CN108444554A - 采用电磁涡街原理测量气液两相流的方法及流量计 - Google Patents
采用电磁涡街原理测量气液两相流的方法及流量计 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108444554A CN108444554A CN201810168225.6A CN201810168225A CN108444554A CN 108444554 A CN108444554 A CN 108444554A CN 201810168225 A CN201810168225 A CN 201810168225A CN 108444554 A CN108444554 A CN 108444554A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- flowmeter
- flow
- liquid flow
- vortex street
- biphase gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
- G01F1/20—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow
- G01F1/32—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow using swirl flowmeters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/56—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects
- G01F1/58—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects by electromagnetic flowmeters
- G01F1/586—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects by electromagnetic flowmeters constructions of coils, magnetic circuits, accessories therefor
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
本发明提供一种采用电磁涡街原理测量气液两相流的方法及流量计，该方法具体为：提供一测量管和一磁场，所述测量管置于所述磁场内；在测量管内设置一漩涡发生体；提供一电磁传感器和一转换器，所述电磁传感器用于采集流量信号，所述转换器接收信号并进行分析。本发明的采用电磁涡街原理测量气液两相流的方法及流量计，结合电磁感应和卡门涡街原理，具有以下特点：适用于液体导电的气液两相流流量测量；结构简单，采用单一流量计，无需流量分离器和其他如密度计等辅助设备。
Description
技术领域
本发明涉及流量检测领域，具体涉及一种气液两相流流量计，特别涉及一种采用电磁涡街原理测量气液两相流的方法及流量计。
背景技术
流体流量的测量应用非常广泛，市政供水、冶金、石油化工、医药工业、食品工业、生物工程等，对流量的测量无处不在。随着工业现代化的加速，在很多领域中出现了气液两相流，如热电、核电的气化单元，天然气、石油的开采、输送，低沸点液体的输送等等。气液两相流流量计应运而生，且应用越来越广。
目前的流量计大多只能进行单相流的流量测量，多相流的流量测量一般应用分离法进行，即先采用计量分离器将两相流分离成单相流后，再采用单相流流量计进行测量，分离器体积庞大、笨重，价格昂贵；直接进行两相流测量的仪表，普遍辅以采用微波等辐射源进行流体密度的测量，而有关法规对使用辐射源有严格的限制。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种采用电磁涡街原理测量气液两相流的方法及流量计，用于解决现有技术中流量计结构复杂的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种采用电磁涡街原理测量气液两相流的方法，该方法具体为：
提供一测量管和一磁场，所述测量管置于所述磁场内；
在测量管内设置一漩涡发生体；
提供一电磁传感器和一转换器，所述电磁传感器用于采集流量信号，所述转换器接收信号并进行分析。
优选地，所述漩涡发生体为一断面为非流线型的柱体。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种采用电磁涡街原理测量气液两相流的流量计，包括：
一测量管和一用于产生磁场的磁场产生装置，所述测量管置于所述磁场内；所述测量管内设置有一漩涡发生体；
一电磁传感器装置，所述电磁传感器装置用于采集流量信号，
一转换器，接收信号并进行分析。
优选地，所述测量管的材质为不导磁的材质。
优选地，所述电磁传感器装置包括轴向布置于测量管上的两信号电极。
优选地，所述流量计通过法兰盘连接于管道上。
