[發明專利]一種雙電容兩相流參數測量儀及測量方法

有效

• 申請號: 201911037613.1
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN110763294B
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 李劍斌;張龍賜;何峰
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十八研究所
• 主分類號: G01F5/00
• 分類號: G01F5/00
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 廖元寶

本發明公開了一種雙電容兩相流參數測量儀及測量方法，包括文丘里管、第一電容模塊、第二電容模塊、差壓模塊和信號集成模塊；差壓模塊用于測量所述文丘里管入口段的與喉部之間的流體壓差信號；第一電容模塊安裝于所述文丘里管入口段或出口段的周側，用于測量流體的第一氣液含率；第二電容模塊安裝于所述文丘里管入口段或出口段的周側，用于測量流體的第二氣液含率；同時第二電容模塊將內部測量電極之間的電容發送至信號集成模塊；信號集成模塊，用于將第一氣液含率和第二氣液含率進行耦合得到流體最終的氣液含率，并且根據電容的變化生成流體的截面圖像。本發明的測量儀及方法具有結構簡單、體積小、安全可靠、可測量多種參數且精度高等優點。

技術領域

本發明主要涉及氣液兩相流量測量技術領域，特指一種雙電容兩相流參數測量儀及測量方法。

背景技術

氣液兩相流量測量主要應用于能源與化工等領域，在能源領域用于對油氣開采進行過程控制與產能計量，在化工領域用于對化工廠的流化床和換熱器進行參數監控與安全控制。氣液兩相流流動特性復雜，測量技術存在諸多難點，主要體現在：特征參數多；相含率變化幅度大、速度快；流型及物性參數(黏度、密度等)變化復雜。

現階段對于流體中氣液兩相流量的測量主要是通過文丘里+射線的方式來實現，其中文丘里用來測量流體總流量，射線用來測量流量中氣液兩相分別對應的含量。

傳統的文丘里流量傳感器是通過測量流體流過一段連續變化界面的壓力變化以及溫度來測量流量，但是在能源、化工等一些領域不僅需要測量流過流體的流量，還需要測量流體中氣液各相成分的流量，傳統文丘里流量傳感器存在的缺陷嚴重限制了其在這些領域的應用。

射線(x射線、r射線)由于具有一定的輻射性，在安全性和管理維護方面要求極高，儀器的使用、維護、管理要求嚴苛，測量精度差，而且無法實時成像，無法實時顯示測量管道內流型。射線法測量存在的缺陷也嚴重限制了其在這些領域的應用。

發明內容

本發明要解決的技術問題就在于：針對現有技術存在的技術問題，本發明提供一種結構簡單、體積小、安全可靠、可測量流體多種參數且精度高的雙電容兩相流參數測量儀及測量方法。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

一種雙電容兩相流參數測量儀，包括文丘里管、第一電容模塊、第二電容模塊、差壓模塊和信號集成模塊；

所述差壓模塊，用于測量所述文丘里管入口段的與喉部之間的流體壓差信號，并發送至所述信號集成模塊；

所述第一電容模塊，安裝于所述文丘里管入口段或出口段的周側，用于測量流體的第一氣液含率，并發送至所述信號集成模塊；

所述第二電容模塊，安裝于所述文丘里管入口段或出口段的周側，用于測量流體的第二氣液含率，并發送至所述信號集成模塊；同時第二電容模塊將內部測量電極之間的電容發送至信號集成模塊；

所述信號集成模塊，用于將第一電容模塊和第二電容模塊測量得到的第一氣液含率和第二氣液含率進行耦合，得到流體最終的氣液含率；用于根據第二電容模塊的電容的變化生成流體的截面圖像。

作為上述技術方案的進一步改進：

所述文丘里管上設有測溫孔和溫度傳感器，所述溫度傳感器安裝于所述測溫孔內并伸入至所述文丘里管內部。

所述文丘里管的入口段設置有與所述文丘里管內部相連通的入口引壓孔，所述文丘里管的喉部設置有與所述文丘里管內部相連通的喉部引壓孔，所述差壓模塊的兩端分別通過管道分別與所述入口引壓孔和喉部引壓孔相連。

所述文丘里管入口段或出口段的周側設置有安裝孔，所述第一電容模塊或第二電容模塊安裝于所述安裝孔內。