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[发明专利]用于气液两相流持率测量的超声相控阵列传感器设计方法-CN202310165799.9在审
发明人：金宁德;张嘉晨;任卫凯;任英玉;代润松 -专利权人：天津大学
申请日： 2023-02-23 - 公布日： 2023-06-27 - 主分类号： G06F30/17 文献下载
摘要：本发明涉及一种用于气液两相流持率测量的超声相控阵列传感器设计方法，所述超声相控阵列传感器为扇形扫描式圆环超声相控阵列传感器，包括下列步骤：建立由全部阵元的声场叠加构筑成圆弧超声阵列声场；经过延时调控后全部阵元激发的声波在到达预设聚焦点处时均处于波峰状态从而使该处能量在声场内最高，使得圆弧超声阵列具有偏转与聚焦的扫描式测量能力，并得到经过延时调控的圆弧相控阵声波归一化远场解；对实际管径进行多角度多参数最优化设计；得到综合考虑满足各项优化指标的阵元物理参数并得到相应的阵元延时扫描的远场解及声场分布图。本发明同时提供经过上述优化设计方法获得的扇形扫描式圆环超声相控阵列传感器。
用于两相流持率测量超声相控阵传感器设计方法

[发明专利]一种油水两相流阵列天线式微波持水率传感器-CN202211063744.9在审
发明人：金宁德;白兰迪;刘传顺;任英玉 -专利权人：天津大学
申请日： 2022-09-01 - 公布日： 2022-11-04 - 主分类号： G01N22/04 文献下载
摘要：本发明涉及一种阵列天线式微波持水率传感器，包括测量电极、馈线和屏蔽层，其特征在于，测量电极包括四个对称分布、由结构相同的凹形极板组成的发射电极和接收电极，两个发射电极位于同侧并通过馈线相连，两个接收电极位于另一侧并通过馈线相连，形成阵列天线式微波传感器；测量电极位于测试管道外部，屏蔽层位于测量电极的外部；在测量时，当混合流体流经阵列天线式微波传感器的测量区域时，不同配比的流体相对介电常数不同，微波信号穿过时透射系数S21的幅值和相位发生变化；设置固定频率的微波激励信号，利用幅值相位检测电路对阵列天线式微波传感器的相位与幅值进行测量，进而对不同矿化度对应的持水率进行求解。
一种油水两相阵列天线式微波持水率传感器

[发明专利]消除水的矿化度影响的油气水三相流微波持水率测量方法-CN202010988716.2有效
发明人：金宁德;王大阳;翟路生;任英玉 -专利权人：天津大学
申请日： 2020-09-18 - 公布日： 2022-09-02 - 主分类号： G01N22/04 文献下载
摘要：本发明涉及一种消除水的矿化度影响的油气水三相流微波持水率测量系统，包括微波传感器，高频信号源，功分器，幅值衰减和相位移动检测模块、数据采集模块和计算机，所述的微波传感器包括矩形微带天线构成的传感器的发射端，以及由相同的矩形微带天线构成的传感器的接收端，二者夹持在测量管道的外管壁上，从而形成矩形微带天线微波传感器，每个矩形微带天线为矩形平面结构，包括介质基片，敷设于天线介质基片背部的参考地，敷设于介质基片正面的矩形辐射贴片以及设置在辐射贴片上的馈电点。
消除矿化度影响油气三相微波持水率测量方法

