基于超声多普勒传感器的段塞流气泡速度矢量测量方法技术

本发明专利技术涉及一种基于超声多普勒传感器的段塞流气泡速度矢量测量方法，超声多普勒传感器包括两组“一发双收式”超声探头，两组“一发双收式”超声探头的接收探头与发射探头的夹角均为α，各探头直径相同，第一组超声探头用于测量分布在管道上部的分散气泡速度；第二组超声探头用于测量分布在管道下部的分散气泡速度；所述段塞流气泡速度矢量测量方法包括下列步骤：对于各个接收探头，在FPGA内对依次对数字回波信号进行正交解调、低通滤波处理，在上位机根据每个位置处的多普勒信号序列，利用自相关算法提取每个位置处的多普勒频移；根据回波信号提取的多普勒频移计算分散气泡X、Y方向的速度信息，得到段塞流中分散气泡的速度时空分布。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种段塞流气泡速度矢量测量方法。

技术介绍

1、水平气液段塞流广泛地存在于石油化工、能源动力等重要工业生产领域。在水平管道运输中，气液段塞流呈现液膜区和液塞区交替出现的拟周期性运动。液塞区中，液相为连续相，其中分布着大量分散气泡；液膜区中，泰勒泡位于管道上部，液膜占据管道下部，液膜中存在少量分散气泡。段塞流中分散气泡的速度矢量是研究段塞流相间传热/传质规律与揭示流型转化的重要参数，其精确测量对优化工业生产过程具有重要意义。

2、超声法作为一种典型非侵入式测量方法，相对于传统光学、电学法具有不受高温、腐蚀作用影响以及可以应用于不透明管路或流体的测量等优势。传统超声气泡速度测量以相位差法为基础(zhai et al.,chinese journal ofchemical science,2023,58:323-340)，通过快速傅里叶变换(fft)算法，提取多普勒频移，进而计算出气泡的运动速度。值得指出的是，当前主流方法大多针对气泡沿轴向运动速度的测量，而实际中气泡的径向速度不可忽略，导致测量误差较大；其次，传统速度矢量测量方法受限于本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于超声多普勒传感器的段塞流气泡速度矢量测量方法，所采用的超声多普勒传感器包括两组“一发双收式”超声探头，包括发射探头T1、T2和接收探头R1～R4，两组“一发双收式”超声探头的接收探头与发射探头的夹角均为α，各探头直径相同，均用D表示，第一组超声探头用于测量分布在管道上部的分散气泡速度，其接收探头R1，R2与发射探头T1的水平距离均为x1；第二组超声探头用于测量分布在管道下部的分散气泡速度，其接收探头R3，R4与发射探头T2的水平距离均为x2，两个发射探头的探头间距为x0；所述段塞流气泡速度矢量测量方法包括下列步骤：

2.根据权利要求1所述的段塞流气泡速度矢量测量方...

【技术特征摘要】

1.一种基于超声多普勒传感器的段塞流气泡速度矢量测量方法，所采用的超声多普勒传感器包括两组“一发双收式”超声探头，包括发射探头t1、t2和接收探头r1～r4，两组“一发双收式”超声探头的接收探头与发射探头的夹角均为α，各探头直径相同，均用d表示，第一组超声探头用于测量分布在管道上部的分散气泡速度，其接收探头r1，r2与发射探头t1的水平距离均为x1；第二组超声探头用于测量分布在管道下部的分散气泡速度，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟路生，刘峻溪，徐博，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：