[發(fā)明專利]測量油/水雙相流體系中金屬表面潤濕狀態(tài)的裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210007584.6
• 申請日: 2012-01-11
• 公開（公告）號: CN103207133A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 段德莉;李曙;胡紫陽;易凡;侯思焓;張榮祿;王鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院金屬研究所
• 主分類號: G01N13/00
• 分類號: G01N13/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 許宗富;周秀梅

1.一種測量油/水雙相流體系中金屬表面潤濕狀態(tài)的裝置，其特征在于：該裝置包括儲液罐、體積流量計、循環(huán)泵、流速調(diào)節(jié)閥、圓盤分水器、樣品槽、試驗樣品、微型電導(dǎo)傳感器和信號處理及顯示線路；其中，圓盤分水器包括入水口、緩沖腔和多個出水口，入水口開設(shè)在緩沖腔的一個端面上，出水口開設(shè)在緩沖腔的另一個端面上；

所述樣品槽底部中央開設(shè)一盲槽，盲槽底部開設(shè)多個均勻分布的通孔，在樣品槽兩個相對的側(cè)面下部分別開設(shè)多個進水口和多個排水口，進水口、排水口的數(shù)量與圓盤分水器出水口的數(shù)量相同；

所述儲液罐的出水口與體積流量計的一端連接，體積流量計的另一端與循環(huán)泵入口連接，循環(huán)泵的出口連接流速調(diào)節(jié)閥一端，流速調(diào)節(jié)閥另一端連接圓盤分水器的入水口；所述圓盤分水器的出水口與樣品槽的進水孔連接，樣品槽的排水口與儲液罐連接；

所述微型電導(dǎo)傳感器是將不銹鋼絲用絕緣材料固封在薄壁不銹鋼管中制成，不銹鋼絲的長度大于薄壁不銹鋼管的長度，不銹鋼絲一端與薄壁不銹鋼管的一端在同一平面上，該平面為微型電導(dǎo)傳感器的探頭，不銹鋼絲為微型電導(dǎo)傳感器的一極，不銹鋼管為微型電導(dǎo)傳感器的另一極；

所述試驗樣品上開設(shè)多個均勻分布的通孔，其與盲槽底部的通孔數(shù)量相等，且一一對應(yīng)后同軸等徑；試驗樣品置于樣品槽底部的盲槽中，微型電導(dǎo)傳感器插入盲槽上的各個通孔，并一一對應(yīng)地穿過試驗樣品上的各個通孔，微型電導(dǎo)傳感器的探頭與試驗樣品的上表面平齊；所述微型電導(dǎo)傳感器連接信號處理及顯示線路。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量油/水雙相流體系中金屬表面潤濕狀態(tài)的裝置，其特征在于：所述絕緣材料為環(huán)氧樹脂或熱縮套管。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量油/水雙相流體系中金屬表面潤濕狀態(tài)的裝置，其特征在于：所述信號處理及顯示線路主要由電源、反相器、比較電阻、保護電阻和發(fā)光二極管組成，用于將微型電導(dǎo)傳感器測得的信號用發(fā)光二極管來顯示。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量油/水雙相流體系中金屬表面潤濕狀態(tài)的裝置，其特征在于：所述圓盤分水器的緩沖腔為兩端封閉的不銹鋼圓筒，各個出水口圍繞緩沖腔另一端面的中心設(shè)置且間距相等，各個出水口到緩沖腔另一端面的中心距離相等。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量油/水雙相流體系中金屬表面潤濕狀態(tài)的裝置，其特征在于：所述儲液罐為圓筒狀容器，由有機玻璃制成，其出水口設(shè)置于其側(cè)壁下部。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量油/水雙相流體系中金屬表面潤濕狀態(tài)的裝置，其特征在于：所述儲液罐與體積流量計之間及體積流量計與循環(huán)泵之間采用耐壓塑料管連接；所述圓盤分水器的出水口通過硅橡膠管與樣品槽的進水孔連接，樣品槽的排水口連接硅橡膠管，其另一端由儲液罐頂部導(dǎo)入儲液罐。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量油/水雙相流體系中金屬表面潤濕狀態(tài)的裝置，其特征在于：所述樣品槽為無蓋的長方形容器，由有機玻璃制作，樣品槽側(cè)面各進水口和排水口的圓心距樣品槽底面距離相等，樣品槽進水孔的面積小于其排水孔的面積；試驗樣品與樣品槽底部的盲槽及微型電導(dǎo)傳感器之間的空隙以環(huán)氧樹脂填充。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量油/水雙相流體系中金屬表面潤濕狀態(tài)的裝置，其特征在于：所述體積流量計為橢圓齒輪流量計；所述流速調(diào)節(jié)閥為不銹鋼球閥；所述循環(huán)泵為管道離心泵。

9.一種用權(quán)利要求1-8任一所述的裝置測量油/水雙相流體系中金屬表面潤濕狀態(tài)的方法，其特征在于：包括如下步驟：

1)將試驗液體倒入儲液罐中，開動循環(huán)泵，待試驗液體油/水雙相混合并在整個裝置中平穩(wěn)循環(huán)流動；

2)給信號處理及顯示線路加電，發(fā)光二極管開始閃爍；

3)調(diào)節(jié)流速調(diào)節(jié)閥，使體積流量計顯示的試驗液體流速達到設(shè)定值；

4)待發(fā)光二極管的工作狀態(tài)穩(wěn)定后，記錄導(dǎo)通的發(fā)光二極管的數(shù)量；

5)重復(fù)步驟3)、4)，直至完成所有設(shè)定流速下的測量工作；

6)根據(jù)公式：水潤濕百分比＝(導(dǎo)通的發(fā)光二極管數(shù)量/傳感器的數(shù)量)×100％，得到試驗樣品表面的水潤濕百分比。