一种气液两相流体流量测量系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种气液两相流体流量测量系统及方法，所述系统包括：测量管道、调压器、体积流量计FM1、体积流量计FM2、压力变送器PM1、压力变送器PM2、温度传感器TM1、温度传感器TM2、流量计算机；本发明专利技术中的系统和方法解决了现有技术单一地使用某总流量计，无法准确同时测量出两相流体中液体和混在液体中地气体的流量技术问题，通过本系统和方法能够实现准确同时测量出两相流体中液体和混在液体中地气体的流量的技术效果。

A Gas-liquid Two-phase Fluid Flow Measurement System and Method

【技术实现步骤摘要】
一种气液两相流体流量测量系统及方法
本专利技术涉及流量测量领域，具体地，涉及一种气液两相流体流量测量系统及方法。
技术介绍
气液两相流体的流量测量，目前是流量测量的一大难题，单一地使用某总流量计，无法准确地同时分别测量出两相流体中液体和混在液体中地气体的流量。这是因为气液两相流体中，气体不规则地分布在液体中，气体地体积也会随温度压力地变化而变化。
技术实现思路
本专利技术提供了一种气液两相流体流量测量系统及方法，解决了现有技术单一地使用某总流量计，无法准确同时测量出两相流体中液体和混在液体中地气体的流量技术问题，通过本系统和方法能够实现准确同时测量出两相流体中液体和混在液体中地气体的流量的技术效果。为实现上述专利技术目的，本专利技术一方面提供了一种气液两相流体流量测量系统，所述系统包括：测量管道、调压器、体积流量计FM1、体积流量计FM2、压力变送器PM1、压力变送器PM2、温度传感器TM1、温度传感器TM2、流量计算机；测量管道包括互相连通的A、B两段，调压器安装在A、B两段之间；体积流量计FM1、压力变送器PM1、温度传感器TM1均安装在A段，当气液两相混合流体流过管道A段时，压力变送器PM1测量出流体的压力P1并传输给流量计算机，温度变送器TM1测量出流体的温度T1并传输给流量计算机，体积流量计FM1测量出管道A段气液两相流体总体积流量Q1并传输给流量计算机；体积流量计FM2、压力变送器PM2、温度传感器TM2均安装在B段，调压器用于调节测量管道内的压力，使得A段的压力大于B段的压力，气液两相混合流体流过调压器后，压力变送器PM2测量出流体的压力P2并传输给流量计算机，温度变送器TM2测量出流体的温度T2并传输给流量计算机，体积流量计FM2测量出管道B段气液两相流体总体积流量Q2并传输给流量计算机；流量计算机根据接收的数据计算出气液两相混合流体中液体的体积流量Q液和气体分别在A、B两段压力条件下的体积流量Q气1、Q气2。本专利技术利用液体和气体的基本物理特性(即压力变化时，液体不可压缩而气体可以压缩的特性)，设计出一套系统，采用综合测量和分析计算的方法，测量出双相流体的总流量和液体、气体的分别占比，从而在原理上，解决了气液两相流体流量的测量的问题，完成气液两相流体流量的测量。优选的，A、B两段测量管道的结构、尺寸、材质均相同，设计相同的管道可以保障测量的结果准确。优选的，体积流量计FM1、体积流量计FM2、压力变送器PM1、压力变送器PM2、温度传感器TM1、温度传感器TM2均通过有线或无线的方式与流量计算机连接，无线可以通过2.4G无线数据传输或433M无线数据传输或GPRS无线数据传输或NB-IOT低功耗广域网无线数据传输或蓝牙传输。优选的，流量计算机根据接收的数据计算出气液两相混合流体中液体的体积流量Q液和气体分别在A、B两段压力条件下的体积流量Q气1、Q气2，具体包括：根据理想气体方程：P1V1/T1＝P2V2/T2；获得：P1Q1/T1＝P2Q2/T2；由液体体积不变获得：Q气1＝Q1-Q液，Q气2＝Q2-Q液；获得方程组：P1Q1/T1＝P2Q2/T2(1)Q气1＝Q1-Q液(2)Q气2＝Q2-Q液(3)求解方程组获得Q气1、Q气2、Q液参数的值，其中，P1为调压器前，管道A段压力；P2为调压器后，管道B段压力；T1为调压器前，管道A段温度；T2为调压器后，管道B段温度；Q1为调压器前，管道A段两相流体总体积流量；Q2为调压器后，管道A段两相流体总体积流量；Q气1为调压器前，管道A段气体体积流量；Q气2为调压器后，管道B段气体体积流量；Q液为气液两相混合流体中液体的体积流量。