基于同軸線相位法的兩相流含氣率測量研究

方立德, 郎月新, 趙 寧, 李小亭, 韋子輝

(1.河北大學 質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督學院,河北 保定 071000;2.河北大學 計量儀器與系統(tǒng)國家地方聯(lián)合工程研究中心,河北 保定 071000)

1 引 言

兩相流動普遍存在于石油、化工、食品等行業(yè)。在工業(yè)生產(chǎn)過程中,管道內(nèi)的氣液流動頻繁,含水率測量是一項有實用價值的工作[1]。

目前,采用不同的技術(shù)測量管道內(nèi)兩種非混相的含水率,包括X射線技術(shù)[2]、γ射線技術(shù)[3]、電容技術(shù)[4,5]和同軸線技術(shù)[6]。γ或X射線儀器價格昂貴,需要特殊的安全和護理。電容技術(shù)具有成本低、耐用、操作簡單的優(yōu)點;但是含水率很低狀況下測量效果不好,高含水率段又受氣泡干擾。近年來,具有同軸結(jié)構(gòu)[7～10]的傳感器受到一些研究者的青睞,比如同軸電容傳感器、同軸電導率傳感器、過流式同軸線相位法含水率計等,已廣泛應用于石油工業(yè)(石油、天然氣、水分)、生命組織研究(肌肉、肝臟等器官)、糧食果蔬(大米、玉米、棕櫚果等)水分含量、材料科學、濕度檢測等領(lǐng)域[11]。對于生物、化學方面,在充滿半無限空間的情景下,陳秉鈞等[12]以開端同軸線作為傳感器,用于水、甲醇和生物物質(zhì)的介電常數(shù)檢測,具有頻帶寬、準確和快速的特點;岳鳳花等[13]把同軸反射法應用于對聚苯乙烯粉末含水量測量,在相同條件下與用同軸線開放終端諧振腔法所測得的結(jié)果進行比較,比較結(jié)果顯示兩種測試方法測量結(jié)果相差很小。Abbas Z等[14]提出了一種用于測定油棕果實復介電常數(shù)和含水率的開放式同軸傳感器,通過準靜態(tài)模型的介電常數(shù)值與標準烘箱干燥方法得到的介電混合模型的介電常數(shù)值進行匹配,得到油棕果實含水率。……