[發明專利]環狀流局部動態液膜平均厚度的直接測量方法

有效

• 申請號: 201710227523.3
• 申請日: 2017-04-10
• 公開（公告）號: CN107192325B
• 公開（公告）日: 2019-11-01
• 發明（設計）人: 王超;趙寧;陳超;王青天
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01B7/06
• 分類號: G01B7/06
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程毓英

1.一種環狀流局部動態液膜平均厚度的直接測量方法，用于測量在管道里流動的導電液體的液膜，所采用的測量系統包括數據測量模塊、數據采集模塊以及數據處理模塊，其中，數據測量模塊包括直流穩壓電源、插入深度可調的接觸探針傳感器以及一個精密電阻；

所述的插入深度可調的接觸探針傳感器，包括螺旋測微器(6)、雙平行接觸探針(2)、連接部件(9)、固定支架(3)、可伸縮支架(7)和彈簧(8)，其中，螺旋測微器(6)的主體固定于固定支架(3)上；連接部件(9)包括外殼(10)，固定連接在外殼(10)上支撐環，金屬桿(13)與支撐環(12)內側緊貼；螺旋測微器(6)的測量端與連接部件(9)的金屬桿(13)相連；雙平行接觸探針(2)固定在連接部件(9)外殼的下部；連接部件(9)通過可伸縮支架(7)與固定支架(3)相連，在可伸縮支架(7)的豎桿外設置有彈簧，彈簧置于固定支架與連接部件(9)之間；雙平行接觸探針(2)除探針下端外均涂上疏水材料；直流穩壓電源提供的穩壓源加載在相互串聯的精密電阻和雙平行接觸探針(2)上，精密電阻兩端的電壓由數據采集模塊采集后被送入數據處理模塊；測量方法如下：當導電液體淹沒探針下端時，兩個探針之間導通，整個電路構成回路，電流流經精密電阻，其兩端的電壓不為零，兩個探針之間沒有液體時，精密電阻兩端的電壓為零，連續測量時，表現為不同的占空比，根據精度要求的不同，利用螺旋測微器選定雙平行接觸探針的插入深度增量值，得到對應插入深度的電壓信號，最后數據處理模塊計算出局部動態液膜的平均厚度，測量方法為：

將一對雙平行接觸探針插入管內，使探針下端位于液膜附近，當探針下端位于液膜表面與液體接觸時，探針頭之間形成了導電通路；當探針頭在液膜表面之上不與液膜接觸時，則電路處于開路，通過測出精密電阻兩端的電壓可判斷液膜是否與探針頭相接觸；調節螺旋測微器，使接觸探針的插入深度逐漸增加，當采集數據中開始出現非零信號時記下此時的插入深度值與其對應電壓信號時間序列；根據精度要求的不同，選定探針傳感器的插入深度增量值，繼續往下調節螺旋測微器，依次記下每一個插入深度值與其對應的電壓信號時間序列，直到檢測的電壓信號保持為非零電壓；將插入深度值轉為化液膜厚度值，將電壓信號時間序列轉化為插入深度值對應的占空比，按從小到大排序后把占空比逐個做差可得到每一個液膜厚度值對應的權值，設液膜厚度序列為hi，其對應的權值序列為wi，i＝1,2,3,…,N，故而得到平均液膜厚度值H＝(h1×w1+h2×w2+h3×w3+…+hN×wN)。

2.根據權利要求1所述的直接測量方法，其特征在于，所述的支撐環包括相互連接的金屬環外圈(11)和位于金屬環外圈(11)內的橡膠環(12)。