[發明專利]一種基于差分測量模式的兩相流網格傳感器可視化方法

在審

• 申請號: 202010023570.8
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN111189881A
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 翟路生;楊杰
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00
• 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

1.一種基于差分測量模式的兩相流網格傳感器可視化方法，該方法的實現包括以下步驟：

(1)設計一個基于交流激勵的電導網格傳感器，并將其安裝在圓形管道上，電導網格傳感器由兩層互相垂直而不接觸的平行金屬細線構成，采用4×4電導網格傳感器，設E₁，E₂，E₃，E₄表示傳感器的四個激勵電極，R₁，R₂，R₃，R₄表示傳感器的四個接收電極，(i,j),i,j＝1,2,3,4表示激勵電極和接收電極的交叉點，僅考慮分布在管道內部的交叉點。

(2)電導網格傳感器工作在循環激勵模式下；在某一特定2△t時間內，只有激勵電極E₁連接到激勵信號，其他激勵電極連接到參考地GND₁，在交叉點(1,2)處，設為在正電壓激勵期間，即從0時刻到△t時刻，流過接收電極R₂的正向電流，為在負電壓激勵期間即從△t時刻到2△t時刻，流過接收電極R₂的反向電流；

(3)正電壓激勵期間，采集接收電極R₂輸出穩定電壓信號

其中為電極之間的漏電流，R_IV2為I/V電流的反饋電阻；

(4)負電壓激勵期間，采集接收電極R₂輸出穩定電壓信號

(5)利用公式(1)與公式(2)相減，進行差分運算，得到差分電壓ΔV₂：

(6)公式(3)中和為待測有效電流，兩者大小相等，設絕對值為I_R2，則差分電壓ΔV₂表示為：

ΔV₂＝2×I_R2×R_IV2 (4)

差分電壓ΔV₂與有效電流成線性關系，且不受漏電流的影響；

(7)差分電壓ΔV₂按比例調整為有效電壓信號V₂：

上式中V₂準確指示交叉點(1,2)處的相分布；

(8)同理，獲得管道內每個交叉點處的有效電壓信號；

(9)對所有交叉點處的有效電壓信號進行插值，利用插值矩陣實現管道內兩相流的可視化。