[发明专利]一种用于油气水三相流液膜电导率测量的电导传感器-CN202210293567.7在审
发明人：金宁德;唐子彦;杨秋怡;白兰迪;翟路生;任英玉 -专利权人：天津大学
申请日： 2022-03-24 - 公布日： 2022-08-05 - 主分类号： G01N27/04 文献下载
摘要：本发明涉及一种用于油气水三相流液膜电导率测量的电导传感器，所述的电导传感器布置在测量管道内管壁，其特征在于，所述的电导传感器被称之为分布式同轴双环形电导传感器，包含分布在同一个管道截面上的多个同轴双环形电导传感器，每个同轴双环形电导传感器为同心三电极结构，包括位于截面中心的圆形接收电极A1，环形激励电极A和环形接收电极A2；环形激励电极A为信号激励电极，圆形接收电极A1和环形接收电极A2为信号接收电极；每个同轴双环形电导传感器与流体接触的测量面为弧面，其曲率与测量管道内管壁相同，确保同轴双环形电导传感器测量面光滑内嵌在管道内壁上，用于捕获管壁处的无气相干扰的液相区域的液相混合电导率信息。
一种用于油气三相流液膜电导率测量电导传感器

[发明专利]多相流段塞流及混状流液膜厚度分布式超声测量装置-CN201811535719.X有效
发明人：金宁德;任卫凯;翟路生;任英玉 -专利权人：天津大学
申请日： 2018-12-14 - 公布日： 2022-08-02 - 主分类号： G01S15/10 文献下载
摘要：本发明涉及一种多相流段塞流及混状流液膜厚度分布式超声测量装置，所采用的分布式超声传感器，在集流后小管径测量管壁内开设三个相互之间成120°夹角，深度为2.5mm，直径为6mm的超声探头安装孔，用于放置三路双晶超声探头，将安装孔前方的管壁打穿，形成深度为h＝2.5mm，直径r＝6mm的测量拓延区；测量电路包括脉冲激励模块、高速采集模块、信号调理模块、网络传输模块与FPGA控制模块。
多相流段塞流混状流液膜厚度分布式超声测量装置

[发明专利]油气水三相流电导传感器持气率组合测量方法-CN202010947517.7有效
发明人：金宁德;王大阳;翟路生;任英玉 -专利权人：天津大学
申请日： 2020-09-10 - 公布日： 2022-07-29 - 主分类号： G01N27/06 文献下载
摘要：本发明涉及一种组合式油气水三相流电导传感器，包括设置在管道上的八电极旋转电场式电导传感器和嵌在管道边壁的至少三个油水混合液电导率传感器，各个油水混合液电导率传感器分布在同一个管道截面上，每个油水混合液电导率传感器为同心三电极结构，包括圆形激励电极E，位于内圈的环形接收电极A，位于外圈的环形接收电极B及所述的两个电极间的屏蔽层；油水混合液电导率传感器与流体接触的测量面为弧面，其曲率与内管壁相同，保证油水混合液电导率传感器测量面光滑内嵌在管道内壁上，用于捕获管壁处的无气相干扰的液相区域的液相混合电导率信息。本发明同时还提供一种采用此种传感器实现对垂直上升管中的油气水三相流的持气率测量。
油气三相流电传感器持气率组合测量方法

[发明专利]用于持水率测量的交错式双螺旋高频传感器及测量系统-CN202010007819.6有效
发明人：金宁德;马静;白兰迪;翟路生;任英玉 -专利权人：天津大学
申请日： 2020-01-05 - 公布日： 2022-07-08 - 主分类号： G01N27/22 文献下载
摘要：本发明涉及一种用于持水率测量的交错式双螺旋高频传感器，包括测量管道，激励电极，接收电极及屏蔽层，其特征在于，激励电极包括相连接的两个旋转方向相同的360°螺旋电极部分，两个旋转方向相同的360°螺旋电极部分在连接处径向上相错90°后由由电极桥接部分连接起来。接收电极与激励电极结构相同，呈对壁式固定于测量管道外壁。本发明同时涉及一种采用所述的传感器实现的持水率测量系统，包括高频信号源，功分器，相位检测模块和计算机。
用于持水率测量交错双螺旋高频传感器系统

