СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРЕДНЕЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ФАЗ ДВУХФАЗНОГО ПОТОКА Советский патент 1997 года по МПК G01N15/02 

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для контроля параметров двухфазных газожидкостных потоков и может быть использовано в энергетической и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является повышение достоверности измерения концентрации фаз в нестационарных условиях за счет сокращения времени измерения.

На фиг. 1 изображен датчик; на фиг. 2 то же, поперечное сечение; на фиг. 3 структурная схема устройства для осуществления способа.

Датчик содержит корпус 1, выполненный в виде каплевидного профиля. Корпус 1 выполнен из электроизолирующего материала, внутри которого установлены электроды 2, разделенные электроизолятором. Электроды изготовлены из коррозионно-стойкого материала, например платиновой проволоки диаметром 0,2 мм. Электроды выведены на верхнюю часть корпуса и выступают по отношению к его поверхности на h≈0,5 мм. Каплеобразная часть корпуса 1 с выступающими электродами устанавливается навстречу двухфазному потоку. Каплеобразность профиля позволяет улучшить обтекание корпуса 1 и уменьшить погрешность измерения, связанную с искажением потока при помещении в него датчика.

Измерительные электроды равномерно расположены в корпусе 1, причем число электродов где b поперечный размер датчика; l продольный размер датчика; k₁ -коэффициент перекрытия. Расстояние между электродами выбрано равным и представляет собой характерную величину для двухфазного потока, равную среднему диаметру пузырей. Зная режимные параметры, при которых будут проводиться измерения, по известным значениям оценивают размер пузырей в потоке. Для исключения ложных срабатываний число электродов в поперечном направлении должно быть не менее трех (k₁≥3).

Питание электродов 3 датчика 4, установленного в двухфазном потоке, осуществляется от источника переменного тока 5. Падение напряжения в электрической цепи происходит на нагрузочном резисторе 6. Вторичный измерительный прибор 7 служит для раздельного по каждому электроду одновременного измерения уровней сигналов относительно опорного сигнала, т.е. осуществляет сравнение уровней сигналов с уровнем дискриминации.

Способ осуществляется следующим образом. Для измерения концентрации фаз двухфазного потока датчик помещают в двухфазный поток, электроды направлены навстречу потоку. При набегании двухфазного потока происходит замыкание цепи электродов в случае нахождения их в жидкой фазе или размыкание цепи одного или нескольких электродов в случае попадания пузырька пара на электроды, определяется количество замкнутых или разомкнутых электродов. Из предварительных тарировочных опытов известно при каком соотношении замкнутых и разомкнутых электродов в потоке превалирует жидкая или паровая фаза. Так, например, для пузырькового режима течения более 60% электродов разомкнуты. В случае дисперсного режима течения все электроды разомкнуты (превалирует паровая фаза), наблюдается замыкание соседних электродов.

После этого с помощью схемы сопоставления уровней сигналов n электродов интегратора в приборе 7 определяется уровень опорного сигнала и число электродов n_-, где сигнал меньше опорного. Затем определяется значение
В случае несущей паровой фазы, когда в потоке пара находятся капли жидкости (при этом количество электродов n_- максимально и приближается к n), определение концентрации жидкой фазы осуществляется путем подсчета числа "замкнутых" n_зам жидкостью электродов по формуле где C² - число сочетаний попарно замкнутых электродов интегратора. Замкнутые электроды определяются по признаку превышения уровня их сигналов над уровнем опорного сигнала электродов в паровой фазе. Эта операция также производится в приборе 7.

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для контроля параметров двухфазных газожидкостных потоков и может быть использовано в энергетической и других отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение достоверности измерения концентрации фаз в нестационарных условиях за счет сокращения времени измерения. Способ включает измерение электрических сигналов в n точках канала с помощью электродов, выбор максимального сигнала в качестве опорного, регистрацию отклонения сигналов на электродов n_- от опорного, определение числа попарно электрически замкнутых электродов n_зам, определение концентрации паровой фазы по формуле G = n_-/n и определение жидкой фазы с помощью соотношения 1 - G = n_зам/C², где C² - число сочетаний попарно электрически замкнутых электродов. Датчик для осуществления способа содержит n электродов, равномерно расположенных в диэлектрическом корпусе с каплевидным профилем. 3 ил.

Способ определения средней концентрации фаз двухфазного потока, заключающийся в измерении площади сечения канала, занятой каждой фазой двухфазового потока, и общего сечения канала и определении средней концентрации фаз по отношению каждой фазы к общему сечению, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности измерения концентрации фаз в нестационарных условиях за счет сокращения времени измерения сечения фаз, концентрацию определяют с помощью датчика, содержащего n электродов, выбирают максимальный уровень сигнала в качестве опорного, определяют число электродов n_ где сигнал меньше опорного, определяют число попарно электрических замкнутых электродов n_з а м, концентрацию паровой фазы определяют по формуле

а концентрацию жидкой фазы определяют с помощью соотношения

где С² число сочетаний попарно электрически замкнутых электродов,
а датчик выполнен в диэлектрическом корпусе с каплевидным профилем, при этом

где δ -расстояние между электродами;
k₁ коэффициент перекрытия;
b поперечный размер датчика;
l продольный размер датчика;
σ - коэффициент поверхностного натяжения жидкости;
ρ_ж, ρ_п соответственно плотности жидкости и пара.