如上所述，本发明的一种采用电磁涡街原理测量气液两相流的方法及流量计，具有以下有益效果：
1、本发明适用于液体导电的气液两相流流量测量；
2、本发明结构简单，采用单一流量计，无需流量分离器和其他如密度计等辅助设备。
附图说明
图1显示为采用分离法进行气液两相流流量测量的装置；
图2显示为直接测量气液两相流流量的装置的其中一视图，
图3显示为直接测量气液两相流流量的装置的另一视图；
图4显示为采用电磁涡街原理测量气液两相流的流量计传感器结构的其中一视图；
图5显示为采用电磁涡街原理测量气液两相流的流量计传感器结构的另一视图；
图6显示为采用电磁涡街原理测量气液两相流的流量计安装示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
目前的流量计大多只能进行单相流的流量测量，多相流的流量测量一般采用分离法进行，即先用计量分离器将两相流分离成单相流后，再采用单相流流量计进行测量；直接进行两相流测量的仪表普遍采用微波等辐射源，而有关法规对使用辐射源有严格的限制。不管采用分离法还是采用直接测量的方法，原来的结构都比较复杂，尤其是分离型。
采用分离法进行气液两相流流量测量的装置，如图1所示。其中，1为流体管道，2为气液分离器，3为气体流量计，4为液体流量计。
直接测量气液两相流流量的装置，如图2、3所示。5为文丘里氏流量计，6为双能γ射线密度计，7为液体，8为气体，9为混合器入口，10为混合器出口，11为γ射线源，12为电容计，13为闪烁仪，14为法兰。
采用分离法测量的方式，体积臃肿、结构复杂、价格昂贵。采用射线密度计加流量计直接进行测量的方式，结构也复杂，价格也贵，且射线有辐射，使用场合受限。
电磁感应是由于磁通量变化产生感应电动势的现象。电磁感应的发现，是电磁学领域中最伟大的成就之一。它不仅揭示了电与磁之间的内在联系，而且为电与磁之间的相互转化奠定了实验基础，为人类获取巨大而廉价的电能开辟了道路，在实用上有重大意义。电磁流量计就是利用电磁感应的原理进行导电液体的流量测量。卡门涡街是流体力学中重要的现象，在自然界中常可遇到，在一定条件下，流体绕过某些物体时，物体两侧会周期性地脱落出旋转方向相反、排列规则的双列线涡，经过非线性作用后，形成卡门涡街。漩涡的分离频率f与柱侧流速V成正比，与柱体宽度d成反比。涡街流量计就是根据卡门涡街的原理来进行气体或液体的流量测量。
一般的电磁流量计或涡街流量计均只能对单相流进行测量，不能用于气液两相流的测量。近几十年来，随着工业现代化的加速，在不少领域中出现了气液两相流，如热电、核电的气化单元，天然气、石油的开采、输送，低沸点液体的输送等等。气液两相流流量计的应用越来越广泛。
实施例一
基于电磁感应和卡门涡街原理，本实施例提供一种采用电磁涡街原理测量气液两相流的方法，具体为：
提供一测量管和一磁场，测量管置于磁场内；
在测量管内设置一漩涡发生体；
提供一电磁传感器装置和一转换器，电磁传感器装置用于采集流量信号，转换器接收信号并进行分析。
测量管通过法兰与其他管道相连，流体流过测量管，作用于测量管内的漩涡发生体，产生漩涡分离的频率，漩涡的分离频率f与柱侧流速V成正比，与柱体宽度d成反比。通过测量漩涡的分离频率f便可测出流体流速和瞬时流量。再利用电磁感应的原理将流量信号采集出来。当测量液体中有气体混入时，流量信号不光随流量大小产生的频率变化，还会随着含气率大小产生信噪比变化。转换器结合信号的两种变化值可以分析出流量中气体的含量。
于本实施例中，在采集的流量信号中，其频率信号是流量的线性函数，信噪比的大小则和含气率的大小呈正比。
于本实施例中，电磁传感器装置包括两信号电极，信号电极沿测量管的轴线布置，分别位于涡流发生体的一前一后。
于本实施例中，所述的漩涡发生体为三角柱形体。
该气液两相流流量计和普通流量计一样，包含传感器和转换器，传感器产生和拾取信号，转换器接收信号并进行分析、运算、输出、显示。整个仪表的安装简单、便捷，可直接通过法兰安装，无需流量分离器和射线密度计等。
实施例二
如图4～6所示，本实施例还提供一种采用电磁涡街原理测量气液两相流的流量计，包括：
一测量管15和一用于产生磁场的磁场产生装置，测量管置于磁场内；测量管内设置有一漩涡发生体16；漩涡发生体为三角柱形体。
一电磁传感器装置，电磁传感器装置用于采集流量信号，
一转换器，接收信号并进行分析。
测量管(不导磁的材质)通过法兰与其他管道相连，流体流过测量管，作用于测量管内的漩涡发生体，产生漩涡分离的频率，漩涡的分离频率f与柱侧流速V成正比，与柱体宽度d成反比。通过测量漩涡的分离频率f便可测出流体流速和瞬时流量。再利用电磁感应的原理将流量信号采集出来。当测量液体中有气体混入时，流量信号不光随流量大小产生的频率变化，还会随着含气率大小产生信噪比变化。转换器结合信号的两种变化值可以分析出流量中气体的含量。在采集的流量信号中，其频率信号是流量的线性函数，信噪比的大小则和含气率的大小呈正比。
于本实例中，电磁传感器装置包括轴向布置于测量管上的两信号电极17。
磁场产生装置，可以为一个或多个励磁线圈，励磁线圈布置于两信号电极的附近，励磁线圈产生的磁场将两个信号电极包裹于内。或者，所述的磁场产生装置可以为相对设置于测量管两侧的磁钢。
于本实例中，流量计通过法兰盘连接于管道上。
