CN104729595A - 一种管内相分隔式两相流体电磁流量计测量装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种管内相分隔式两相流电磁流量计测量装置及方法用于确定由导电相如地表水，工业用水等和非导电相如空气，天然气，油等组成的两相流体的各相流量；该装置主要由测量管道、混合器、总流量计量装置、相分隔装置，截面相含率测量装置，电磁流量计和信号处理器组成；其方法主要通过采用管内相分隔技术，使被测量的两相流形成相界面较清晰的管内中心核为非导电相，外环为导电相的分隔状态，进行流量的测量；通过采本发明可以使电磁流量计输出信号更稳定，不会受到两相流流型及非导电相位置变化的影响，电极部分也不会受到非导电相的污染；相含率在分隔状态下更容易测量，误差更小，有利于工程上的广泛应用。
Description
技术领域
本发明属于两相流体测量技术领域，具体涉及一种管内相分隔式两相流体电磁流量计测量装置及方法，用于确定由导电相(如地表水、工业用水等)和非导电相(如空气、天然气、油等)组成的的两相流体的各相流量。
背景技术
本发明中的“相”是指多相流体中物理性质相同的各部分，如气相、液相、油相、水相等。其中各相既可以是单组分物质，也可以是多组分物质的均匀混合体，如空气、地层水、原油等。管道内两相流经常出现在石油、化工、食品、冶金、动力等现代工程领域与设备中，准确测量各相流量对设备的可靠设计和安全运行具有至关重要的意义。
目前电磁流量计主要广泛用于导电单相流体流量的测量，由于其具有不受流体密度、粘度、电导率等参数的影响，测量过程无压力损失，响应快等突出优点，其在多相流体测量中的应用也得到了越来越多学者的关注。专利CN200810136896.0发明了一种基于电磁法的油田井下集流型高含水油水两相流流量测量方法，利用集流通道提高流体流速，使油水混合加剧而趋于均匀分布，从而把混合物看成是单相导体，用电磁流量计测量总流量。但是此方法只适用于高含水率情况，限制了多相流流量的测量范围。Cha等在Flow Measurement andInstrumentation期刊发表的文章“Flow measurement with an electromagneticflowmeter in two-phase bubbly and slug flow regimes”研究了电磁流量计对于两相流体的输出特性，发现只有在泡状流的情况下，电磁流量计输出电压ΔUTP与对应测量相同导电单相流体体积流量电磁流量计输出电压ΔUSP存在确定关系：ΔUTP＝ΔUSP/(1-α)，其中α是非导电相相含率。但是由于实际两相流的非均匀性，此关系式与实验数据的偏差会随着α和水的表观速度的增加而增大。Zhang等在Flow Measurement and Instrumentation期刊发表的文章“Effectof phase distribution on weight function of an electromagnetic flow meterin 2D and in the annular domain”和“On finding the virtual current inan electromagnetic flow meter containing a number of bubbles bytwo-dimensional analysis”研究了气泡位置和数量对电磁流量计虚电流势分布的影响，结果表明气泡位置和数量都会影响权重函数的分布，从而影响电磁流量计的输出。由于两相流中非导电相在管内位置具有很大的随机性，使得电磁流量计的输出具有较大的波动性，无法准确对测量值进行修正。而且非导电相的存在还会严重污染电极，影响信号的可靠性，尤其在连续相为非导电相的情况下，电磁流量计无信号输出。可见，除了非导电相含量很低的工况外，传统的电磁流量计测量两相流的方法在可靠性和测量误差方面还难以满足工程的要求。