一种可调节声程的颗粒系两相流浓度检测超声波探针制造技术

一种可调节声程的颗粒系两相流浓度检测超声波探针，它涉及一种两相流浓度检测超声波探针。本发明专利技术为了解决现有超声波在浓度较高的颗粒系两相流中传播会产生信号完全衰减的现象，导致无法接受得到有效信号的问题。本发明专利技术的第一连接滑杆(1)和第二连接滑杆(2)平行布置，一对微型超声波收发一体式换能器均通过换能器固定装置(A)安装在第一连接滑杆(1)和第二连接滑杆(2)上，且一对微型超声波收发一体式换能器在第一连接滑杆(1)和第二连接滑杆(2)上的位置和间距可调。使超声波单、多相流体检测装置与技术探针化，实现对颗粒系两相流多方位测量。本发明专利技术用于颗粒系两相流浓度检测。本发明专利技术用于颗粒系两相流浓度检测。本发明专利技术用于颗粒系两相流浓度检测。

【技术实现步骤摘要】
一种可调节声程的颗粒系两相流浓度检测超声波探针


[0001]本专利技术涉及一种超声波探针，具体涉及一种可以调节声程并且能够在线监测颗粒系两相流浓度的超声波探针，属于用于能源动力与油气开采领域，主要涉及油气开采工程、能源动力工程、颗粒系两相流检测等相关


