CN100593691C - 多相流体的光电识别装置 - Google Patents

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Abstract

一种多相流体的光电识别装置，其特征在于：包括光电传感器、A/D转换器、微处理器、存储器、显示器和键盘，光电传感器通过A/D转换器与微处理器的输入端连接，存储器、显示器和键盘与所述的微处理器的相应端连接。与现有技术相比，本发明使用非介入式探测方法，干扰小、测量准确；使用统计的方法，有利于对流体的各种流动形态进行分类识别；使用神经网络对各流体分量流速和流量进行识别，自动化程度高。

Description

多相流体的光电识别装置
技术领域
本发明涉及一种多相流体的光电识别装置，主要用于能源工业领域中对管道内的多相流体参数进行探测。
背景技术
多相流动是一种复杂的流动现象，广泛存在于能源工业领域。多年以来，在石油工业领域，由于石油开采中水的比例较低，多相流研究没有引起人们的重视。90年代后随着沙漠、海洋、极地等恶劣环境条件下的油田开发，以及石油开采进入中晚期，大多数油田采取注水提高开采效率，石油开采时会混入水，从而形成油气水多相流系统。使用输油管道输送石油时所需要的压力也受到油气水等多相分布的极大影响，理解并精确检测油气水多相流的性质就显得极其重要。工业生产对计量、节能和控制等方面的要求不断提高，对多相流参数进行精确实时测量的需求也越来越迫切。
目前多相流检测主要使用导体探针、光纤探针或者压力膜技术，在测量过程中，这些探头势必会被油相沾染，降低探测灵敏度；而且这种介入式的探测技术也会对流动形态造成干扰，影响探测精度。
发明内容
本发明的目的就是提供一种多相流体的光电识别方法，以解决现有介入式的探测技术存在的在测量过程中探头被油相沾染，降低探测灵敏度；以及探头会对流动形态造成干扰，影响探测精度的问题。
本发明的技术方案是：包括光电传感器、A/D转换器、微处理器、存储器、显示器和键盘，光电传感器通过A/D转换器与微处理器的输入端连接，存储器、显示器和键盘与所述的微处理器的相应端连接。
所述的光电传感器包括一个前向探测传感器和两个侧向探测传感器，三个传感器分别探测流体对光线的前向散射和侧向散射。
与现有技术相比，本发明使用非介入式探测方法，干扰小、测量准确；使用统计的方法，有利于对流体的各种流动形态进行分类识别；使用神经网络对各流体分量流速和流量进行识别，自动化程度高。
附图说明
图1是本发明装置的总体构成示意图。
具体实施方式
参见图1，本发明包括光电传感器3(包括光源2)、A/D转换器41、微处理器43、存储器45、显示器42和键盘44，光电传感器3通过A/D转换器41与微处理器43的输入端连接，存储器45、显示器42和键盘44与所述的微处理器43的相应端连接。
所述的光电传感器3包括一个前向探测传感器和两个侧向探测传感器，三个传感器分别探测管道1内流体对光线的前向散射和侧向散射。
本发明在工作时，光源2发出的光穿过透明管壁1照射到多相流体上，由于不同流体对光的吸收和散射不同，光电传感器3获得的光电信号就会携带多相流的相关信息。本发明使用前向探测和测向探测相结合的探测方式，以获得更加全面的信息。光电信号由A/D转换器41转换为数字信号交给微处理器43，微处理器43使用我们设计的基于统计的软件对信号进行处理，获得流形和流量信息，交给存储器45存储、显示器42显示。存储器45除了存储微处理器的处理后信息，还存储相关的先验信息(参数)。键盘44用于与微处理器43进行交互，对相关参数进行调整。使用整流电源对所有设备供电。本发明的光源2和光电传感器3被封装在一个遮光的盒子里，并且可以卡接在管道1上，数据处理部分4(包括A/D转换器41、微处理器43、存储器45、显示器42和键盘44)被封装在一个箱体内，两个部分通过数据线和电源线连接。
本发明所采用的软件使用基于统计的主元分析及独立元分析方法，对多相流的流动形态进行建模和识别，使用神经网络对各种流体分量流速和流量进行检测，具有实时性、准确性的优点，识别率高于90％。

Claims (1)

1、一种多相流体的光电识别装置，其特征在于：包括光电传感器、A/D转换器、微处理器、存储器、显示器和键盘，光电传感器通过A/D转换器与微处理器的输入端连接，存储器、显示器和键盘与所述的微处理器的相应端连接；所述的光电传感器包括一个前向探测传感器和两个侧向探测传感器，三个传感器分别探测流体对光线的前向散射和侧向散射；软件使用基于统计的主元分析及独立元分析方法，对多相流的流动形态进行建模和识别，并使用神经网络对各种流体分量流速和流量进行检测。
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颗粒侧向大角度光散射信息获取研究. 彭力，杨冠玲，何振江，韩鹏，余荣斌，王翀.光电工程，第31卷，卷第9期. 2004
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