渦街流量計的低含氣率氣液兩相流測量裝置的制作方法

氣液兩相流測量裝置。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是對低含氣率氣液兩相流 流量、密度和分相含率測量的方法的基本原理如下在計量管道上，首先安裝 一個混流器，這個混流器將低含氣率的氣液兩相流攪拌成均相流，此時的均相 流可以看作單相流，然后直接應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)文丘里管和渦街流量計結(jié)合測量氣液兩 相流流量、密度和分相含率?；跇?biāo)準(zhǔn)文丘里管與渦街流量計的低含氣率氣液兩相流測量裝置具有計量 管道，在計量管道上依次設(shè)有混流器、標(biāo)準(zhǔn)文丘里管、渦街流量計和溫度傳感 器，標(biāo)準(zhǔn)文丘里管配套安裝有差壓傳感器，渦街流量計、差壓傳感器和溫度傳 感器與A/D轉(zhuǎn)換卡相連，A/D轉(zhuǎn)換卡與計算機(jī)相連。本實用新型的有益效果是在不進(jìn)行氣液兩相分離的情況下，利用文丘里 管和渦街流量計同時檢測氣液兩相流流量、密度和氣液兩相的分相含率，提高 了氣液兩相流參數(shù)檢測的精度和實時性。也可用于石油工業(yè)中的低含氣率的油 氣兩相流參數(shù)的測量，相對于現(xiàn)有的多種測量方法，本實用新型的特點(diǎn)是用傳 統(tǒng)的單相流量測量儀表巧妙組合解決工程測量問題。應(yīng)用文丘里管和渦街流量 計組合同時測量氣液兩相流流量、密度和分相含率。測量可靠、穩(wěn)定、精度高， 適用范圍廣、安裝方便、體積小。


以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步說明。 圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。。l是計量管道、2是混流器、3是標(biāo)準(zhǔn)文丘里管、4是渦街流量計、5是差壓 傳感器、6是溫度傳感器、7是A/D轉(zhuǎn)換卡、8是計算機(jī)具體實施方式
本實用新型中節(jié)流元件選用標(biāo)準(zhǔn)文丘里管。待測氣液兩相流進(jìn)入計量管道1 后，先通過混流器2，混流器2使氣液兩相流混合均勻成為均相流。差壓傳感器 5與標(biāo)準(zhǔn)文丘里管3配套安裝。標(biāo)準(zhǔn)文丘里管3輸出的差壓信號經(jīng)差壓傳感器5 轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)電信號再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換卡7送入計算機(jī)8。渦街流量計4獲取整個管路 的氣液總體積流量并將流量信號轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)電信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換卡7送入計算機(jī) 8。溫度傳感器6用來檢測氣液兩相流溫度r并將溫度信號轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)電信號經(jīng) A/D轉(zhuǎn)換卡7送入計算機(jī)8。在計算機(jī)8中設(shè)有存儲模塊，存儲有氣液兩相在不 同溫度下的密度以及節(jié)流元件的流量系數(shù)、開孔面積等數(shù)據(jù)。計算機(jī)8進(jìn)行實時處理，獲取氣液兩相流密度和分相含率。實現(xiàn)氣液兩相測量的測量方法按如下具體步驟進(jìn)行(1) 利用渦街流量計獲取管路的氣液兩相總體積流量^，計算公式如下(1)式中^為計量管道的橫截面積，/為渦街流量計的脈沖輸出數(shù)，^為氣液兩相流 總體積流量，《為渦街流量計的流量系數(shù)。 一般情況下，在額定的流量范圍內(nèi)， 《是一個常數(shù)。(2) 本實用新型釆用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流元件，測量原理滿足貝努力方程和連續(xù)性 方程，因此根據(jù)節(jié)流原理<formula>formula see original document page 5</formula>( 2 ) P得到氣液兩相混合密度P計算公式如下<formula>formula see original document page 5</formula> (3)式中P為流經(jīng)節(jié)流元件的氣液兩相流混合密度，^由渦街流量計獲得，節(jié)流元件處取樣管道的差壓Ap由差壓傳感器獲取，X。為節(jié)流元件開孔面積，《為標(biāo)準(zhǔn)文 丘里管流量系數(shù)，當(dāng)流體雷諾數(shù)大于臨界雷諾數(shù)時，"為一常數(shù)，具體數(shù)值由實 驗標(biāo)定，s為可膨脹性系數(shù)，其值小于或等于l，對于不可壓縮性流體，s = l, 對于低含氣率的氣液兩相流，由于氣含率很小，此時的氣液兩相流可視為不可 壓縮流體，因此6 = 1。(3) 由于氣液兩相流混合密度為<formula>formula see original document page 5</formula> (4) 由公式(4)得到氣液兩相分相含率和分相流量計算公式如下200720019467.6說明書第4/4頁氣相的含率為 <formula>formula see original document page 6</formula>液相的含率為 <formula>formula see original document page 6</formula>氣相的體積流量為液相的體積流量為 氣相的質(zhì)量流量為<formula>formula see original document page 6</formula>肌m液相的質(zhì)量流量為 <formula>formula see original document page 6</formula>式中a、 a分別為溫度為r時氣相和液相的密度，溫度r由溫度傳感器獲取，a、 x2分別為氣相和液相的含率， 分別為氣相和液相的體積流量，《ml、《m2分別為氣相和液相的質(zhì)量流量。
權(quán)利要求1、一種基于標(biāo)準(zhǔn)文丘里管與渦街流量計的低含氣率氣液兩相流測量裝置，其特征在于它具有計量管道(1)，在計量管道(1)上依次設(shè)有混流器(2)、標(biāo)準(zhǔn)文丘里管(3)、渦街流量計(4)、溫度傳感器(6)，標(biāo)準(zhǔn)文丘里管(3)配套安裝有差壓傳感器(5)，差壓傳感器(5)、溫度傳感器(6)、渦街流量計(4)與A/D轉(zhuǎn)換卡(7)相連，A/D轉(zhuǎn)換卡(7)與計算機(jī)(8)相連。
2、 權(quán)利要求1所述的一種基于標(biāo)準(zhǔn)文丘里管與渦街流量計的低含氣率氣液 兩相流測量裝置，其特征在于所說的渦街流量計采用液相渦街流量計。
專利摘要本實用新型涉及公開了一種基于標(biāo)準(zhǔn)文丘里管與渦街流量計的低含氣率氣液兩相流測量裝置。該裝置由計量管道、計量管道前端的混流器、計量管道中部的標(biāo)準(zhǔn)文丘里管、計量管道后端的渦街流量計和溫度傳感器、與標(biāo)準(zhǔn)文丘里管連接的差壓傳感器、A/D轉(zhuǎn)換卡和計算機(jī)組成。各傳感器均經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換卡接計算機(jī)。本實用新型使用壽命長，體積小，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，壓損相對低，適用范圍廣，同時具有可獲測量參數(shù)多、流量檢測精度高、實時性好等特點(diǎn)。適用于油氣等低含氣率氣液兩相流的測量。
文檔編號G01F1/34GK201032457SQ20072001946
公開日2008年3月5日 申請日期2007年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月15日
發(fā)明者王微微, 耿艷峰 申請人:王微微