[發(fā)明專利]基于超聲波傳感技術(shù)的兩相流檢測裝置及檢測方法

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• 申請日: 2021-12-02
• 公開（公告）號: CN114280140A
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔣超;何峰;張龍賜;李劍斌;王小浩;羅鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團(tuán)公司第四十八研究所
• 主分類號: G01N29/02
• 分類號: G01N29/02;G01N29/22;G01N29/036
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所(普通合伙) 43008
• 代理人: 廖元寶

1.一種基于超聲波傳感技術(shù)的兩相流檢測裝置，其特征在于，包括整流管(1)、檢測管(2)、超聲波傳感器模組(3)和成像模塊(4)；

所述整流管(1)，用于改變油氣混合液(7)的流動狀態(tài)，形成氣液分層；

所述檢測管(2)，與所述整流管(1)的出口端對接，用于穩(wěn)定油氣混合液(7)流體形態(tài)；

所述超聲波傳感器模組(3)，安裝在檢測管(2)的外壁上，用于檢測檢測管(2)內(nèi)油氣混合液(7)中氣體(71)和液體(72)的含量；

所述成像模塊(4)，與超聲波傳感器模組(3)相連，用于收集和修正超聲波傳感器模組(3)的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)耦合處理形成三維立體比例模型。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超聲波傳感技術(shù)的兩相流檢測裝置，其特征在于，所述整流管(1)包括基座(12)和分流片(11)，所述基座(12)為異型腔體結(jié)構(gòu)的氣液分流構(gòu)件，其入口端內(nèi)腔為圓形結(jié)構(gòu)，逐步過渡到臨近出口端的方形結(jié)構(gòu)，用于將圓形結(jié)構(gòu)內(nèi)腔內(nèi)的油氣混合液圓滑過渡到方形結(jié)構(gòu)的內(nèi)腔中，并形成有明確界限的標(biāo)準(zhǔn)流體形態(tài)；所述分流片(11)安裝在方形結(jié)構(gòu)的內(nèi)腔中，用于將油氣混合液(7)中的氣體(71)和液體(72)進(jìn)行分離。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于超聲波傳感技術(shù)的兩相流檢測裝置，其特征在于，所述分流片(11)上設(shè)有間隔布置的半圓形凸起沖孔結(jié)構(gòu)(111),便于油氣混合液(7)中氣體(71)的析出和分流；其中半圓形凸起沖孔結(jié)構(gòu)(111)的斷面朝向整流管(1)的出口端。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的基于超聲波傳感技術(shù)的兩相流檢測裝置，其特征在于，所述超聲波傳感器模組(3)包括高頻超聲模組(31)和低頻超聲模組(32)；其中高頻超聲模組(31)有兩組，分別安裝在檢測管(2)出口端外壁的底面和側(cè)面；低頻超聲模組(32)有兩組，分別穿孔安裝在檢測管(2)出口端外壁的頂部和側(cè)面，且與高頻超聲模組(31)對稱排列；其中高頻超聲模組(31)在液體中傳播但在氣體中不能傳播，用于檢測液體(72)的空間占比；低頻超聲模組(32)在氣體中傳播但在液體中不能傳播，用于檢測氣體(71)的空間占比。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于超聲波傳感技術(shù)的兩相流檢測裝置，其特征在于，所述高頻超聲模組(31)為一組2～5MHZ超聲傳感器縱向陣列；所述低頻超聲模組(32)為一組100～800KHZ超聲傳感器縱向陣列。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的基于超聲波傳感技術(shù)的兩相流檢測裝置，其特征在于，所述檢測管(2)為兩端帶法蘭的不銹鋼管，內(nèi)部具有高光潔度，以降低油氣混合液(7)流動的阻力，所述檢測管(2)通過雙頭螺栓組合(5)與整流管(1)連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于超聲波傳感技術(shù)的兩相流檢測裝置，其特征在于，所述檢測管(2)與整流管(1)之間設(shè)置有密封件以形成有效密封。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于超聲波傳感技術(shù)的兩相流檢測裝置，其特征在于，所述密封件為金屬纏繞密封圈(6)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的基于超聲波傳感技術(shù)的兩相流檢測裝置，其特征在于，所述成像模塊(4)包括上位機(jī)，在形成立方體三維立體比例模型時，自動生成氣液容積比例參數(shù)數(shù)據(jù)文件。

10.一種基于權(quán)利要求1～9中任意一項(xiàng)所述的基于超聲波傳感技術(shù)的兩相流檢測裝置的檢測方法，其特征在于，包括步驟：

所述超聲波傳感器模組(3)檢測檢測管(2)內(nèi)油氣混合液(7)中氣體(71)和液體(72)的含量；

所述成像模塊(4)，收集和修正超聲波傳感器模組(3)的空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)耦合處理形成三維立體比例模型。