[发明专利]一种油气水三相流流量测量方法-CN202210340974.9在审
发明人：金宁德;唐子彦;杨秋怡;白兰迪;翟路生;任英玉 -专利权人：天津大学
申请日： 2022-04-02 - 公布日： 2022-06-17 - 主分类号： G01F1/56 文献下载
摘要：本发明涉及一种油气水三相流流量测量方法，包括如下的步骤：利用旋转电场式八电极电导传感器进行测量，获得归一化的油气水三相混合液电导率；分流型计算持气率；根据全水条件下电磁流量计输出电压与标定混合流速间拟合函数关系，获得不同流动工况下电磁流量计仪表因子与持水率之间的关系图版；利用两种电导传感器及电磁流量计所测分散相持率与水相流速参数，建立油气水三相流的漂移模型，实现分相表观流速预测。
一种油气三相流流测量方法

[发明专利]油气水三相流电磁流量计组合电导传感器流量测量装置-CN202210340945.2在审
发明人：金宁德;唐子彦;杨秋怡;白兰迪;翟路生;任英玉 -专利权人：天津大学
申请日： 2022-04-02 - 公布日： 2022-05-27 - 主分类号： G01F7/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种油气水三相流电磁流量计组合电导传感器流量测量装置，包括电导传感器和相应的测量电路以及电磁流量计和相应的测量电路。电导传感器包括设置在测量管道上的旋转电场式八电极电导传感器和布置在测量管道边壁的分布式同轴双环形电导传感器；旋转电场式八电极电导传感器，用于测量气相电导率，由四对光滑嵌入均匀分布在测量管道内壁并处于同一截面的电极组成；分布式同轴双环形电导传感器，用于测量靠近管壁液膜区的油水混合液电导率，包括四组光滑内嵌在测量管道的同轴电极组。电磁流量计，用于测量导电水相的体积流量；电导传感器测量电路包括第一交流信号源第二交流信号源。
油气三相流电流量计组合电导传感器流量测量装置

[发明专利]基于微波谐振传感器的高含水油水乳状液持水率测量方法-CN202011085410.2有效
发明人：金宁德;刘东洋;马静;王大阳;翟路生;任英玉 -专利权人：天津大学
申请日： 2020-10-12 - 公布日： 2022-05-27 - 主分类号： E21B47/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于微波谐振传感器的高含水油水乳状液持水率测量方法，所采用的测量系统包括传感器和矢量网络分析仪，其特征在于，所述的传感器为对壁式微波谐振传感器，包括传感器管道，发射极板，接收极板，发射电极，接收电极，发射极板和接收极板，均为与传感器管道外壁相匹配的呈对壁式排布的弧状金属片，发射电极与发射极板相连，接收电极与接收极板相连。在测量方式上，采用微波扫频激励方式，通过矢量网络分析仪检测高含水油水乳状液通过对壁式微波谐振传感器的幅值S21参数，根据幅值S21参数获得谐振频率，通过谐振频率变化反映持水率的改变，实现高含水油水乳状液两相流持水率测量。
基于微波谐振传感器含水油水乳状液持水率测量方法

[发明专利]垂直上升管中含水相多相流的水相电导率测量装置-CN201810127016.7有效
发明人：金宁德;王大阳;翟路生;任英玉 -专利权人：天津大学
申请日： 2018-02-08 - 公布日： 2021-07-06 - 主分类号： E21B47/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种垂直上升管中含水相多相流的水相电导率测量装置，包括水相电导率传感器和测量电路，水相电导率传感器包括绝缘导流件、测量电极和位于绝缘导流件上方的上端导流件，上端导流件底部迎水面的尺寸大于绝缘导流件顶部背水面的尺寸且其水平投影覆盖绝缘导流件顶部背水面的水平投影；在绝缘导流件的背水面和位于其上方的上端导流件的迎水面之间形成的腔体称之为全水获取区，全水获取区的高度应保证自下而上新流入的流体能够在其内分离并与存留的流体之间产生交换；上端导流件的主体为柱状，其底部开设有环形凹槽。测量电路包括交流信号源，测量电极输出的检测信号依次经过电流/电压转换和反相放大后经由解调模块处理。
垂直上升含水多相电导率测量装置