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种管内相分隔式两相流体电磁流量计测量装置及方法，用于确定由导电相和非导电相组成的两相流体的各相流量；本发明利用离心力或电磁力将圆管通道内的两相流体在管内实现相分隔，即使其达到中心核为非导电相，外环为导电相的分隔状态，再利用电磁流量计测量导电相的体积流量，具有不受流型影响，信号输出稳定，电极不会受到污染的特点。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种管内相分隔式两相流体电磁流量计测量装置，包括测量管道1，在测量管道1内从上游至下游依次安装有混合器27、总流量计量装置2、相分隔装置3、截面相含率测量装置4和电磁流量计5，与总流量计量装置2、截面相含率测量装置4和电磁流量计5连接的信号处理器9；所述信号处理器9接收总流量计量装置2、截面相含率测量装置4和电磁流量计5的输出信号，推算出导电相和非导电相的流量值；所述测量管道1材料为非导电材料。
所述相分隔装置3的第一种结构包括位于管道中心处的内电极10，镶嵌在测量管道1内壁上、内径与测量管道1内径相同的外电极11，用于支撑内电极10的第一支撑架14，缠绕在安装外电极11的测量管道1外侧的螺线管13，向内电极10、外电极11和螺线管13供电的第一励磁电路12；所述第一励磁电路12产生交流电时，内电极10、外电极11和螺线管13连接方式为串联；所述第一支撑架14材料为非导电材料；上述第一种结构只限于密度较大一相为导电相且连续相为导电相的情况。
所述相分隔装置3的第二种结构由导流旋流器17及位于其下游的至少两个电磁整流器19组成；所述电磁整流器19由上游电极15、下游电极18、永磁铁16和直流电源20构成；所述上游电极15和下游电极18镶嵌在测量管道1内壁，轴向布置，内径与测量管道1内径相同，由直流电源20供电；所述永磁铁16镶嵌在测量管道1外壁上，其内侧与上游电极15和下游电极18外侧有一定的管道厚度间隔；上述第二种结构只限于密度较大一相为导电相的情况。
所述电磁整流器19沿测量管道1周向均匀布置，其轴向相同位置的电极正负极性相同。
所述永磁铁16材料为钕铁硼，形状为瓦片形状。
所述相分隔装置3的第三种结构由上电极21、下电极22、导体棒24、第二励磁电路25和用于支撑导体棒24的第二支撑架26组成；所述导体棒24位于上电极21和下电极22之间，且处于测量管道1中心处；所述导体棒24、上电极21和下电极22由第二励磁电路25供电；所述导体棒24内部材料为导体，外表面涂有绝缘膜；所述上电极21和下电极22为网丝结构；所述第二支撑架26材料为非导电材料；所述第二励磁电路25产生交流电时，导体棒24、上电极21和下电极22连接方式为串联；上述第三种结构只限于连续相为导电相的情况。
上述所述的一种管内相分隔式两相流体电磁流量计测量装置的测量方法，包括以下步骤：
步骤1.使两相流体流过测量管道1，先通过混合器27，使两相流体均匀混合；再通过总流量计量装置2，测得两相流体总流量Q总；
步骤2.当两相流体流过相分隔装置3时，两相流体会受到离心力或电磁力的作用，使非导电相聚到测量管道1中心，导电相流到测量管道1四周外环处，实现具有清晰相界面8的相分隔状态，即使得管内中心核7为非导电相，外环6为导电相；
步骤3.分隔后的管内中心核7为非导电相，外环6为导电相的两相流体利用截面相含率测量装置4得到导电相的相含率α1；
步骤4.分隔后的管内中心核7为非导电相，外环6为导电相的两相流体流过电磁流量计测量装置5；此时相分隔装置3的第一种结构和第二种结构产生流体的最终流动可分解为两种流动：一种是沿管道轴线方向的轴对称直线流，其对于管道横截面上的积分等于流量值，另一种是纯粹的漩涡流，其对流量无贡献，对电磁流量计的输出也没有影响；相分隔装置3的第三种结构产生流体的最终流动为轴对称直线流；所以分隔后的两相流体只有轴对称直线流对电磁流量计输出有贡献，满足电磁流量计测量流量的条件；