另一方面，本专利技术还提供了一种气液两相流体流量测量方法，所述方法包括：测量管道包括互相连通的A、B两段，将调压器安装在A、B两段之间；将体积流量计FM1、压力变送器PM1、温度传感器TM1均安装在A段；将体积流量计FM2、压力变送器PM2、温度传感器TM2均安装在B段；将气液两相混合流体从A段流入测量管道中，当气液两相混合流体流过管道A段时，压力变送器PM1测量出流体的压力P1并传输给流量计算机，温度变送器TM1测量出流体的温度T1并传输给流量计算机，体积流量计FM1测量出管道A段气液两相流体总体积流量Q1并传输给流量计算机；调压器调节测量管道内的压力，使得A段的压力大于B段的压力；气液两相混合流体流过调压器后，压力变送器PM2测量出流体的压力P2并传输给流量计算机，温度变送器TM2测量出流体的温度T2并传输给流量计算机，体积流量计FM2测量出管道B段气液两相流体总体积流量Q2并传输给流量计算机；流量计算机根据接收的数据计算出气液两相混合流体中液体的体积流量Q液和气体分别在A、B两段压力条件下的体积流量Q气1、Q气2。本专利技术利用液体和气体的基本物理特性(即压力变化时，液体不可压缩而气体可以压缩的特性)，设计出一种方法，采用综合测量和分析计算的方法，测量出双相流体的总流量和液体、气体的分别占比，从而在原理上，解决了气液两相流体流量的测量的问题，完成气液两相流体流量的测量。进一步的，A、B两段测量管道的结构、尺寸、材质均相同，设计相同的管道可以保障测量的结果准确。进一步的，体积流量计FM1、体积流量计FM2、压力变送器PM1、压力变送器PM2、温度传感器TM1、温度传感器TM2均通过有线或无线的方式与流量计算机连接，有线传输乐意通过数据线或光纤传输，无线可以通过2.4G无线数据传输或433M无线数据传输或GPRS无线数据传输或NB-IOT低功耗广域网无线数据传输或蓝牙传输。进一步的，流量计算机根据接收的数据计算出气液两相混合流体中液体的体积流量Q液和气体分别在A、B两段压力条件下的体积流量Q气1、Q气2，具体包括：根据理想气体方程：P1V1/T1＝P2V2/T2；获得：P1Q1/T1＝P2Q2/T2；由液体体积不变获得：Q气1＝Q1-Q液，Q气2＝Q2-Q液；获得方程组：P1Q1/T1＝P2Q2/T2(1)Q气1＝Q1-Q液(2)Q气2＝Q2-Q液(3)求解方程组获得Q气1、Q气2、Q液参数的值，其中，P1为调压器前，管道A段压力；P2为调压器后，管道B段压力；T1为调压器前，管道A段温度；T2为调压器后，管道B段温度；Q1为调压器前，管道A段两相流体总体积流量；Q2为调压器后，管道A段两相流体总体积流量；Q气1为调压器前，管道A段气体体积流量；Q气2为调压器后，管道B段气体体积流量；Q液为气液两相混合流体中液体的体积流量。本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本专利技术中的系统和方法解决了现有技术单一地使用某总流量计，无法准确同时测量出两相流体中液体和混在液体中地气体的流量技术问题，通过本系统和方法能够实现准确同时测量出两相流体中液体和混在液体中地气体的流量的技术效果。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定；图1是本申请中气液两相流体流量测量系统的组成示意图。具体实施方式为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气液两相流体流量测量系统，其特征在于，所述系统包括：测量管道、调压器、体积流量计FM1、体积流量计FM2、压力变送器PM1、压力变送器PM2、温度传感器TM1、温度传感器TM2、流量计算机；测量管道包括互相连通的A、B两段，调压器安装在A、B两段之间；体积流量计FM1、压力变送器PM1、温度传感器TM1均安装在A段，当气液两相混合流体流过管道A段时，压力变送器PM1测量出流体的压力P1并传输给流量计算机，温度变送器TM1测量出流体的温度T1并传输给流量计算机，体积流量计FM1测量出管道A段气液两相流体总体积流量Q1并传输给流量计算机；体积流量计FM2、压力变送器PM2、温度传感器TM2均安装在B段，调压器用于调节测量管道内的压力，使得A段的压力大于B段的压力，气液两相混合流体流过调压器后，压力变送器PM2测量出流体的压力P2并传输给流量计算机，温度变送器TM2测量出流体的温度T2并传输给流量计算机，体积流量计FM2测量出管道B段气液两相流体总体积流量Q2并传输给流量计算机；流量计算机根据接收的数据计算出气液两相混合流体中液体的体积流量Q液和气体分别在A、B两段压力条件下的体积流量Q气1、Q气2。...

