[發(fā)明專利]一種氣液兩相流氣泡體積檢測裝置及檢測方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201310370361.0 | 申請日： | 2013-08-22 |
| 公開（公告）號： | CN103471502A | 公開（公告）日： | 2013-12-25 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 何峰;謝貴久;顏志紅;金忠;陳偉;陳云鋒;張川;楊毓彬 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國電子科技集團公司第四十八研究所 |
| 主分類號： | G01B11/00 | 分類號： | G01B11/00 |
| 代理公司： | 長沙正奇專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 43113 | 代理人： | 馬強 |
| 地址： | 410111 湖南*** | 國省代碼： | 湖南;43 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 兩相 流氣 體積 檢測 裝置 方法 | ||
1.一種氣液兩相流氣泡體積檢測裝置，包括測量氣液兩相流氣泡體積的測量通道（1），其特征在于，所述測量通道（1）的兩個出口上各安裝有紅外檢測對管，所述紅外檢測對管包括分別安裝于所述測量通道（1）出口兩側(cè)且位置相對的紅外發(fā)光二極管（2）與紅外探測器（3）；所述紅外發(fā)光二極管（2）和紅外探測器（3）均與信號調(diào)理模塊（8）電連接，所述信號調(diào)理模塊（8）通過數(shù)據(jù)采集卡（12）接入計算機（14）。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣液兩相流氣泡體積檢測裝置，其特征在于，所述信號調(diào)理模塊（8）包括與所述紅外探測器（3）電連接的光信號檢測電路（10）、與所述紅外發(fā)光二極管（2）電連接的恒溫控制電路（11）、以及與所述光信號檢測電路（10）、恒溫控制電路（11）連接的脈沖恒流源驅(qū)動電路（9）。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣液兩相流氣泡體積檢測裝置，其特征在于，所述測量通道（1）兩個出口上的兩個紅外發(fā)光二極管（2）的波長范圍分別為1.4μm±0.1μm、1.9μm±0.1μm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的氣液兩相流氣泡體積檢測裝置，其特征在于，所述測量通道（1）兩個出口上的紅外檢測對管平行，且所述兩個出口上的紅外檢測對管中心軸之間的距離L的范圍為6mm～50mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣液兩相流氣泡體積檢測裝置，其特征在于，所述測量通道（1）為藍寶石玻璃管，所述藍寶石玻璃管的內(nèi)徑D的范圍為1mm～20mm。
6.利用權(quán)利要求1或2所述檢測裝置檢測氣液兩相流氣泡體積的方法，其特征在于，該方法為：
1）數(shù)據(jù)采集卡（13）采集信號調(diào)理模塊（8）的輸出電壓信號以采樣頻率f，并對采集的電壓信號進行平滑、去噪處理；
2）設(shè)定分析周期T，將分析周期T內(nèi)信號調(diào)理模塊（8）的輸出電壓信號存入數(shù)組a[M]，其中M=T·f；其中T的取值范圍為0.5s～60s；
3）比較數(shù)據(jù)a[M]中輸出電壓信號與彈狀流電壓信號最大閾值Vslug-max的大小，若a[M]≥Vslug-max，則判定為彈狀流氣泡；比較數(shù)組a[M]中電壓信號與泡狀流電壓信號最大閾值Vbubble-max、泡狀流電壓信號最小閾值Vbubble-mix的大小，若Vbubble-mix≤a[M]≤Vbubble-max，則判定為泡狀流氣泡；比較數(shù)組a[M]中電壓信號與泡狀流電壓信號最大閾值Vbubble-max、彈狀流電壓信號最大閾值Vslug-max的大小，若Vbubble-max＜a[M]＜Vslug-max，則判定為環(huán)狀流氣泡；
4）彈狀流氣泡體積Vslug的計算公式為：
Vslug=π·（Dslug/2）2·vslug·P·（1/f），
其中，Dslug為彈狀流氣泡直徑，Dslug大小與測量通道內(nèi)徑相同，P為數(shù)組a[M]中大于彈狀流電壓信號閾值Vslug-max的電壓脈沖的個數(shù)；vslug為彈狀流氣泡的流速，vslug=L/t，L為測量通道兩個出口上的紅外檢測對管中心軸之間的距離，t為測量通道兩個出口上紅外檢測對管之間同一彈狀流的電壓信號序列的峰值間隔時間；
5）泡狀流氣泡體積Vbubble的計算公式為：
其中，Dbubble[i]為第i個泡狀流氣泡直徑，N為一個分析周期T內(nèi)累計的泡狀流氣泡個數(shù)，氣泡個數(shù)與分析周期T內(nèi)Vbubble-mix≤a[M]≤Vbubble-max的a[M]中的電壓脈沖信號個數(shù)相同；
6）環(huán)狀流氣泡體積Vannular的計算公式為：
Vannular=π·（Dannular/2）2·Q·（1/f），
其中，Dannular為環(huán)狀流氣泡直徑，Q為數(shù)組a[M]中，滿足Vbubble-max＜a[M]＜Vslug-max的電壓脈沖的個數(shù)；
7）計算整個采用周期內(nèi)的氣液兩相流氣泡體積V：
V=∑（Vbubble+Vslug+Vannular）。
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