[发明专利]用于垂直上升管中含水相多相流水相电导率测量的传感器-CN201810126912.1有效
发明人：金宁德;王大阳;翟路生;任英玉 -专利权人：天津大学
申请日： 2018-02-08 - 公布日： 2021-06-29 - 主分类号： E21B49/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种用于垂直上升管中含水相多相流水相电导率测量的传感器，包括绝缘导流件、测量电极和位于绝缘导流件上方的上端导流件，其中，上端导流件底部迎水面的尺寸大于绝缘导流件顶部背水面的尺寸且其水平投影覆盖绝缘导流件顶部背水面的水平投影；在绝缘导流件的背水面和位于其上方的上端导流件的迎水面之间形成的腔体称之为全水获取区，全水获取区的高度应当保证自下而上新流入的流体能够在其内分离并与存留的流体之间产生交换。上端导流件的主体为柱状，其底部开设有环形凹槽；测量电极固定在绝缘导流件的顶部。
用于垂直上升含水多相流水电导率测量传感器

[发明专利]双平行线微波谐振腔传感器油水两相流高含水率测量方法-CN201710364691.7有效
发明人：金宁德;刘伟信;翟路生;任英玉;韩云峰 -专利权人：天津大学
申请日： 2017-05-22 - 公布日： 2020-12-29 - 主分类号： E21B49/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种两相流分层界面几何形状测量方法，用于测量具有电导率差异的两相流的分层界面形态，所采用的平行线阵列传感器包括两组平行线电极，一组分布在上游的同一个管道横截面上，均作为激励电极，另一组分布在下游的同一个管道横截面上，均作为接收电极，位置相对的激励电极和接收电极构成一对线电极，各个电极固定在固定件上并穿过水平测量管道，测量方法包括：在平行线阵列传感器不破坏油水分层界面形态的前提下，确定该平行线阵列传感器的几何尺寸；先后完成各个线电极对的测量，可采集到一帧测量数据；利用静置在水平测量管道内的分层气水两相分布对平行线阵列传感器的测量响应进行标定。
平行线微波谐振腔传感器油水两相含水率测量方法

[发明专利]气液/油气水多相流液膜厚度分布式电导测量方法-CN201811522948.8有效
发明人：金宁德;王大阳;翟路生;任英玉 -专利权人：天津大学
申请日： 2018-12-13 - 公布日： 2020-11-06 - 主分类号： G01B7/06 文献下载
摘要：本发明涉及一种同心三电极液膜测量传感器，包括位于圆形中心的圆形激励电极E，位于内圈的环形接收电极A和位于外圈的环形接收电极B，三个电极以同心的结构形式光滑内嵌在测量管道内壁的同一个截面上。本发明还给出所述传感器的双接收电极输出比值与液膜厚度的关系的标定方法，并一种气液/油气水多相流液膜厚度分布式电导测量方法。
油气多相流液膜厚度分布式电导测量方法

[发明专利]一种油水两相流水包油乳状液持水率差压测量方法-CN201710465253.X有效
发明人：金宁德;韩云峰;翟路生;任英玉;何元生 -专利权人：天津大学
申请日： 2017-06-19 - 公布日： 2020-08-18 - 主分类号： E21B49/08 文献下载
摘要：本发明涉及一种油水两相流水包油乳状液持水率差压测量方法，采用场聚焦弧形对壁式电导传感器与差压传感器组合测量方式，场聚焦弧形对壁式电导传感器用于测得混合流体的持水率信息；差压传感器用于测得混合流体压降信息。将不同流动工况下场聚焦弧形对壁式电导传感器电压信号进行归一化处理，分析其含水率测量特性并提取持水率参数；结合所测持水率与差压传感器所测水包油乳状液压降，得到不同流动工况下水包油乳状液摩阻系数；最后，将所得摩阻系数与混合流体雷诺数的拟合关系与差压传感器所测混合流体压降相结合，进行水包油乳状液持水率参数预测。
一种油水两相流水乳状液持水率差压测量方法

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