当电磁流量计电极为点电极，磁感应强度分布为均匀磁场时，测量单相导电流体的输出电压满足其中B为磁感应强度，D为流体流过管道的直径，Q为单相导电流体流量，即电磁流量计输出显示的流量值；当此电磁流量计测量中心核7为非导电相，外环6为导电相的两相流体时，输出电压满足其中α1为导电相的截面相含率，Q1为两相流体中导电相流体的流量；所以用测单相导电流体的电磁流量计测量中心核7为非导电相，外环6为导电相的两相流体时，实际导电相流体的体积流量Q1＝Q×α1，进而得到实际导电相流体的轴向平均速度A为两相流体的流通截面积，即通过电磁流量计输出显示的流量值Q得到了实际两相流体中导电相的流量Q1和轴向平均速度V1；
非导电相流体的流量Q2由两种方法得到：
第一种：通过上述步骤得到的两相流体总流量Q总和导电相的流量Q1，能够得到非导电相流体的流量Q2：Q2＝Q总-Q1；
第二种：在分隔后的管内中心核7为非导电相，外环6为导电相的两相流体中，导电相的轴向平均速度V1和非导电相的轴向平均速度V2存在确定的关系式V2＝f(V1)，能够通过实验或模拟得到，所以非导电相的轴向平均速度V2能够由关系式V2＝f(V1)和得到的导电相的轴向平均速度V1确定；此时非导电相流体的流量Q2＝V2×A×(1-α1)；
步骤5.信号处理器9接收总流量计量装置2、截面相含率测量装置4、电磁流量计测量装置5的输出信号，通过上述方法推算显示出各相流体的流量值。
上述所述的测量方法，当所述相分隔装置3为第一种结构时：a.第一励磁电路12产生直流电时，螺线管13会在其内部产生轴向磁场，内电极10和外电极11使导电相流体产生径向电流，此时导电相流体会受到周向的电磁力，产生旋流场；b.第一励磁电路12产生交流电时，内电极10、外电极11和螺线管13连接方式为串联，使得产生的磁场方向和电流方向的变化同步，从而使导电相流体受到的周向电磁力方向保持不变，产生旋流场；在旋流场中流体受到离心力的作用，且重相即导电相离心力大于轻相即非导电相离心力，使轻相聚到管道中心，重相流到四周外环处，形成相分隔状态；
所述相分隔装置3为第二种结构时，导流旋流器17通过改变流体通道的方向，使两相流体产生周向速度，形成旋流场，初步将轻相即非导电相聚到管道中心，重相即导电相分隔到管壁四周；电磁整流器19中的上游电极15和下游电极18由直流电源20通入直流电，使两电极附近中间的导电相流体产生轴向电流；在贴壁的永磁铁16产生的径向磁场分量作用下，导电相流体受到周向电磁力，加强旋流作用，进一步分隔两相流体；安装永磁铁16与通入直流电流时应注意其产生的磁场方向和电流方向，使电磁力产生的旋流方向与导流旋流器17产生的旋流方向相同；
所述相分隔装置3为第三种结构时：a.第二励磁电路25产生直流电时，导体棒24通入的电流会在其周围产生周向磁场，上电极21和下电极22使其中间的导电相流体产生轴向电流，从而使导电相流体受到径向电磁力；b.第二励磁电路25产生交流电时，导体棒24、上电极21和下电极22连接方式为串联，使得磁场方向和电流方向的变化同步，从而使导电相流体受到的径向电磁力方向保持不变；导体棒24、上电极21和下电极22连接第二励磁电路25时，注意产生的磁场和电流方向，使其产生的电磁力为径向向外；此时导电相流体流到四周外环处，非导电相聚到管道中心，形成相分隔状态；如需获得较大磁场，可采用低电阻率材料的导体棒24，多导线引出导体棒24，励磁电路25中使用低电压大电流变压器等方法。
和现有技术相比较，本发明具有如下优点：
通过采用管内相分隔技术，无论何种流型，都会使两相流体在管内实现相分隔，即使其达到中心核为非导电相，外环为导电相的分隔状态，使靠近管壁的流体为导电相，非导电相固定在中心。所以此方法与传统的电磁流量计测量两相流方法相比，电磁流量计输出信号更稳定，不会受到两相流流型及非导电相位置变化的影响，电极部分也不会受到非导电相的污染。另外，两相流的相含率在分隔状态下更容易测量，误差更小。
