[發明專利]氣水兩相流多參數測量方法和裝置

無效

• 申請號: 200910098237.7
• 申請日: 2009-04-30
• 公開（公告）號: CN101556234A
• 公開（公告）日: 2009-10-14
• 發明（設計）人: 李霞;黃志堯;孟振振;王保良;冀海峰;李海青
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N11/00
• 分類號: G01N11/00;G01F1/34;G01N27/06;G01F1/36
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 張法高

1.一種氣水兩相流多參數測量方法，其特征在于包括如下步驟：

1)利用陣列式電導傳感器獲取氣水兩相流的電導信號，差壓變送器獲取節流元件處的差壓，壓力變送器獲取氣水兩相流的壓力，溫度變送器獲取氣水兩相流的溫度；

2)利用基于最小二乘支持向量機分類技術建立的流型分類器，根據電導信號判別氣水兩相流的實時流型；

3)根據流型判別結果，選擇該流型下基于最小二乘支持向量機回歸方法建立的相應空隙率測量模型，由電導信號計算氣水兩相流的空隙率；

4)根據流型判別結果，選擇該流型下經參數優化后的Butterworth關系式，由平均空隙率計算氣水兩相流的干度；

5)根據流型判別結果，選擇該流型下經參數優化后的Collins關系式，由于度和節流元件處的差壓計算氣水兩相流的總質量流量和分相流量。

2.根據權利要求1所述的一種氣水兩相流多參數測量方法，其特征在于所述的空隙率測量模型是采用最小二乘支持向量機回歸技術針對不同的流型分別建立的，對靜態實驗得到的電導信號和空隙率值進行最小二乘支持向量機的回歸而得。

3.根據權利要求1所述的一種氣水兩相流多參數測量方法，其特征在于所述的Butterworth關系式是基于原有Butterworth關系式針對不同的流型分別進行參數優化得到的，對測量得到的空隙率值和實際的干度值進行非線性函數的擬合優化而得。

4.根據權利要求1所述的一種氣水兩相流多參數測量方法，其特征在于所述的Collins關系式是基于原有Collins關系式針對不同的流型分別進行參數優化得到的，對測量得到的干度值、差壓值和實際的兩相流流量值進行非線性函數的擬合優化而得。

5.一種氣水兩相流多參數測量裝置，其特征在于：它具有計量管道，在計量管道上依次安裝壓力變送器、溫度變送器、陣列式電導傳感器、節流元件，陣列式電導傳感器經電導測量及采集電路與計算機相連接，節流元件與差壓變送器相連接，差壓變送器、壓力變送器、溫度變送器經數據采集電路與計算機相連接。

6.根據權利要求5所述的一種氣水兩相流多參數測量裝置，其特征在于所述的電導測量及采集電路具有相連接的激勵和測量模塊、雙向電流源模塊、信號采集和控制模塊和USB通訊模塊，激勵和測量模塊具有8個激勵和測量電路，并通過高頻屏蔽線與陣列式電導傳感器的電極相連，信號采集和控制模塊包括相連接的第一儀表放大器、模數轉換器、數字信號處理器、復雜可編程邏輯器件、數模轉換器，復雜可編程邏輯器件與模數轉換器、數模轉換器的控制端相連接，第一儀表放大器的輸入端分別與激勵和測量模塊、數模轉換器相連，數字信號處理器與USB通訊模塊相連以傳輸控制信號和電導信號。

7.根據權利要求6所述的電導測量及采集電路，其特征在于所述的激勵和測量模塊中的各個激勵和測量電路：它通過多路開關將雙向電流源模塊輸出的雙極性脈沖引入陣列式電導傳感器的相鄰電極間進行電流激勵，各相鄰的電極分別與相應的第二儀表放大器的兩個輸入端相連，第二儀表放大器的輸出端與正向采樣保持器、反向采樣保持器的輸入端相連，正向采樣保持器、反向采樣保持器的輸出端與差動放大器相連，差動放大器的輸出端經模擬開關接入信號采集和控制模塊。