一种谐振腔传感器标定及温度、电导率测试装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种谐振腔传感器标定及温度、电导率测试装置包括：计算机，矢量网络分析仪，待测谐振腔，测试管段，透明刻度视口和电子秤。矢量网络分析仪：接收计算机的指令，并执行所述计算机的相关参数的设置，控制信号源发出激励信号，并接收经过待测谐振腔的信号，形成测试数据，矢量网络分析仪两端口采用测试同轴电缆分别与所述待测谐振腔的两个端口相连；测试管段：是谐振腔传感器测量含水多相流含水率的一部分，配有温度和电导率传感器，并开设有加液孔和加盐孔；待测谐振腔：用来测量含水多相流含水率的传感器，固定在测试管段外周；电子秤用来测量液体重量。本发明专利技术同时提供采用所述的装置实现的谐振腔传感器标定及温度、电导率测试方法。

A device and method for calibrating resonant cavity sensor and measuring temperature and conductivity

【技术实现步骤摘要】
一种谐振腔传感器标定及温度、电导率测试装置和方法
本专利技术涉及含水多相流检测类，测试
，特别是涉及一种天然气含水率测量装置和方法。
技术介绍
谐振腔传感器是精确测量含水率的一种新兴技术和有效手段，微波谐振腔法测量含水多相流含水率是近年来研究的热点，但对于谐振腔传感器测量含水多相流含水率来说，含水率的标定和流体的温度和电导是影响测量准确性重要的研究环节，然而目前在实验室对谐振腔传感器标定，温度和电导率影响因素的测试未见成型的测试装置和测试方法，研究人员在实验标定装置及研究谐振腔传感器受温度和矿化度影响时，不能够借助相关装置，没有相关的方法，造成实验研究不仅浪费大量时间而且实验效率低下，挫伤研究人员的积极性。因此专利技术谐振腔传感器标定装置和测试含水多相流含水率的温度和电导率影响因素实验装置和方法对于谐振腔传感器科学系统的测试具有重要的现实意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是开发一种针对现有实验室对于谐振腔传感器标定及温度、电导率测试装置和方法，以提升实验的科学性，准确性及可操作性，提高实验研究的效率。为实现上述目的本专利技术所采用的技术方案是：一种谐振腔传感器标定及温度、电导率测试装置包括：计算机，矢量网络分析仪，待测谐振腔，测试管段，透明刻度视口和电子秤，其特征在，计算机：输出矢量网络分析仪控制指令，控制矢量网络分析仪的工作方式和信号的发射和接收，并获取矢量网络分析仪对所述待测谐振腔的测试数据；矢量网络分析仪：接收计算机的指令，并执行所述计算机的相关参数的设置，控制信号源发出激励信号，并接收经过待测谐振腔的信号，形成测试数据，矢量网络分析仪两端口采用测试同轴电缆分别与所述待测谐振腔的两个端口相连；测试管段：是谐振腔传感器测量含水多相流含水率的一部分，配有温度和电导率传感器，并开设有加液孔和加盐孔；待测谐振腔：用来测量含水多相流含水率的传感器，固定在测试管段外周；透明刻度视口：用来观测管段液位高度；电子秤：待测谐振腔与所述测试管段置于所述电子秤上，电子秤用来测量液体重量。优选地，所述温度传感器更靠近所述待测谐振腔的一端；所述温度传感器和电导率传感器测量端均位于所述测试管段的底部，选用插针式探头。所述加液孔和所述加盐孔在所述测试管段远离温度传感器端的一端，且加液孔靠近透明刻度视口一段。所述测试管段插在所述待测谐振腔中心轴线孔，所述待所述测谐振腔在测试管段中心位置。本专利技术同时提供采用所述的装置实现的谐振腔传感器标定及温度、电导率测试方法，包括：(1)天然气含水率测量标定步骤：1)组装好实验装置，室温下，通过电子秤测量空管质量M0；2)采用计算机控制矢量网络分析仪采集空测试管段下的幅频曲线数据F0，然后装满被测介质，测试管段下的质量M1和幅频曲线数据F1,计算测试管段总容积；3)按实验设计和要求，采用移液器加入水量ΔV，幅频曲线数据fr；4)重复步骤3)直至实验完成；5)多次测量取对应体积水量的幅频曲线数据fr进行平均，进行含水率的计算与标定；(2)测试某含水率下盐度对谐振腔性能的影响步骤：1)按实验设计和要求，采用移液器加入水量V1，测取幅频曲线数据f1，测取温度t1测量电导率σ02)根据盐度梯度计算和设计，保持温度t1不变，通过加盐孔，加入质量为Δm的氯化钠，测取幅频曲线数据fs和电导率σ；3)重复以上步骤直至实验完成；4)多次测量取每次测量对应水量和氯化钠质量的幅频曲线数据f1和fs的平均值，电导率σ0和σ的平均值，与标定步骤的幅频曲线数据fr平均值对比，得到盐度对谐振腔测量含水率性能的影响；(3)测试某含水率下温度对谐振腔性能的影响步骤：1)首先加入质量m0的沸水，测取幅频曲线数据f2；2)根据温度梯度计算和设计，温度传感器示数每下降一定间隔温度ΔT，控制计算机通过矢量网络分析仪测取幅频曲线数据ft数据；3)重复以上步骤直至实验完成。多次测量取每次测量对应水的质量和温度的幅频曲线数据f2和ft的平均值，与标定步骤的幅频曲线数据fr平均值对比，研究温度对谐振腔测量含水率性能的影响。本专利技术与现有技术比较所具有的有益效果：一种谐振腔传感器标定及温度、电导率测试装置和方法能够进行谐振腔传感器的实验标定，对于温度和电导率影响因素的测试；能够科学有效快速和准确的标定，使得在温度的计量，电导率的计量，测试管道含水率的计量上更加精准；使得温度梯度变化和电导率梯度的变化测量更加有效；使得对谐振腔测试的整个实验研究进程更加快速的完成。附图说明图1为本专利技术的实验装置结构示意图图2为本专利技术组成框图101-待测谐振腔、102-测试管段、103-透明刻度视口、104-电导率传感器、105-温度传感器、106-电子秤、107-加盐孔、108-加液孔。201-计算机，202矢量网络分析仪具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。下面结合附图对本专利技术做进一步说明。如图2和所示，本专利技术的一种谐振腔传感器的温度、电导率影响因素分析的实验装置，包括：101-待测谐振腔、102-测试管段、103-透明刻度视口、104-电导率传感器、105-温度传感器、106-电子秤、107-加盐孔、108-加液孔。201-计算机、202-矢量网络分析仪。计算机201通过输出指令来控制矢量网络分析仪202，矢量网络分析仪202接收并执行计算机相关参数设置的指令和控制命令，控制发射激励信号，信号经过待测谐振腔101变成测试信号，矢量网络分析仪接收测量信号，保存数据并传回给计算机。待测谐振腔101的温度和电导率特性是通过测试管段102产生温度和电导率变化完成的。测试管段102配有电导率传感器104和温度传感器105，并配有加盐孔107和加液孔108。测试管段两端采用透明刻度视口封堵103，实验加液时可以通过透明刻度视口103封堵，观察液体高度和矫正实验装置水平。电子秤106用来测取液体重量及计算装置的容积。进一步地，所述计算机201采用网线与所述矢量网络分析仪202相连，所述矢量网络分析仪202两端口采用测试同轴电缆分别与所述待测谐振腔101两个端口相连。进一步地，所述测试管段102两端采用所述透明刻度视口103胶粘封堵。且所述测试管段102的一端的一段管段内在同一条直线上适当距离分别嵌入电导率传感器104和温度传感器105，所述电导率传感器104更靠近所述待测谐振腔101的一端，这样温度传感器105可以更准确的测定温度变化。所述电导率传感器104和温度传感器105测量端均位于所述测试管段的底部，选用插针式探头，探头插入测试管段102。所述加盐孔107和所述加液孔108在所述测试管段远离温度传感器105端的一端，且加液孔靠近透明刻度视口一段，这是为了加液更均匀分布在测试管段102，且加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种谐振腔传感器标定及温度、电导率测试装置包括：计算机，矢量网络分析仪，待测谐振腔，测试管段，透明刻度视口和电子秤，其特征在于，/n计算机：输出矢量网络分析仪控制指令，控制矢量网络分析仪的工作方式和信号的发射和接收，并获取矢量网络分析仪对所述待测谐振腔的测试数据；/n矢量网络分析仪：接收计算机的指令，并执行所述计算机的相关参数的设置，控制信号源发出激励信号，并接收经过待测谐振腔的信号，形成测试数据，矢量网络分析仪两端口采用测试同轴电缆分别与所述待测谐振腔的两个端口相连；/n测试管段：是谐振腔传感器测量含水多相流含水率的一部分，配有温度和电导率传感器，并开设有加液孔和加盐孔；/n待测谐振腔：用来测量含水多相流含水率的传感器，固定在测试管段外周；/n透明刻度视口：用来观测管段液位高度；/n电子秤：待测谐振腔与所述测试管段置于所述电子秤上，电子秤用来测量液体重量。/n

