一种气液两相流的含量测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术实施例公开了一种气液两相流的含量测量装置，该含量测量装置包括：测量管道，用于流通待测的气液两相流；超声波测量模块，安装在测量管道上，用于对测量管道中的气液两相流进行测量并生成第一平均密度值；质量测量模块，安装在测量管道上，用于对测量管道中的气液两相流进行测量并生成第二平均密度值；数据处理模块，用于根据第一平均密度值和第二平均密度值所处的数值范围，选择和确定目标平均密度值，根据目标平均密度值以及气液两相流中气体的密度值和液体的密度值，计算气体和液体的含量。本实用新型专利技术实施例解决了现有测量设备无法实时在线测量两相流含量的问题，简化了含量测量的工艺程序，实现了对气液两相流的实时在线精确测量。

【技术实现步骤摘要】
一种气液两相流的含量测量装置
本技术实施例涉及测量
，尤其涉及一种气液两相流的含量测量装置。
技术介绍
多相流广泛存在于石油、化工等工业领域，其中以气液两相流最为普遍。由于气液两相流分布状况的多样性和平均多变性，导致气液两相流相较于单相流的参数测量难度大。与单相流相比，两相流由于在相界面各相间存在平均形态多样化在时间、空间上随机可变，使得诸如各相含量、流量以及总体流量等流动参数的检测，更具复杂性，难度较大。迄今为止，现有的检测技术大多是建立在单相流体的检测手段，获得的信息量小，而且无法对两相流的整体特性进行实时在线观测描述。传统将气相和液相进行分离的方式一般为分离式测量，即将两相流分离成为气相和液相的单相流体，然后采用单相流体的测量手段来对液相和气相分别测量，最后运用计算模型，汇总得到气液两相的含量、流量等。这种检测手段的设备，通常成本高，体积庞大，工艺繁琐，而且无法实时在线地进行气液两相流参数测量。
技术实现思路
本技术提供一种气液两相流的含量测量装置，以精确地在线检测气液两相流的各相含量。本技术实施例提供了一种气液两相流的含量测量装置，包括：测量管道，用于流通待测的气液两相流；超声波测量模块，安装在所述测量管道上，用于对所述测量管道中的所述气液两相流进行测量并生成第一平均密度值；质量测量模块，安装在所述测量管道上，用于对所述测量管道中的所述气液两相流进行测量并生成第二平均密度值；数据处理模块，分别与所述超声波测量模块和所述质量测量模块电连接，所述数据处理模块用于根据所述第一平均密度值和所述第二平均密度值所处的数值范围，选择和确定目标平均密度值，并根据所述目标平均密度值以及所述气液两相流中气体的密度值和液体的密度值，计算气体和液体的含量。可选地，所述超声波测量模块位于所述质量测量模块的上游。可选地，所述超声波测量模块包括至少一组超声波收发单元，所述超声波收发单元设置在所述测量管道的外壁，所述超声波收发单元用于检测超声波在所述测量管道中的回波信号；所述超声波测量模块根据所述回波信号，计算所述气液两相流的反射系数，并根据所述反射系数，计算所述气液两相流的声阻抗，再根据所述声阻抗计算所述气液两相流的密度，生成第一平均密度值。可选地，所述超声波测量模块包括两组超声波收发单元，每组所述超声波收发单元包括两个超声波收发器，每组所述超声波收发单元中的两个所述超声波收发器安装于所述测量管道的外壁两侧且朝向相对。可选地，所述质量测量模块包括分流体、测量管、外壳、磁铁线圈组件和温度传感器，所述测量管的两端分别通过所述分流体与所述测量管道连通，所述磁铁线圈组件和所述温度传感器设置在所述测量管外壁上，所述测量管、所述分流体、所述磁铁线圈组件和所述温度传感器均位于所述外壳内部。可选地，所述质量测量模块包括两个分流体和并排设置的两个测量管，所述两个测量管的入口通过一个所述分流体与所述测量管道连通，所述两个测量管的出口通过另一个所述分流体与所述测量管连通。可选地，所述测量管为U型管或直管。可选地，还包括密度输入模块，所述密度输入模块与所述数据处理模块电连接；所述密度输入模块用于接收所述气液两相流中气体的密度值和液体的密度值，并将所述气体的密度值和所述液体的密度值传输给所述数据处理模块。可选地，所述超声波测量模块还用于对所述测量管道中的所述气液两相流进行测量并生成第一流量值；所述质量测量模块还用于对所述测量管道中的所述气液两相流进行测量并生成第二流量值；所述数据处理模块还用于根据所述第一流量值或所述第二流量值，所述气体和液体的含量，计算气体和液体的流量。可选地，所述超声波测量模块和所述质量测量模块均通过多芯线缆与所述数据处理模块电连接。本技术实施例提供的气液两相流的含量测量装置，通过设置测量管道，用以流通待测的气液两相流，并在测量管道上安装超声波测量模和质量测量模块，利用超声波测量模块和质量测量模块来测量气液两相流的平均密度值，再由数据处理模块电连接超声波测量模块和质量测量模块，根据第一平均密度值和第二平均密度值所处的数值范围，来合理地确定误差较小的平均密度值，最终利用已知的气液两相流中气体的密度值和液体的密度值，可以实时在线地计算获得气体和液体的体积比例。本技术实施例解决了现有测量设备无法实时在线测量两相流含量的问题，不仅可以实现对气液两相流的实时测量，还能获得精确地获得气液两相流中气体和液体含量数据，节省了含量测量过程中两相流的分离程序，简化了含量测量的工艺程序。附图说明图1是本技术实施例提供的一种气液两相流的含量测量装置的结构示意图；图2是本技术实施例提供的另一种气液两相流的含量测量装置的结构示意图；图3是本技术实施例提供的又一种气液两相流的含量测量装置的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本技术，而非对本技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本技术相关的部分而非全部结构。图1是本技术实施例提供的一种气液两相流的含量测量装置的结构示意图，参考图1，该气液两相流的含量测量装置包括：测量管道10，用于流通待测的气液两相流；超声波测量模块20，安装在测量管道10上，用于对测量管道10中的气液两相流进行测量并生成第一平均密度值；质量测量模块30，安装在测量管道10上，用于对测量管道10中的气液两相流进行测量并生成第二平均密度值；数据处理模块40，分别与超声波测量模块20和质量测量模块30电连接，数据处理模块40用于根据第一平均密度值和第二平均密度值所处的数值范围，选择和确定目标平均密度值，并根据目标平均密度值以及气液两相流中气体的密度值和液体的密度值，计算气体和液体的含量。在实际的测量过程中，该含量测量装置中的测量管道10应与待测的气液两相流的管道接通，以流通该待测的气液两相流。该测量管道10中设置的超声波测量模块20和质量测量模块30分别是利用超声波原理和科里奥利力原理对气液两相流的密度进行测量的模块，其中，超声波测量模块20是通过超声波来检测气液两相流的声阻抗，并根据声阻抗间接获得气液两相流的密度值，也即第一平均密度值；质量测量模块30则是通过模拟科里奥利运动，获得气液两相流对科里奥利运动的影响，从而间接获得气液两相流的密度值，即第二平均密度值。需要注意的是，由于超声波测量模块20和质量测量模块30的测量原理不同，超声波测量模块20利用超声波测量介质密度时，其对含水率或液体体积占比较低的介质测量更为准确，而质量测量模块30对含水率或液体体积占比较高的介质的测量更为准确，故而两个测量模块测得的平均密度值存在一定误差。示例性地，以气液两相流中气体和液体体积比为1:1时的密度为临界值为例，当气体的体积占比大于液体体积占比时，质量测量模块30测得的第二平本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气液两相流的含量测量装置，其特征在于，包括：/n测量管道，用于流通待测的气液两相流；/n超声波测量模块，安装在所述测量管道上，用于对所述测量管道中的所述气液两相流进行测量并生成第一平均密度值；/n质量测量模块，安装在所述测量管道上，用于对所述测量管道中的所述气液两相流进行测量并生成第二平均密度值；/n数据处理模块，分别与所述超声波测量模块和所述质量测量模块电连接，所述数据处理模块用于根据所述第一平均密度值和所述第二平均密度值所处的数值范围，选择和确定目标平均密度值，并根据所述目标平均密度值以及所述气液两相流中气体的密度值和液体的密度值，计算气体和液体的含量。/n