综上所述，本发明的采用电磁涡街原理测量气液两相流的方法及流量计，结合电磁感应和卡门涡街原理，具有以下特点：适用于液体导电的气液两相流流量测量；结构简单，采用单一流量计，无需流量分离器和其他如密度计等辅助设备；可准确分析气液两相流流体中的气体含量，可测液体中最小流量气体为0.1L/min；测量流速须避开2.2m/s±0.5m/s流速段。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (6)
1.一种采用电磁涡街原理测量气液两相流的方法，其特征在于，该方法具体为：
提供一测量管和一磁场，所述测量管置于所述磁场内；
在测量管内设置一漩涡发生体；
提供一电磁传感器和一转换器，所述电磁传感器用于采集流量信号，所述转换器接收信号并进行分析。
2.根据权利要求1所述的一种采用电磁涡街原理测量气液两相流的方法，其特征在于：所述漩涡发生体为一断面为非流线型的柱体。
3.一种采用电磁涡街原理测量气液两相流的流量计，其特征在于，包括：
一测量管和一用于产生磁场的磁场产生装置，所述测量管置于所述磁场内；所述测量管内设置有一漩涡发生体；
一电磁传感器装置，所述电磁传感器装置用于采集流量信号，
一转换器，接收信号并进行分析。
4.根据权利要求3所述的一种采用电磁涡街原理测量气液两相流的流量计，其特征在于，所述测量管的材质为不导磁的材质。
5.根据权利要求3所述的一种采用电磁涡街原理测量气液两相流的流量计，其特征在于，所述电磁传感器装置包括轴向布置于测量管上的两信号电极。
6.根据权利要求3所述的一种采用电磁涡街原理测量气液两相流的流量计，其特征在于，所述流量计通过法兰盘连接于管道上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810168225.6A CN108444554A (zh) | 2018-02-28 | 2018-02-28 | 采用电磁涡街原理测量气液两相流的方法及流量计 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810168225.6A CN108444554A (zh) | 2018-02-28 | 2018-02-28 | 采用电磁涡街原理测量气液两相流的方法及流量计 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108444554A true CN108444554A (zh) | 2018-08-24 |
Family
ID=63193076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810168225.6A Pending CN108444554A (zh) | 2018-02-28 | 2018-02-28 | 采用电磁涡街原理测量气液两相流的方法及流量计 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108444554A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109932291A (zh) * | 2019-01-29 | 2019-06-25 | 黑龙江科技大学 | 一种基于涡街的静电感应粉尘浓度检测装置 |
| CN114200160A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-03-18 | 哈尔滨工程大学 | 一种新型气体流速流量测量*** |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104198000A (zh) * | 2014-09-15 | 2014-12-10 | 燕山大学 | 油气水三相流阵列式电磁相关流量测量方法 |
| CN104729595A (zh) * | 2015-02-12 | 2015-06-24 | 西安交通大学 | 一种管内相分隔式两相流体电磁流量计测量装置及方法 |
| CN204944558U (zh) * | 2015-07-01 | 2016-01-06 | 万达集团股份有限公司 | 一种新型涡街流量计 |
| CN107687875A (zh) * | 2017-08-17 | 2018-02-13 | 合肥工业大学 | 一种测量含气导电液体流量的电磁式涡街流量计 |
-
2018
- 2018-02-28 CN CN201810168225.6A patent/CN108444554A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104198000A (zh) * | 2014-09-15 | 2014-12-10 | 燕山大学 | 油气水三相流阵列式电磁相关流量测量方法 |
| CN104729595A (zh) * | 2015-02-12 | 2015-06-24 | 西安交通大学 | 一种管内相分隔式两相流体电磁流量计测量装置及方法 |
