[實用新型]基于差壓與旋流分相電容含水率傳感器的濕氣測量系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820393431.2
• 申請日: 2018-03-22
• 公開（公告）號: CN209085681U
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發(fā)明（設計）人: 徐英;汪晶晗;張濤
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學;天津市天大泰和自控儀表技術(shù)有限公司
• 主分類號: G01F1/34
• 分類號: G01F1/34;G01F1/44;G01F1/42;G01N27/22
• 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

本實用新型涉及一種基于差壓與旋流分相電容含水率傳感器的濕氣測量系統(tǒng)，包括固定在測量管道上的差壓流量計和含水率傳感器，差壓流量計和含水率傳感器水平安裝，來流先經(jīng)過差壓流量計測量兩相流總的虛高質(zhì)量流量，再經(jīng)過含水率傳感器測量兩相流中的液相含率，實現(xiàn)兩相流量的非分離計量；所述的含水率傳感器為旋流分相電容含水率傳感器，包括旋流分相段和電容測量段，旋流分相段包括螺旋葉片支撐桿，分布在螺旋葉片支撐桿外周的兩個以上的螺旋葉片和外管壁；電容測量段包括金屬內(nèi)芯，覆蓋在金屬內(nèi)芯外周的絕緣層和外金屬管壁。本實用新型適用工業(yè)現(xiàn)場測量，并具有較高測量精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于氣液兩相流流量測量技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種水平安裝的差壓式流量計與旋流分相電容含水率傳感器組合測量氣液兩相流量的測量系統(tǒng)。

背景技術(shù)

氣液兩相流廣泛存在于工業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域。使用非分離技術(shù)對工業(yè)中的氣液兩相流流量進行分別測量，對工業(yè)生產(chǎn)、科學研究均具有重要意義。在天然氣、頁巖氣等的工業(yè)氣液兩相流測量中，目前已經(jīng)成熟的可應用在工業(yè)現(xiàn)場的兩相流測量方法一般是一種差壓式流量計輔以一種含水率測量手段，例如差壓+射線技術(shù)、差壓+微波技術(shù)、雙差壓技術(shù)等等。本實用新型針對該領(lǐng)域丞待解決的技術(shù)難點：(一)安全無輻射，便于現(xiàn)場管理；(二)測量量程盡量寬，保證現(xiàn)場中由于返排液、管道震動等方式出現(xiàn)短時間的段塞流等復雜流動形態(tài)變化；(三)結(jié)構(gòu)簡單，體積輕便，維護方便等，從以上述角度出發(fā)，解決適用于工業(yè)現(xiàn)場的非分離兩相流量計量問題。

差壓式流量計由于結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，成本低，在一定范圍內(nèi)具有較好的測量精度，成為目前在兩相流各流型下都能夠較穩(wěn)定工作的測量裝置。常用的節(jié)流裝置有孔板、文丘里、內(nèi)錐等。近年來，大量研究者針對節(jié)流裝置來測量氣液兩相流動進行實驗研究及測量模型建立工作，差壓式流量計目前是工業(yè)測量濕天然氣的應用最廣泛的流量計之一。1967年Chisholm D.在《Flow of incompressible two‐phase mixtures through sharp‐edgedorifices》基于孔板中蒸汽、水兩相流動采用分相法理論推導出孔板氣液兩相流的虛高模型；林宗虎等人在1979年根據(jù)大量工況的氣液密度比實驗分析結(jié)果，提出了適用于壓力0.7-20.1MPa，干度在0.1-1范圍，孔板節(jié)流比為0.25-0.75，管道內(nèi)徑為8-75cm的虛高模型；1997年，De Leeuw提出了針對文丘里管的濕氣虛高測量模型。其公式形式借用了Chisholm提出的孔板濕氣測量模型，并對其參數(shù)進行相關(guān)修正，氣相質(zhì)量流量預測相對誤差絕對值在濕氣范圍內(nèi)可達到5％以內(nèi)；2002年，R.N.Steven用NEL的實驗數(shù)據(jù)擬和了新的文丘里管測量濕氣模型；2003年，M.Van Werven和H.R.E.Van Maanen將濕氣看作霧狀流，探討了濕氣流經(jīng)文丘里管的流動模型。2015年，天津大學徐英、袁超針對長喉頸文丘里的虛高特性進行研究，采用量綱分析法建立了基于長喉頸文丘里的濕氣流量預測模型。