电导式相关流量测量传感器

在油水两相流条件下,水为连续相时,电导式传感器利用油相分布的离散性所造成的流体阻抗的随机变化检测流体流动噪声,通过对传感器中的上、下游传感器所检测出的流体流动噪声进行互相关运算,得到和流体流量相关的渡越时间,该传感器用于井下油水两相流量测量。文中给出了相关流量测量用电导式传感器检测流体流动噪声的原理、传感器中敏感器的结构及设计原则,同时给出了传感器激励源及信号处理电路的设计原则,文中最后给出了电导传感器在多相流模拟井上的流量测量实验及分析。     

基于弧状电极传感器的气/水两相流参数测量系统设计

气/水两相流流动参数的检测对工业过程的控制和优化有重要意义,相含率作为一个重要参数直接影响到两相流建模的精度。为测量两相流相含率参数设计了弧状电极电导传感器测量系统,通过对气/水两相流典型流型的物理模拟研究了相含率与测量电压之间的关系。实验结果表明:弧状电极电导传感器的液相相含率与测量电压存在很好的线性关系,为两相流动态实验参数测量提供了依据。     

基于区域权函数理论的多电极电磁流量计电极设计

基于Shercliff权函数提出区域权函数概念,设计多电极电磁流量计,通过测量管道截面不同位置的弦端电压,计算各区域的轴向平均速度,实现速度分布与体积流量的测量。着重研究了流量计电极设计,选取不锈钢平头方案的多电极电磁流量计,对于阀门下游的非轴对称单相流体积流量测量精度高于±1.0%,倾斜管固—液两相流实验证明:该设计对于两相流非轴对称的速度分布测量具备可靠性。     

异径管电磁流量传感器励磁系统研究

为优化具有异径测量管的电磁流量传感器的设计方案,对传感器励磁线圈匝数和采样电极的形状尺寸与传感器特性的关系进行了实验研究。根据实验结果给出了异径管电磁流量传感器励磁部分设计的一般性指导原则。设计制作了电池供电的电磁流量计原型样机并对样机进行了测试.测试结果表明样机测量精度在全量程范围内优于±0.5%,采用高能锂电池组供电可连续工作三年以上,验证了本文所提设计方案的可行性。     

智能化流量测量相关仪

相关流量测量法是解决两相流测量等困难流量测量的有力手段，本文采用了新的高速极性相关算法，实现了以该算法为基础的智能化八通道流量巡回检测用相关仪。实验及现场使用证明，该相关仪具有良好的实时性。它与电容传感器配合，可以测量气／固两相流的流量。     

热式质量流量计测量井下液相流量的探索研究

热式质量流量计是利用流体流过传感器探头时散失的热量与流体流量的关系来测量流体流量.为了研究热式质量流量计应用于井下液相流量测量的效果,开展了可行性实验研究,设计并加工了热式液体质量流量计原理实验样机.在多相流动态实验装置上进行了动态实验,取得了理想的实验结果.实验结果表明,采用热式液体质量流量计测量液相(油和水)流量是可行的.该方法将为液相流量的测量提供一个新思路,为井下现场样机的研发奠定了基础.     

大量程气体流量传感器的仿真与设计

基于热传递原理,设计了一种大量程气体流量传感器。采用FLUENT进行结构的仿真,结合权重法确定传感器的最优结构模型。研究了传感元件的温度特性,确定了传感器的工作状态。设计了传感电路,对传感器进行了自动温度补偿。测量中采用两种不同的测量原理,使传感器能够检测微小流量和中、大流量,提高了传感器的测量范围。实验结果表明该传感器测量流量量程为0.14m^3/h^130m^3/h,测量误差优于1.5%。     

非满管电磁流量计权重函数有限元数值分析

采用有限元数值分析法,对长弧形电极非满管电磁流量传感器的权重函数进行了研究,并给出了不同液位下的权重函数分布图谱。计算结果表明,非满管电磁流量传感器的权重函数与管内液体充满度有关,两者呈复杂函数关系。该研究结果为优化非满管电磁流量传感器结构提供了理论依据。     

