[发明专利]一种气液两相流参数在线检测方法及装置

权利要求书

1.一种气液两相流参数在线检测方法，其特征在于，同时采用超声波流量计和差压式流量计测量管道内气液两相流的流量，所述差压式流量计的节流件为楔形节流件；其中，超声波流量计测量得到的流量为q₁，差压式流量计测量得到的流量为q₂；按照超声波流量计和差压式流量计测量得到的流量相等原理，即q₁＝q₂，得到气液两相流流体的平均密度ρ，即ρ＝ΔP*K²/(v/S)²，其中，K为流量系数，ΔP是差压式流量计的楔形节流件前后管道内的压力差，v为超声波流量计所得到的流体速度，S为管道截面积；

气液两相流中的液体体积分数LVF为：

气液两相流中的液体流量q_液为：

q_液＝q₁*LVF；

气液两相流中的气体的体积分数GVF为：

GVF＝1-LVF。

气液两相流中的气体流量q_气为：

q_气＝q₁*GVF；

以上公式中，ρ_气为气液两相流中气体的密度，ρ_液是气液两相流中液体的密度。

2.根据权利要求1所述的气液两相流参数在线检测方法，其特征在于，所述超声波流量计测得的气液两相流的流量q₁为：q₁＝v*s，其中，v为超声波流量计所得到的流体速度，s为管道截面积。

3.根据权利要求1所述的气液两相流参数在线检测方法，其特征在于，所述差压式流量计所测得的气液两相流的流量q₂为：其中，K为流量系数，ΔP是楔形节流件前后管道内的压力差，ρ为混合流体平均密度，K中，C为流出系数，β为直径比，ε为膨胀系数，d为节流件孔径。

4.一种基于权利要求书1所述测量方法的气液两相流参数在线检测装置，其特征在于，包括一体化表头(7)以及安装在管段(11)上的超声波测量模块(A)和差压测量模块(B)；所述超声波测量模块(A)设置在差压测量模块(B)的上游，超声波测量模块(A)和差压测量模块(B)的输出信号连接至一体化表头(7)。

5.根据权利要求4所述的气液两相流参数在线检测装置，其特征在于，所述超声波测量模块(A)和差压测量模块(B)安装在一段直管上，直管的两端分别设置有与管段(11)连通的法兰(10)。

6.根据权利要求4所述的气液两相流参数在线检测装置，其特征在于，所述差压测量模块(B)的节流件为楔形节流件。

7.根据权利要求4所述的气液两相流参数在线检测装置，其特征在于，所述超声波测量模块(A)包括温度传感器(6)、压力传感器(5)、第一超声波换能器(1)、第二超声波换能器(2)、第三超声波换能器(3)和第四超声波换能器(4)；其中第一超声波换能器(1)和第二超声波换能器(2)处于同一轴线上且分别斜向相对设置在管壁上，第三超声波换能器(3)和第四超声波换能器(4)处于同一轴线上且分别斜向相对设置在管壁上，四个超声波换能器的两条轴线呈X型；所述温度传感器(6)和压力传感器(5)分别设置在四个超声波换能器安装位置的前后管壁上。

8.根据权利要求4所述的气液两相流参数在线检测装置，其特征在于，所述差压测量模块(B)包括差压传感器(8)和楔形节流件(9)，所述楔形节流件(9)设在管道内壁上，所述差压传感器(8)的两侧分别连通至设置楔形节流件(9)的管道的前后位置。