[發明專利]環狀流流動液膜厚度及界面波的三維實時測量裝置及方法

有效

• 申請號: 202110245674.8
• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN113063341B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 李文升;尹成先;付安慶
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團有限公司;中國石油天然氣集團公司管材研究所
• 主分類號: G01B7/06
• 分類號: G01B7/06;G01M10/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李鵬威

1.環狀流流動液膜厚度及界面波的三維實時測量裝置，其特征在于，包括信號發生器（1）、信號分配器（2）、電導傳感器組（3）、信號處理電路（4）和數據采集裝置（5），所述電導傳感器組（3）由若干電導傳感器（31）按照縱橫向間隔排列組成，所述電導傳感器（31）包括絕緣板（310）和設置在所述絕緣板（310）上的發射電極（311）和接收電極（312），所述發射電極（311）和所述接收電極（312）在所述絕緣板（310）上間隔分布，相鄰兩個發射電極（311）和接收電極（312）之間的間距為3mm；所述電導傳感器組（3）設置在管道（6）內壁上沿周向開設的環形凹槽內，且所述電導傳感器組（3）的端面與所述管道（6）的內壁面平齊；

所述信號發生器（1）與所述信號分配器（2）連接，所述信號分配器（2）與每個所述電導傳感器（31）的發射電極（311）連接，每個所述電導傳感器（31）的接收電極（312）與所述信號處理電路（4）連接，所述信號處理電路（4）與所述數據采集裝置（5）連接；

所述信號發生器（1）用于產生矩形脈沖激勵信號；所述信號分配器（2）用于將矩形脈沖激勵信號同時分配至所有所述電導傳感器（31）；當所述管道（6）內通過液膜（7）時，所有所述電導傳感器（31）用于將液膜（7）的厚度轉化為電流信號；所述信號處理電路（4）用于將電流信號進行整流、濾波及放大后轉化為電壓信號；當所有所述電導傳感器（31）完成一次電流信號采集后記為一個測量周期，所述數據采集裝置（5）用于將一個測量周期內的電壓信號進行融合處理后轉化成液膜厚度；

所述數據采集裝置（5）根據預先對所述電導傳感器（31）的電壓與液膜厚度的標定關系，將一個周期內的電壓信號進行融合處理后轉化成液膜厚度；

所述電導傳感器組（3）采用柔性電路板制作；

所述信號分配器（2）對相鄰兩個測量周期之間的切換頻率超過20kHz；

所述信號分配器（2）為高頻施密特觸發器。

2.根據權利要求1所述的環狀流流動液膜厚度及界面波的三維實時測量裝置，其特征在于，所述數據采集裝置（5）將一個測量周期內的電壓信號轉化成液膜厚度后以數據和/或圖像的方式輸出。

3.根據權利要求1所述的環狀流流動液膜厚度及界面波的三維實時測量裝置，其特征在于，所述數據采集裝置（5）還用于將一個測量周期內的電壓信號進行存儲。

4.環狀流流動液膜厚度及界面波的三維實時測量方法，其特征在于，應用如權利要求1至3任一項所述的測量裝置，所述信號發生器（1）產生矩形脈沖激勵信號；所述信號分配器（2）將矩形脈沖激勵信號同時分配至所有所述電導傳感器（31）；當所述管道（6）內通過液膜（7）時，所有所述電導傳感器（31）將液膜（7）的厚度轉化為電流信號；所述信號處理電路（4）將電流信號進行整流、濾波及放大后轉化為電壓信號；當所有所述電導傳感器（31）完成一次電流信號采集后記為一個測量周期，所述數據采集裝置（5）將一個測量周期內的電壓信號進行融合處理后轉化成液膜厚度。