| CN204944558U (zh) * | 2015-07-01 | 2016-01-06 | 万达集团股份有限公司 | 一种新型涡街流量计 |
| CN107687875A (zh) * | 2017-08-17 | 2018-02-13 | 合肥工业大学 | 一种测量含气导电液体流量的电磁式涡街流量计 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 杨作清 等: "《钢铁工业水处理实用技术与应用》", 30 June 2015, 冶金工业出版社 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109932291A (zh) * | 2019-01-29 | 2019-06-25 | 黑龙江科技大学 | 一种基于涡街的静电感应粉尘浓度检测装置 |
| CN114200160A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-03-18 | 哈尔滨工程大学 | 一种新型气体流速流量测量*** |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Cha et al. | Flow measurement with an electromagnetic flowmeter in two-phase bubbly and slug flow regimes | |
| CN104820013B (zh) | 基于电磁涡流检测的两相流相含率测量方法 | |
| CN104729595B (zh) | 一种管内相分隔式两相流体电磁流量计测量装置及方法 | |
| CN1268218A (zh) | 利用esr传感器测量多相流体的流动分数、流动速度和流动速率 | |
| CN1423743A (zh) | 磁性共振分析流量计及流量测量方法 | |
| CN108444554A (zh) | 采用电磁涡街原理测量气液两相流的方法及流量计 | |
| CN102147385A (zh) | 基于单截面阻抗式长腰内锥传感器的多相流测量方法 | |
| CN104296812A (zh) | 一种直角式高压电磁流量计 | |
| CA2994683A1 (en) | Inductive flow meter including extended magnetic pole pieces | |
| CN102305876B (zh) | 一种浓密膏体管道流速测量的装置及方法 | |
| US3286522A (en) | Magnetoelectric flowmeter apparatus | |
| US3372589A (en) | Side-saddle magnetic flowmeter | |
| Ge et al. | Study on a new electromagnetic flowmeter based on three-value trapezoidal wave excitation | |
| CN205719120U (zh) | 一种智能型磁电式涡街流量计 | |
| CN201926468U (zh) | 电极与漩涡发生体可拆卸式磁电涡街流量计 | |
| Thome | Effect of a transverse magnetic field on vertical two-phase flow through a rectangular channel | |
| Li et al. | Study on the static and dynamic characteristics of vortex electric field in electromagnetic flowmeter and its role in attenuating slurry noise | |
| CN202216965U (zh) | 一种浓密膏体管道流速测量的装置 | |
| RU2474791C1 (ru) | Электромагнитный расходомер жидких металлов | |
| CN201464405U (zh) | 一种多相流含水率测试装置 | |
| RU2090844C1 (ru) | Вихревой электромагнитный расходомер | |
| Bousselin et al. | Flowrate measurements of conducting fluids in pipes using the magnetic distortion probe | |
| RU127189U1 (ru) | Электромагнитный расходомер жидких металлов | |
| CN211602045U (zh) | ***式电磁流量计 | |
| RU2555517C2 (ru) | Электромагнитный расходомер большого диаметра |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180824 |