一种导电连续相流速重构方法研究

作为非侵入式在线过程成像技术,电磁流量计可以在简化流型判断的情况下很好的实现多相流的测量,导电连续相流速重构方法是电磁式多相流测量的关键技术之一。基于离散傅立叶理论(Discrete Fourier Transform, DFT),提出一种导电连续相流速重构方法。该方法将导电连续相流速设为多个速度分项的叠加,通过多电极电磁流量计获得测量电极处感应电势分布,利用DFT的系数确定流速分量的方向角进而对导电连续相进行重构,仿真及实流实验结果表明,基于DFT的导电连续相流速重构方法的有效性及可靠性。     

基于DSP的新型智能超声波相关流量计

由于多相流中各相流体的动力学特性极其复杂,使得多相流测量一直未得到满意的结果,如果利用互相关原理进行测量就可以解决多相流测量问题;该流量计以TMS320VC5402为核心,由于DSP强大和快速的运算能力,所以能实时准确地计算出渡越时间和流量值,而且抗干扰能力强;大量的测量数据表明,该流量计是一种准确、快速、稳定的流量测量仪器。     

GLCC多相流量计集成优化控制策略的研究和实践

GLCC多相流分离计量系统,经过多年的实际应用和检验,基于其高效的分离效果和紧凑的机构设计已在中海油、中石油、中石化、中东等国内外得到广泛应用,在这个系统中的控制部分,对该计量系统能否正常工作和计量,及保证精度起到决定性作用。因此本文采用专业软件对实际工况进行模拟研究,并提出了GLCC多相流量计集成优化控制策略,为多相流量计的进一步研究提供一种新选择,并提供了具体的实践经验,为多相流量计的发展提供全新的思路。     

非满管电磁流量计液位测量方法研究

在研究非满管电磁流量计液位测量所要解决的技术问题基础上,提出了一种长弧形电极液位测量方法。该方法是在测量管壁上设置一对长弧形电极作为流速和液位信号的测量电极,在管壁底部设置一对激励电极。通过在激励电极上施加电压幅值恒定的交流信号,在测量电极上得到反映液位高度变化的电压信号。理论分析和实验结果表明传感器对液位测量具有较高的灵敏度且不受被测导电液体电导率变动的影响,适用于对污水排放等场合的非满管流的测量。     

插入式静电传感器空间滤波法流速测量

插入式静电传感器在测量煤粉流速和保证其安全输送有较好的应用。利用插入式静电传感器和空间滤波原理提出了一种新的测量固相颗粒传送速度方法。根据得到的插入式静电传感器的点电荷数学模型,推导得到了固相流速的空间滤波测量原理,同时,采用"3dB"原则获取信号的截止频率实现了固相流速在线测量。通过实验,验证了插入式静电传感器空间滤波原理的可行性,并在流速为2 m/s～7 m/s时,分别进行了实验验证。实测结果证实了插入式静电传感器空间滤波原理测量流体速度方法是一种有效的方法。     

水平油水两相流测井仪器测量通道内流型识别

水平井产出剖面测井中集流型仪器内油水两相流流型通常呈复杂多态性,正确认识流型演化规律有助于井下流量测量精度提高．在油水两相流流动环路中采集电导及电容传感器波动信号的基础上,基于非线性时间序列递归图纹理分析方法,对集流型仪器内油水两相流流型特征进行了表征,研究发现：在不同流量及含水率下,递归图纹理特征与流型之间具有较好的对应关系,可通过递归图纹理特征有效识别水平油水两相流流型．     

