[发明专利]一种实时两相流含率测量系统及其使用方法

说明书

本发明提供了一种实时两相流含率测量系统及其使用方法，测量系统包括传感器、连接线和主机，所述传感器包括绝缘管、绝缘外覆层、电导率传感器、电容传感器和电导传感器；绝缘管为一段两端开口的中空管，绝缘管的外壁上由左向右依次设置电导率传感器、电容传感器和电导传感器；绝缘外覆层设置于所述绝缘管、电导率传感器、电容传感器和电导传感器外部。本发明用在不同电导率的两相流体的条件下，实时获取相应的电导率值、电容值和电导值，测量系统构成非侵入式结构，能够不影响流型流态，在工业场景下应用更加稳定可靠，并且在流体电导率发生变化时无需人为干预调整参数，适应性强，效率高。

技术领域

本发明属于管道测速领域，尤其是涉及一种实时两相流含率测量系统及其使用方法。

背景技术

两相流含率测量是流体分相计量的重要依据，传统的容器分离再计量的方法效率低耗时长，射线方法虽然可以自动测量但存在辐射伤害隐患，电学方法能够解决上述问题，实现安全的自动化测量，但目前此类自动化测量系统通常是根据流体电导率环境进行选择的单一类型产品，比如测量低电导率流体时采用电容传感器、测量高电导率流体时采用电导传感器。电学测量系统需要在稳定电导率状态下对传感器进行标定后使用，但是这种情况仅适用于理想的实验室条件，在实际工业应用中流体电导率变化时有发生，一旦电导率发生变化，就只能需要人工调整，包括重新采集流体介质，实验室检测和标定，更新系统参数等工作。这种模式无法及时识别到流体性质的变化，只能定期或发现异常时处理，导致测量误差会非常大；处理过程需要占用专业人员，并且人为干预过多也极容易出错。

当介质电导率发生大幅度转换时，单一类型的电学传感器就无法使用，只能更换传感器，增加了大量的工作量。另外，目前的电学传感器由于制备工艺，大多使用橡胶或聚四氟乙烯内衬，管道两侧翻边结构，导致承压能力受限，无法在高压力场景的使用。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种实时两相流含率测量系统及其使用方法，以用在不同电导率的两相流体的条件下，实时获取相应的电导率值、电容值和电导值，测量系统构成非侵入式结构，能够不影响流型流态，在工业场景下应用更加稳定可靠，并且在流体电导率发生变化时无需人为干预调整参数，适应性强，效率高。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

第一方面，本发明提供一种实时两相流含率测量系统，包括传感器、连接线和主机，所述传感器包括绝缘管、绝缘外覆层、电导率传感器、电容传感器和电导传感器；所述绝缘管为一段两端开口的中空管，所述绝缘管的外壁上由左向右依次设置电导率传感器、电容传感器和电导传感器；所述绝缘外覆层设置于所述绝缘管、电导率传感器、电容传感器和电导传感器外部；

所述电导率传感器包括电导率激励线圈、电导率接收线圈和电导率接线部件；电导率激励线圈与电导率接收线圈的结构相同，且相互间隔缠绕于所述绝缘管外壁，电导率激励线圈和电导率接收线圈分别连接电导率接线部件；

所述电容传感器包括电容激励电极、电容接收电极、电容屏蔽电极和电容接线部件；电容激励电极与电容接收电极之间设置电容屏蔽电极；所述电容接线部件设置于电容传感器的单侧；

所述电导传感器包括电导激励电极、电导接收电极和电导接线部件，电导激励电极和电导接收电极分别连接电导接线部件。

进一步的，还包括金属护管，所述绝缘外覆层采用绝缘热塑材料制成，所述绝缘外覆层热塑包裹于所述绝缘管、电导率传感器、电容传感器和电导传感器外部，金属护管套装于所述外覆层外部。

进一步的，所述绝缘管采用高强度有机材料制成；所述金属护管采用不锈钢材料制成，所述金属护管两端分别配装有封头，所述绝缘管封装于两个所述封头之间。

进一步的，所述绝缘管上设置有凹槽，所述电导率传感器、电容传感器和电导传感器分别配装于凹槽内。