技术介绍

[0002]随着石油化工、油气开采、药品生产以及能源动力领域的日益进步和发展，对于颗粒系两相流先进的测量技术特别是无损测量技术工程中具有需求。颗粒粒径的大小及分布影响着许多化工生产以及工业制造的水平以及效率，同时也是衡量产品质量的重要指标。在涉及多相流的动力工程，如火力发电厂煤粉粒径大小对燃烧起着直接的影响作用；在船舶工程以及核电工程等的汽轮机内湿蒸汽的湿度和粒径分布影响汽轮机的效率，更会直接影响到设备的安全性与可靠性。
[0003]对于石油工程中的稠油开采，为了明确各部分油层对注入蒸汽的吸收情况，提高采收率及节约能源，必须对注汽井蒸汽热效特性的关键参数蒸汽干度进行在线实时准确的测量。由于声波可以穿透几乎任何物质，可以在有色甚至是不透明的物质内进行传播，因此超声测量作为一种无需稀释、快速、可靠的在线颗粒系两相流测量技术得到了越来越多的重视和应用。
[0004]目前超声波检测技术方法多为超声波声速法。这类方法多用于流量、液位与结构缺陷的检测，同时也显现出了局限性。相比较而言，超声波衰减法逐渐获得了人们的关注。然而超声波法往往受限于超声波信号的衰减，当超声波在体积浓度处于30％左右的较高值时，颗粒系两相流中受颗粒的阻隔，其传播会产生信号完全衰减的现象，导致无法接受得到有效信号。因此需要对超声波检测装置进行探针化设计，特别是对于声声程可以调节的探针化设计。
[0005]综上所述，现有超声波在浓度较高的颗粒系两相流中传播会产生信号完全衰减的现象，导致无法接受得到有效信号的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是为了解决现有超声波在浓度较高的颗粒系两相流中传播会产生信号完全衰减的现象，导致无法接受得到有效信号的问题。进而提供一种可调节声程的颗粒系两相流浓度检测超声波探针。
[0007]本专利技术的技术方案是：一种可调节声程的颗粒系两相流浓度检测超声波探针包括第一连接滑杆、第二连接滑杆、换能器固定装置和一对微型超声波收发一体式换能器，第一连接滑杆和第二连接滑杆平行布置，一对微型超声波收发一体式换能器均通过换能器固定装置安装在第一连接滑杆和第二连接滑杆上，且一对微型超声波收发一体式换能器在第一连接滑杆和第二连接滑杆上的位置和间距可调。
[0008]进一步地，第一连接滑杆和第二连接滑杆上设有刻度值。
[0009]进一步地，换能器固定装置的数量为4个，每个微型超声波收发一体式换能器上通过2个换能器固定装置固定。
[0010]进一步地，第一连接滑杆和第二连接滑杆均为空心管体，且第一连接滑杆和第二连接滑杆沿长度方向上加工有多个安装孔。
[0011]更进一步地，换能器固定装置包括固定喉箍、安装螺钉、上部嵌套圆环和下部嵌套圆环，上部嵌套圆环和下部嵌套圆环分别滑动套装在第一连接滑杆和第二连接滑杆上，且上部嵌套圆环和下部嵌套圆环分别与套装在微型超声波收发一体式换能器上的固定喉箍连接，固定喉箍与上部嵌套圆环之间的固定喉箍通过安装螺钉实现紧固。
[0012]更进一步地，换能器固定装置还包括定位调节螺丝，定位调节螺丝旋拧在上部嵌套圆环和第一连接滑杆上。
[0013]进一步地，一对微型超声波收发一体式换能器包括换能器发射端和换能器接收端，换能器发射端和换能器接收端相对布置，且换能器发射端和换能器接收端之间留有颗粒系两相流穿过的间距。
[0014]进一步地，一对微型超声波收发一体式换能器还包括下部嵌套环，下部嵌套环分别安装在换能器发射端和换能器接收端的尾部。
[0015]本专利技术与现有技术相比具有以下效果：
[0016]1、本专利技术是一种基于超声波检测方法的探针，使超声波单、多相流体检测装置与技术探针化，实现对颗粒系两相流多方位测量。
[0017]2、本专利技术使用微型超声波对射式布置在测量流体中能够对两相流中超声波透射波、超声波反射波、超声波多次回波同时测量，通过调整两个微型超声波收发一体式换能器之间的间距，使得其具有声程调节功能，且适用于能源动力工程中复杂恶劣的环境。
[0018]3、本专利技术使用微型超声波换能器，通过调整两个微型超声波收发一体式换能器之间的间距，克服了传统仪器仪表面临的间距不可调并因两相流颗粒阻挡导致信号衰减的问题，本专利技术具有能够对测试流场内变化的两相流份额进行检测、不干扰流场、实时在线等优点。
[0019]4、本专利技术可对换能器进行更换，减少了设备维修成本，提高了工程的经济性。
[0020]5、本专利技术能够实现流体场中声速与声衰减系数测量功能。
[0021]6、本专利技术根据对管道中声速、声衰减、多次回波信号测量结果，可以进行超声信号后处理并对不同条件下两相流份额进行测量。
附图说明
[0022]图1是本专利技术的整体结构示意图；图2是换能器固定装置A的结构示意图；图3是根据换能器接收到的超声波信号，分析出两相流中超声波传播的速度以及声衰减系数的实验数据图。
具体实施方式
[0023]具体实施方式一：结合图1至图2说明本实施方式，本实施方式的一种可调节声程的颗粒系两相流浓度检测超声波探针包括第一连接滑杆1、第二连接滑杆2、换能器固定装置A和一对微型超声波收发一体式换能器，第一连接滑杆1和第二连接滑杆2平行布置，一对
微型超声波收发一体式换能器均通过换能器固定装置A安装在第一连接滑杆1和第二连接滑杆2上，且一对微型超声波收发一体式换能器在第一连接滑杆1和第二连接滑杆2上的位置和间距可调。
[0024]本实施方式的超声波探针的微型超声波收发一体式换能器依靠换能器固定装置A与第一连接滑杆1和第二连接滑杆2相连接。通过微型超声波收发一体换能器对超声波透射信号、反射信号、多次回波信号进行采集，根据换能器接收到的超声波信号，可以分析出两相流中超声波传播的速度以及声衰减系数。最终通过超声波检测技术实现颗粒系两相流浓度等参数检测。本专利技术结构简单，价格低廉，数据采集准确方便，可应用工业方面多，研究工况范围广。
[0025]具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式的第一连接滑杆1和第二连接滑杆2上设有刻度值。如此设置，本实施方式中的第一连接滑杆1和第二连接滑杆2均为不锈钢固定连接滑杆，在第一连接滑杆1和第二连接滑杆2上开设的刻度，便于准确调节一对微型超声波收发一体式换能器之间的间距，提高检测精度。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。
[0026]具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式的换能器固定装置A的数量为4个，每个微型超声波收发一体式换能器上通过2个换能器固定装置A固定。
[0027]如此设置，在保证减少和降低安装时间的前提下，还能够保证安装的牢固性，其它组成和连接关系与具体实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可调节声程的颗粒系两相流浓度检测超声波探针，其特征在于：它包括第一连接滑杆(1)、第二连接滑杆(2)、换能器固定装置(A)和一对微型超声波收发一体式换能器，第一连接滑杆(1)和第二连接滑杆(2)平行布置，一对微型超声波收发一体式换能器均通过换能器固定装置(A)安装在第一连接滑杆(1)和第二连接滑杆(2)上，且一对微型超声波收发一体式换能器在第一连接滑杆(1)和第二连接滑杆(2)上的位置和间距可调。2.根据权利要求1所述的一种可调节声程的颗粒系两相流浓度检测超声波探针，其特征在于：第一连接滑杆(1)和第二连接滑杆(2)上设有刻度值。3.根据权利要求2所述的一种可调节声程的颗粒系两相流浓度检测超声波探针，其特征在于：换能器固定装置(A)的数量为四个，每个微型超声波收发一体式换能器上通过两个换能器固定装置(A)实现固定。4.根据权利要求3所述的一种可调节声程的颗粒系两相流浓度检测超声波探针，其特征在于：第一连接滑杆(1)和第二连接滑杆(2)均为空心管体，且第一连接滑杆(1)和第二连接滑杆(2)沿长度方向上加工有多个安装孔。5.根据权利要求4所述的一种可调节声程的颗粒系两相流浓度检测超声波探针，其特征在于：换能器固定装置(A)包括固...

【专利技术属性】
技术研发人员：田瑞峰，祝嘉鸿，温济铭，林原胜，秦敖翔，明杨，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：