[发明专利]基于文丘里管双差压的气液两相流参数测量方法

摘要

本发明公开了一种基于文丘里管双差压的气液两相流参数测量方法。包括如下基本步骤：1)测量文丘里管朝上和朝下倾斜方向的差压波动信号；2)应用经验模态分解方法分解2个取压方向上的差压波动信号，得到固有模态函数和残差；3)计算每个固有模态函数的相对能量；4)剔除噪声成分；5)根据相对能量的阈值判断伪成分；6)根据固有模态函数、残差和伪成分计算特征量；7)将特征量输入神经网络，预测空隙率、干度和总质量流量；8)计算气相与液相质量流量。本发明的有益效果是无需采用气液分离器，仅基于一个文丘里管的2个差压信号即可预测两相流多个参数。本发明检测参数多，实时性好，装置简单，易于实现。适用于气液两相流多参数的测量。

主权项

1.一种基于文丘里管双差压的气液两相流参数测量方法，其特征在于，包括下列步骤：(1)测量差压波动信号：应用差压传感器DPS1测量文丘里管朝上倾斜方向的差压波动信号ΔP1，应用差压传感器DPS2测量文丘里管朝下倾斜方向的差压波动信号ΔP2；(2)差压波动信号分解：应用经验模态分解方法分解ΔP₁，得到固有模态函数IMF₁¹、和残差r₁，其中m为由ΔP₁分解得到的固有模态函数的个数；应用经验模态分解方法分解ΔP₂，得到固有模态函数IMF₁²、和残差r₂，其中n为由ΔP₂分解得到的固有模态函数的个数；(3)计算相对能量：分别针对ΔP₁和ΔP₂，根据计算每个固有模态函数的相对能量e_i，其中E_i＝∑|IMF_i^l|²为固有模态函数IMF_i^l的能量，为固有模态函数的总能量，l＝1,2，对于ΔP₁，k＝m；对于ΔP₂，k＝n；(4)信号去噪：剔除信号中的噪声成分IMF11；(5)判断伪成分：如果ei≤0.05，那么ei对应的IMFil为伪成分，其中，l＝1,2，对于ΔP1，i＝6,7,…,m；对于ΔP2，i＝6,7,…,n；(6)提取特征量：对于ΔP₁，计算其中，D₁、R₁和d₁为ΔP₁的特征量，m₁为步骤(5)确定的ΔP₁中含有的伪成分的个数，表示IMF₁¹、IMF₂¹、L、中去掉IMF₁¹和m₁个伪成分后剩余的固有模态函数，表示IMF₁¹、中的m₁个伪成分；对于ΔP₂，计算其中，D₂、R₂和d₂为ΔP₂的特征量，n₁为步骤(5)确定的ΔP₂中含有的伪成分的个数，表示IMF₁²、中去掉n₁个伪成分后剩余的固有模态函数，表示IMF₁²、中的n₁个伪成分；(7)预测空隙率、干度和总质量流量：将d1、d2、R1和R2输入神经网络，预测气液两相流的空隙率α、干度χ和总质量流量M；(8)计算气相与液相质量流量：根据Mg＝χ·M计算气相质量流量Mg，根据Ml＝(1‑χ)·M计算液相质量流量Ml。