[发明专利]一种两相流分层界面几何形状测量方法

摘要

本发明涉及一种两相流分层界面几何形状测量方法，用于测量具有电导率差异的两相流的分层界面形态，所采用的平行线阵列传感器包括两组平行线电极，一组分布在上游的同一个管道横截面上，均作为激励电极，另一组分布在下游的同一个管道横截面上，均作为接收电极，位置相对的激励电极和接收电极构成一对线电极，各个电极固定在固定件上并穿过水平测量管道，测量方法包括在平行线阵列传感器不破坏油水分层界面形态的前提下，确定该平行线阵列传感器的几何尺寸；先后完成各个线电极对的测量，可采集到一帧测量数据；利用静置在水平测量管道内的分层气水两相分布对平行线阵列传感器的测量响应进行标定。

主权项

一种一种两相流分层界面几何形状测量方法，用于测量具有电导率差异的两相流的分层界面形态，所采用的传感器系统包括水平测量管道、固定件和平行线阵列传感器，其特征在于，固定件与水平测量管道固定连接，平行线阵列传感器包括两组平行线电极，一组分布在上游的同一个管道横截面上，均作为激励电极，另一组分布在下游的同一个管道横截面上，均作为接收电极，位置相对的激励电极和接收电极构成一对线电极，各个电极固定在固定件上并穿过水平测量管道，测量方法包括下列步骤：(1)在平行线阵列传感器不破坏油水分层界面形态的前提下，确定该平行线阵列传感器的几何尺寸；(2)当管道内存在油水分层界面时，每次选通一对线电极，生成正弦电压信号Vi，Vi经过参考电阻Rref加载到激励电极上，设激励信号为Vex，接收电极与参考地连接；参考电阻Rref两端、激励电极与接收电极之间的电压进行差分放大后，输入信号调理模块，信号调理模块分别向数据采集模块输出参考电压Vref和测量信号Vm；先后完成各个线电极对的测量，可采集到一帧测量数据；(3)利用静置在水平测量管道内的分层气水两相分布对平行线阵列传感器的测量响应进行标定，方法如下：计算气水两相分层条件下第i对平行线电极测量电导值Ge(i)；每对平行线电极所在位置处的水层高度已知，可得第i对平行线电极测量电导值Ge(i)与电极所在位置处两相分层界面高度h(i)的标定关系式；利用所测得的某一帧数据，计算第i对平行线电极测量的其所在位置处的油水电导率；得到管道内径向截面第i对平行线电极位置处的油水分层界面高度；根据各对平行线电极位置处油水分层界面高度，获得两相流分层界面几何形状。