【技术特征摘要】
1.一种气液两相流的含量测量装置，其特征在于，包括：
测量管道，用于流通待测的气液两相流；
超声波测量模块，安装在所述测量管道上，用于对所述测量管道中的所述气液两相流进行测量并生成第一平均密度值；
质量测量模块，安装在所述测量管道上，用于对所述测量管道中的所述气液两相流进行测量并生成第二平均密度值；
数据处理模块，分别与所述超声波测量模块和所述质量测量模块电连接，所述数据处理模块用于根据所述第一平均密度值和所述第二平均密度值所处的数值范围，选择和确定目标平均密度值，并根据所述目标平均密度值以及所述气液两相流中气体的密度值和液体的密度值，计算气体和液体的含量。


2.根据权利要求1所述的气液两相流的含量测量装置，其特征在于，所述超声波测量模块位于所述质量测量模块的上游。


3.根据权利要求1所述的气液两相流的含量测量装置，其特征在于，所述超声波测量模块包括至少一组超声波收发单元，所述超声波收发单元设置在所述测量管道的外壁，所述超声波收发单元用于检测超声波在所述测量管道中的回波信号；
所述超声波测量模块根据所述回波信号，计算所述气液两相流的反射系数，并根据所述反射系数，计算所述气液两相流的声阻抗，再根据所述声阻抗计算所述气液两相流的密度，生成第一平均密度值。


4.根据权利要求3所述的气液两相流的含量测量装置，其特征在于，所述超声波测量模块包括两组超声波收发单元，每组所述超声波收发单元包括两个超声波收发器，每组所述超声波收发单元中的两个所述超声波收发器安装于所述测量管道的外壁两侧且朝向相对。


5.根据权利要求1所述的气液两相流的含量测量装...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷战胜，姜超，李冰雨，
申请(专利权)人：上海一诺自动化工程有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31