【技术特征摘要】
1.一种气液两相流体流量测量系统，其特征在于，所述系统包括：测量管道、调压器、体积流量计FM1、体积流量计FM2、压力变送器PM1、压力变送器PM2、温度传感器TM1、温度传感器TM2、流量计算机；测量管道包括互相连通的A、B两段，调压器安装在A、B两段之间；体积流量计FM1、压力变送器PM1、温度传感器TM1均安装在A段，当气液两相混合流体流过管道A段时，压力变送器PM1测量出流体的压力P1并传输给流量计算机，温度变送器TM1测量出流体的温度T1并传输给流量计算机，体积流量计FM1测量出管道A段气液两相流体总体积流量Q1并传输给流量计算机；体积流量计FM2、压力变送器PM2、温度传感器TM2均安装在B段，调压器用于调节测量管道内的压力，使得A段的压力大于B段的压力，气液两相混合流体流过调压器后，压力变送器PM2测量出流体的压力P2并传输给流量计算机，温度变送器TM2测量出流体的温度T2并传输给流量计算机，体积流量计FM2测量出管道B段气液两相流体总体积流量Q2并传输给流量计算机；流量计算机根据接收的数据计算出气液两相混合流体中液体的体积流量Q液和气体分别在A、B两段压力条件下的体积流量Q气1、Q气2。2.根据权利要求1所述的气液两相流体流量测量系统，其特征在于，A、B两段测量管道的结构、尺寸、材质均相同。3.根据权利要求1所述的气液两相流体流量测量系统，其特征在于，体积流量计FM1、体积流量计FM2、压力变送器PM1、压力变送器PM2、温度传感器TM1、温度传感器TM2均通过有线或无线的方式与流量计算机连接。4.根据权利要求1-3中任意一个所述的气液两相流体流量测量系统，其特征在于，流量计算机根据接收的数据计算出气液两相混合流体中液体的体积流量Q液和气体分别在A、B两段压力条件下的体积流量Q气1、Q气2，具体包括：根据理想气体方程：P1V1/T1＝P2V2/T2；获得：P1Q1/T1＝P2Q2/T2；由液体体积不变获得：Q气1＝Q1-Q液，Q气2＝Q2-Q液；获得方程组：P1Q1/T1＝P2Q2/T2(1)Q气1＝Q1-Q液(2)Q气2＝Q2-Q液(3)求解方程组获得Q气1、Q气2、Q液参数的值，其中，P1为调压器前，管道A段压力；P2为调压器后，管道B段压力；T1为调压器前，管道A段温度；T2为调压器后，管道B段温度；Q1为调压器前，管道A段两相流体总体积流量；Q2为调压器后，管道A段两相流体总体积流量；Q气1为调压器前，管道A段气体体积流量；Q气2为调压器后，管道B段气体体...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵勇，景松光，
申请(专利权)人：四川洵美科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51