附图说明
图1是本发明的管内相分隔式两相流电磁流量计测量装置结构示意图，其中箭头标示表示流体的流动方向。
图2是本发明的相分隔装置的第一种结构示意图，其中图2a是外视图，图2b是剖视图，图2c是电极布置示意图。
图3是本发明的相分隔装置的第二种结构示意图，其中图3a是整体结构示意图，图3b是相分隔装置中电磁整流器19的结构示意图。图中仅示例性画出了相分隔装置第二种结构中含有两个电磁整流器19的优选布置情况。
图4是本发明的相分隔装置的第三种结构示意图，其中图4a是整体结构示意图，图4b是相分隔装置中上电极21和导体棒24的俯视图。
图5是本发明的以横河SE系列电磁流量计为例的磁感应强度分布图,其中R为管道半径，B均为测量得到的磁感应强度平均值。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
如图1所示，本发明一种管内相分隔式两相流体电磁流量计测量装置，用于确定由导电相和非导电相组成的两相流体的各相流量，包括测量管道1，在测量管道1内从上游至下游依次安装有混合器27、总流量计量装置2、相分隔装置3、截面相含率测量装置4和电磁流量计5，与总流量计量装置2、截面相含率测量装置4和电磁流量计5连接的信号处理器9，所述信号处理器(9)接收总流量计量装置2、截面相含率测量装置4和电磁流量计5的输出信号，推算出导电相和非导电相的流量值；所述测量管道1材料为非导电材料。
所述混合器27是任何一种适用于使两相流体均匀混合的装置。例如，但不限于，多孔式混合器、喷嘴式混合器、U型混合器、T型混合器等。
所述总流量计量装置2是任何一种适用于计量多相流体总体积流量的流量计。例如，但不限于，涡街流量计、各种定容积式流量计等。
所述相分隔装置3用于实现具有清晰相界面8的相分隔状态，即使得管内中心核7为非导电相，外环6为导电相。其可为三种结构。
如图2所示，所述相分隔装置3的第一种结构包括位于管道中心处的内电极10，镶嵌在测量管道1内壁上、内径与测量管道1内径相同的外电极11，用于支撑内电极10的第一支撑架14，缠绕在安装外电极11的测量管道1外侧的螺线管13，向内电极10、外电极11和螺线管13供电的第一励磁电路12；所述第一励磁电路12产生交流电时，内电极10、外电极11和螺线管13连接方式为串联；所述第一支撑架14材料为非导电材料；上述第一种结构只限于密度较大一相为导电相且连续相为导电相的情况。
如图3所示，所述相分隔装置3的第二种结构由导流旋流器17及位于其下游的至少两个电磁整流器19组成；所述电磁整流器19由上游电极15、下游电极18、永磁铁16和直流电源20构成；所述上游电极15和下游电极18镶嵌在测量管道1内壁，轴向布置，内径与测量管道1内径相同，由直流电源20供电；所述永磁铁16镶嵌在测量管道1外壁上，其内侧与上游电极15和下游电极18外侧有一定的管道厚度间隔；上述第二种结构只限于密度较大一相为导电相的情况。所述电磁整流器19优选周向均匀布置，其轴向相同位置的电极正负极性相同；图3示例性画出了相分隔装置3第二种结构中含有两个电磁整流器19的优选布置情况，此时两个电磁整流器19径向对称布置；所述永磁铁16材料为钕铁硼，形状为瓦片形状。
如图4所示，所述相分隔装置3的第三种结构由上电极21、下电极22、导体棒24、第二励磁电路25和用于支撑导体棒24的第二支撑架26组成；所述导体棒24位于上电极21和下电极22之间，且处于测量管道1中心处；所述导体棒24、上电极21和下电极22由第二励磁电路25供电；所述导体棒24内部材料为导体，外表面涂有绝缘膜；所述上电极21和下电极22为网丝结构；所述第二励磁电路25产生交流电时，导体棒24、上电极21和下电极22连接方式为串联；所述第二支撑架26材料为非导电材料；上述第三种结构只限于连续相为导电相的情况。
