单元选通电学传感器阵列中的一对电极作为激励电极对，其中一个电极为激励电极，另一个电极为接地电极，在所述激励电极对之间建立电学敏感场，测量其余电极间电势差；对于第一组超声探头，超声信号发生与检测单元选通该组探头阵列中的一个探头发出超声波，该探头自身或另一个探头接收超声波，将超声强度转换为电信号并提取频移信息；对于第二组超声探头，超声信号发生与检测单元选通该组探头阵列中的一个探头发出超声波，其余探头中的一个或多个探头接收超声波，并将超声强度转换为电信号并提取幅值信息；电学信号发生与检测单元与超声信号发生与检测单元所获信号一起，送入流动参数计算与可视化单元，实现流型在线识别、相含率与分相流速的计算，以及相分布的可视化重建与显示。