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小管道液液两相流流型辨识系统及方法技术方案

技术编号:6946526 阅读:178 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术公开了一种小管道液液两相流流型辨识系统与方法。它由透明绝缘管道、电容传感器、电容/电压转换器、电容数据采集单元、光学传感器、光电流/电压转换器、光学数据采集单元以及计算机组成。首先利用电容传感器和光学传感器同时获得反映液液两相流流态变化的测量信号,然后提取测量信号的时域特征量(均值和标准差)、幅值域特征量(概率密度函数曲线的峰度和偏度)和频域特征量(信号在不同频段所占的能量百分比),再将特征量输入最小二乘支持向量机流型分类器,最终实现小管道液液两相流流型辨识。本发明专利技术具有非接触、精度高等优点,不仅能对小管道液液两相流的多种流型进行有效辨识,而且可为液液两相流其他参数测量问题提供有益的借鉴。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及多相流测量领域,尤其涉及一种。
技术介绍
液液两相流系统广泛存在于石油、日化、食品、制药等工业领域。近年来,随着工业设备小型化趋势的发展,毫米级小管道液液两相流体系得到越来越多的研究和应用,其参数的在线检测也受到越来越多的关注。然而,相对于其他尺度下的液液两相流而言,毫米级小管道液液两相流的机理研究和工程应用还相对薄弱,相应的检测技术更是极为缺乏,急需加强。流型作为液液两相流的一个重要参数,不仅影响着两相流的流体动力学特性和传热传质性能,而且在很大程度上影响着对两相流其他参数的准确测量。因此,流型的准确辨识对液液两相流的研究和工程应用具有重要的意义。然而,液液两相流流动特性非常复杂, 并且由于尺度不同,小管道液液两相流又常常表现出与常规管径液液两相流不同的特性, 这些都为小管道液液两相流的流型辨识提出了更高的要求和挑战。目前,小管道液液两相流流型辨识方面的文献报道还极为有限,急需大力研究发展。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有研究和技术的不足,提供一种。小管道液液两相流流型辨识系统包括透明绝缘管道、电容传感器、电容/电压转换器、电容数据采集单元、光学传感器、光电流/电压转换器、光学数据采集单元以及计算机;电容传感器和光学传感器分别安装于透明绝缘管道上,电容传感器与电容/电压转换器相连接,电容/电压转换器经电容数据采集单元与计算机相连接,光学传感器与光电流/ 电压转换器相连接,光电流/电压转换器经光学数据采集单元与计算机相连接。所述的电容传感器为两片尺寸相同的金属电极,即激励电极和检测电极,相对于绝缘管道中心轴对称地粘贴在绝缘管道外壁,激励电极与导线相连,检测电极也与导线相连,激励电极与检测电极之间紧贴管道外壁安装保护电极,整个测量管道外侧包裹金属屏蔽罩,保护电极与金属屏蔽罩相连接。所述的光学传感器包括透明管道、激光器、柱透镜和光电池,激光器和柱透镜顺次安装于透明管道一侧,激光器和柱透镜光轴垂直于透明管道中心轴,在透明管道另一侧与激光器和柱透镜光轴垂直的平面安装光电池。小管道液液两相流流型辨识方法的步骤如下1)分别由电容传感器和光学传感器同时获得反映小管道液液两相流流态变化的测量信号,电容测量信号经电容/电压转换器转换成电压信号,经由电容数据采集单元送入计算机,光学测量信号经光电流/电压转换器转换成电压信号后,经由光学数据采集单元送5入计算机;2)提取小管道液液两相流电容测量信号和光学测量信号的时域、幅值域和频域特征量;3)将所提取的电容测量信号及光学测量信号的特征量输入由最小二乘支持向量机建立的流型分类器,对小管道液液两相流流型进行在线辨识。 步骤2)所述的提取小管道液液两相流电容测量信号和光学测量信号的时域、幅值域和频域特征量的步骤为(1)时域特征量提取所提取的时域特征量为小管道液液两相流测量信号的均值和标准差,均值本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种小管道液液两相流流型辨识系统,其特征在于包括透明绝缘管道、电容传感器、电容/电压转换器、电容数据采集单元、光学传感器、光电流/电压转换器、光学数据采集单元以及计算机;电容传感器和光学传感器分别安装于透明绝缘管道上,电容传感器与电容/电压转换器相连接,电容/电压转换器经电容数据采集单元与计算机相连接,光学传感器与光电流/电压转换器相连接,光电流/电压转换器经光学数据采集单元与计算机相连接。

【技术特征摘要】
1.一种小管道液液两相流流型辨识系统,其特征在于包括透明绝缘管道、电容传感器、 电容/电压转换器、电容数据采集单元、光学传感器、光电流/电压转换器、光学数据采集单元以及计算机;电容传感器和光学传感器分别安装于透明绝缘管道上,电容传感器与电容 /电压转换器相连接,电容/电压转换器经电容数据采集单元与计算机相连接,光学传感器与光电流/电压转换器相连接,光电流/电压转换器经光学数据采集单元与计算机相连接。2.根据权利要求1所述的一种小管道液液两相流流型辨识系统,其特征在于所述的电容传感器为两片尺寸相同的金属电极,即激励电极(1)和检测电极(2),相对于绝缘管道 (3)中心轴对称地粘贴在绝缘管道(3)外壁,激励电极与导线(4)相连,检测电极与导线(5) 相连,激励电极与检测电极之间紧贴管道外壁安装保护电极(6),整个测量管道外侧包裹金属屏蔽罩(7),保护电极与金属屏蔽罩相连接。3.根据权利要求1所述的一种小管道液液两相流流型辨识系统,其特征在于所述的光学传感器包括透明管道、激光器、柱透镜和光电池,激光器和柱透镜顺次安装于透明管道一侧,激光器和柱透镜光轴垂直于透明管道中心轴,在透明管道另一侧与激光器和柱透镜光轴垂直的平面安装光电池。4.一种使用如权利要求1所述系统的小管道液液两相流流型辨识方法,其特征在于它的步骤如下1)分别由电容传感器和光学传感器同时获得反映液液两相流流态变化的测量信...

【专利技术属性】
技术研发人员:李霞黄志尧王磊王保良冀海峰李海青
申请(专利权)人:浙江大学
类型:发明
国别省市:86

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