[發明專利]一種實時兩相流含率測量系統及其使用方法

在審

• 申請號: 202310330186.6
• 申請日: 2023-03-30
• 公開（公告）號: CN116381000A
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 李再春;劉偉;馬志衛
• 申請（專利權）人: 天津新星科能源技術有限公司
• 主分類號: G01N27/22
• 分類號: G01N27/22;G01N27/416
• 代理公司: 天津知遠君正專利代理事務所(特殊普通合伙) 12236
• 代理人: 郭樂

1.一種實時兩相流含率測量系統，其特征在于：包括傳感器、連接線和主機，所述傳感器包括絕緣管、絕緣外覆層、電導率傳感器、電容傳感器和電導傳感器；所述絕緣管為一段兩端開口的中空管，所述絕緣管的外壁上由左向右依次設置電導率傳感器、電容傳感器和電導傳感器；所述絕緣外覆層設置于所述絕緣管、電導率傳感器、電容傳感器和電導傳感器外部；

所述電導率傳感器包括電導率激勵線圈、電導率接收線圈和電導率接線部件；電導率激勵線圈與電導率接收線圈的結構相同，且相互間隔纏繞于所述絕緣管外壁，電導率激勵線圈和電導率接收線圈分別連接電導率接線部件；

所述電容傳感器包括電容激勵電極、電容接收電極、電容屏蔽電極和電容接線部件；電容激勵電極與電容接收電極之間設置電容屏蔽電極；所述電容接線部件設置于電容傳感器的單側；

所述電導傳感器包括電導激勵電極、電導接收電極和電導接線部件，電導激勵電極和電導接收電極分別連接電導接線部件。

2.根據權利要求1所述的實時兩相流含率測量系統，其特征在于：還包括金屬護管，所述絕緣外覆層采用絕緣熱塑材料制成，所述絕緣外覆層熱塑包裹于所述絕緣管、電導率傳感器、電容傳感器和電導傳感器外部，金屬護管套裝于所述外覆層外部。

3.根據權利要求2所述的實時兩相流含率測量系統，其特征在于：所述絕緣管采用高強度有機材料制成；所述金屬護管采用不銹鋼材料制成，所述金屬護管兩端分別配裝有封頭，所述絕緣管封裝于兩個所述封頭之間。

4.根據權利要求1所述的實時兩相流含率測量系統，其特征在于：所述絕緣管上設置有凹槽，所述電導率傳感器、電容傳感器和電導傳感器分別配裝于凹槽內。

5.根據權利要求1所述的實時兩相流含率測量系統，其特征在于：所述電導率接線部件和電容接線部件分別包括接線觸點、端部封頭、端子壓塊、絕緣套和O型圈，所述接線觸點為由銅質材料制成的圓形片，接線觸點抵接所述絕緣管外壁，其上設置端部封頭，端部封頭穿設所述絕緣外覆層和金屬護管，其末端延伸至所述金屬護管外部，端部封頭由上至下依次套裝端子壓塊、絕緣套和O型圈。

6.根據權利要求1所述的實時兩相流含率測量系統，其特征在于：所述電導接線部件包括電導接線觸點、端部封頭、端子壓塊、絕緣套和O型圈，電導接線觸點分別電導激勵電極和電導接收電極抵接，其上設置端部封頭，端部封頭穿設所述絕緣外覆層和金屬護管，其末端延伸至所述金屬護管外部，所述端部封頭由外至內依次套裝端子壓塊、絕緣套和O型圈。

7.根據權利要求1所述的實時兩相流含率測量系統，其特征在于：所述電導率激勵線圈與電導率接收線圈采用鐵基納米晶合金，其線徑≤0.05mm，導率激勵線圈與電導率接收線圈之間的間隔距離為絕緣管管徑的1倍。

8.根據權利要求1所述的實時兩相流含率測量系統，其特征在于：所述電容激勵電極、電容接收電極采用鈦合金材料制成，所述電容激勵電極、電容接收電極和電容屏蔽電極采用螺旋式設置，且通過電化學沉積的方式鍍在上述絕緣管外壁。

9.一種實時兩相流含率測量系統的使用方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1、啟動電導率傳感器，獲取電導率傳感器采集的電導率信號；

S2、對所述電導率信號進行解析得到電導率解析數據，將電導率解析數據與電導率閾值進行比較，根據比較結果啟動所述電導傳感器或電容傳感器；

S3、若啟動所述電導傳感器，則獲取電導傳感器采集的電導信號，解析所述電導信號得到電導數據；

S4、若啟動所述電容傳感器時，則獲取電容傳感器采集的電容信號，解析所述電容信號得到電容數據；

S5、根據所述電導率解析數據在軟件預制函數庫中進行索引，找到對應的含率運算函數；

S6、根據所述的電容或電導數據，帶入在函數庫中選擇的含率運算函數中，得到不同電導率條件下的兩相流真實含率。

10.根據權利要求1所述的實時兩相流含率測量系統的使用方法，其特征在于，所述含率運算函數包括多個，多個不同的含率運算函數預先設置于函數庫中。