【技术特征摘要】
1.一种谐振腔传感器标定及温度、电导率测试装置包括：计算机，矢量网络分析仪，待测谐振腔，测试管段，透明刻度视口和电子秤，其特征在于，
计算机：输出矢量网络分析仪控制指令，控制矢量网络分析仪的工作方式和信号的发射和接收，并获取矢量网络分析仪对所述待测谐振腔的测试数据；
矢量网络分析仪：接收计算机的指令，并执行所述计算机的相关参数的设置，控制信号源发出激励信号，并接收经过待测谐振腔的信号，形成测试数据，矢量网络分析仪两端口采用测试同轴电缆分别与所述待测谐振腔的两个端口相连；
测试管段：是谐振腔传感器测量含水多相流含水率的一部分，配有温度和电导率传感器，并开设有加液孔和加盐孔；
待测谐振腔：用来测量含水多相流含水率的传感器，固定在测试管段外周；
透明刻度视口：用来观测管段液位高度；
电子秤：待测谐振腔与所述测试管段置于所述电子秤上，电子秤用来测量液体重量。


2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述温度传感器更靠近所述待测谐振腔的一端；所述温度传感器和电导率传感器测量端均位于所述测试管段的底部，选用插针式探头。


3.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述加液孔和所述加盐孔在所述测试管段远离温度传感器端的一端，且加液孔靠近透明刻度视口一段。


4.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述测试管段插在所述待测谐振腔中心轴线孔，所述待所述测谐振腔在测试管段中心位置。


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【专利技术属性】
技术研发人员：徐英，杨以光，张涛，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12