基于超声波时差法的管道流量测定仪设计

煤矿现有抽采管道使用传统瓦斯流量计存在易产生堵塞故障等问题,基于超声波时差法的流量计测量精度高、测量结果重复性好,但不适用于瓦斯抽采管道流量测量,并且需要单独设计超声波驱动电路和信号处理电路,实现难度较大。针对煤矿瓦斯抽采管道的特点,设计了一种基于超声波时差法的管道流量测定仪。在固定的传播距离下,超声波换能器发出的超声波在流体中的传播时间与气体的流速呈函数关系,而流速与管道截面积的乘积即为流量,从而间接得到管道气体流量。该管道流量测定仪以低功耗微处理器STM32F103为核心控制元件,在时间数字转换芯片MAX35104内部通过自动差分飞行时间测量法计算超声波顺逆流传播时间,根据传播时间计算气体流速、瞬时流量和累计流量。测试结果表明,基于超声波时差法的管道流量测定仪的最大绝对误差为0.15 m/s,最大重复性误差为0.17%,符合JJG 1030—2007《超声流量计检定规程》中2级精度要求,同时也满足MT 448—2008《矿用风速传感器》中对超声波式风速传感器基本误差的要求。     

原油含水率测量多因素影响的数值模拟与实验研究

基于介电常数法测量原油含水率,往往受油水两相流态、温度、矿化度、非线性特性等多因素的影响.因此,设计一套基于多传感器的油水两相流实验室模拟系统,利用理论计算结合数值模拟的方法,研究含水率、温度、矿化度、油水介电常数、含水测最传感器输出之间的数学关系及影响规律,对提高测量含水率的精度提供了有力的理论和实验依据.     

多相流过程参数检测技术综述

多相流是现代流程工业及其相关科研领域内常见的控制与研究对象, 对其过程参数的检测是工业生产与科学研究中的一个研究热点问题. 本文针对工业过程中的多相流过程参数检测问题,介绍了多相流的特点及其过程参数, 并分类介绍了多相流过程参数检测方法,重点讨论了检测的难点及其未来发展趋势, 为更好地解决复杂工业过程多参数检测问题提供方法基础和借鉴.     

A printed circuit board capacitive sensor for air bubble inside fluidic flow detection

This paper presents a three-electrode capacitive fluidic sensor for detecting an air bubble inside a fluidic channel such as blood vessels, oil or medical liquid channels. The capacitor is designed and fabricated based on a printed circuit board (PCB). The electrodes are fabricated by using copper via structure through top to bottom surface of the PCB. A plastic pipe is layout through the capacitive sensor and perpendicular to the PCB surface. Capacitance of sensor changes when an air bubble inside fluidic flow cross the sensor. The capacitance change can be monitored by using a differential capacitive amplifier, a lock-in amplifier, filter and an NI acquisition card. Signal is processed and calculated on a computer. Air bubble inside the liquid flow are detected by monitor the unbalance signal between the three electrode potential voltages. Output voltage depends on the volume of the air bubble due to dielectric change between capacitor’s electrodes. Output voltage is up to 53 mV when an 2.28 mm³ air bubble crosses the sensing channel. Air bubble velocity can be estimated based on the output pulse signal. This proposed fluidic sensor can be used for void fraction detection in medical devices and systems; fluidic characterization; and water–gas, oil–water and oil–water–gas multiphase flows in petroleum technology. That structure also can apply to the micro-size for detecting in microfluidic to monitor and control changes in microfluidic channels.     

一种测量气--液两相流的线列阵传感器设计

针对气—液两相流研究对含气率测量的需求,基于线列阵测量技术原理,设计了一种可移动式线列阵两相流测量传感器,该传感器具有较高的空间分辨率（3 mm）和极高的时间分辨率（2500 Hz）,设计了线列阵传感器标定和含气率算法,实现了瞬时二维局部含气率的测量。经过射流冲击试验验证表明：该线列阵传感器结构稳定,基于原始测量数据,采用标定和含气率求解算法,可计算气泡夹带现象在水平截面的平均含气率分布情况。     

集流型流体电容仪测量井下油水两相流的含水率

对集流型流体电容含水率计在井下油水两相流高含水时应用的可行性进行了研究。建立了泡状流、水为连续相时传感器的等效电路模型。该模型认为在泡状流、高水矿化度、水为连续相的情况下，传感器只敏感于碰撞到内电极绝缘介质层上的油滴。在通常的测量条件下，传感器仍具有较高的灵敏度。为验证理论的正确性，设计了四个静态实验，并进行了模拟井动态实验。实验结果与理论预测完全一致。