[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

本發明提供了一種實時兩相流含率測量系統及其使用方法，測量系統包括傳感器、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；絕緣管為一段兩端開口的中空管，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；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。本發明用在不同電導率的兩相流體的條件下，實時獲取相應的電導率值、電容值和電導值，測量系統構成非侵入式結構，能夠不影響流型流態，在工業場景下應用更加穩定可靠，并且在流體電導率發生變化時無需人為干預調整參數，適應性強，效率高。

技術領域

本發明屬于管道測速領域，尤其是涉及一種實時兩相流含率測量系統及其使用方法。

背景技術

兩相流含率測量是流體分相計量的重要依據，傳統的容器分離再計量的方法效率低耗時長，射線方法雖然可以自動測量但存在輻射傷害隱患，電學方法能夠解決上述問題，實現安全的自動化測量，但目前此類自動化測量系統通常是根據流體電導率環境進行選擇的單一類型產品，比如測量低電導率流體時采用電容傳感器、測量高電導率流體時采用電導傳感器。電學測量系統需要在穩定電導率狀態下對傳感器進行標定后使用，但是這種情況僅適用于理想的實驗室條件，在實際工業應用中流體電導率變化時有發生，一旦電導率發生變化，就只能需要人工調整，包括重新采集流體介質，實驗室檢測和標定，更新系統參數等工作。這種模式無法及時識別到流體性質的變化，只能定期或發現異常時處理，導致測量誤差會非常大；處理過程需要占用專業人員，并且人為干預過多也極容易出錯。

當介質電導率發生大幅度轉換時，單一類型的電學傳感器就無法使用，只能更換傳感器，增加了大量的工作量。另外，目前的電學傳感器由于制備工藝，大多使用橡膠或聚四氟乙烯內襯，管道兩側翻邊結構，導致承壓能力受限，無法在高壓力場景的使用。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種實時兩相流含率測量系統及其使用方法，以用在不同電導率的兩相流體的條件下，實時獲取相應的電導率值、電容值和電導值，測量系統構成非侵入式結構，能夠不影響流型流態，在工業場景下應用更加穩定可靠，并且在流體電導率發生變化時無需人為干預調整參數，適應性強，效率高。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

第一方面，本發明提供一種實時兩相流含率測量系統，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。

進一步的，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。

進一步的，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。

進一步的，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。