所述截面相含率测量装置4为基于任何适用于测量截面相含率方法或测量液膜厚度方法的装置。例如，但不限于，基于电磁成像、电容成像、电阻成像、射线吸收、超声测厚等方法的装置。
上述的一种管内相分隔式两相流体电磁流量计测量装置的测量方法，用于确定由导电相和非导电相组成的的两相流体的各相流量，电磁流量计以横河SE系列电磁流量计为例，其包括以下步骤：
步骤1.使两相流体流过测量管道1，先通过混合器27，使两相流体均匀混合；再通过总流量计量装置2，测得两相流体总流量Q总。
步骤2.当两相流体流过相分隔装置3时，两相流体会受到离心力或电磁力的作用，使非导电相聚到管道中心，导电相流到管道四周外环处，实现具有清晰相界面8的相分隔状态，即使得管内中心核7为非导电相，外环6为导电相。
相分隔装置3主要利用三种结构使两相流体在管内形成相分隔状态。其中第一种结构和第二种结构只限于密度较大一相为导电相的情况，第三种结构无此限制；且第一种结构和第三种结构只限于连续相为导电相的情况，第二种结构无此限制。
第一种结构：第一励磁电路12产生直流电时，螺线管13会在其内部产生轴向磁场，内电极10和外电极11使导电相流体产生径向电流，此时导电相流体会受到周向的电磁力，产生旋流场。第一励磁电路12产生交流电时，内电极10、外电极11和螺线管13连接方式为串联，使得产生的磁场方向和电流方向的变化同步，从而使导电相流体受到的周向电磁力方向保持不变，产生旋流场。在旋流场中流体受到离心力的作用，且重相(导电相)离心力大于轻相(非导电相)离心力，使轻相聚到管道中心，重相流到四周外环处，形成相分隔状态。
第二种结构：导流旋流器17通过改变流体通道的方向，使两相流体产生周向速度，形成旋流场，初步将轻相(非导电相)聚到管道中心，重相(导电相)分隔到管壁四周。电磁整流器19中的上游电极15和下游电极18由直流电源20通入直流电，使两电极附近中间的导电相流体产生轴向电流。在贴壁的永磁铁16产生的径向磁场分量作用下，导电相流体受到周向电磁力，加强旋流作用，进一步分隔两相流体。安装永磁铁16与通入直流电流时应注意其产生的磁场方向和电流方向，使电磁力产生的旋流方向与导流旋流器17产生的旋流方向相同。
第三种结构：第二励磁电路25产生直流电时，导体棒24通入的电流会在其周围产生周向磁场，上电极21和下电极22使其中间的导电相流体产生轴向电流，从而使导电相流体受到径向电磁力。第二励磁电路25产生交流电时，导体棒24、上电极21和下电极22连接方式为串联，使得磁场方向和电流方向的变化同步，从而使导电相流体受到的径向电磁力方向保持不变。导体棒24、上电极21和下电极22连接第二励磁电路25时，注意产生的磁场和电流方向，使其产生的电磁力为径向向外。此时导电相流体流到四周外环处，非导电相聚到管道中心，形成相分隔状态。如需获得较大磁场，可采用低电阻率材料的导体棒24，多导线引出导体棒24，励磁电路25中使用低电压大电流变压器等方法。
步骤3.分隔后的管内中心核7为非导电相，外环6为导电相的两相流体利用截面相含率测量装置4得到导电相的截面相含率α1。
步骤4.分隔后的管内中心核7为非导电相，外环6为导电相的两相流体流过电磁流量计测量装置5。此时相分隔装置3的第一种结构和第二种结构产生流体的最终流动可分解为两种流动：一种是沿管道轴线方向的轴对称直线流，其对于管道横截面上的积分等于流量值；另一种是纯粹的漩涡流，其对流量无贡献，对电磁流量计的输出也没有影响(参见王国强等在计量技术期刊发表的文章《非对称流动对电磁流量计输出的影响》)。相分隔装置3的第三种结构产生流体的最终流动为轴对称直线流。所以分隔后的两相流体只有轴对称直线流对电磁流量计输出有贡献，满足电磁流量计测量流量的条件(参见蔡武昌等在中国石化出版社出版的《电磁流量计》)。
当电磁流量计电极为点电极，磁感应强度分布为均匀磁场时，测量单相导电流体的输出电压满足其中B为磁感应强度，D为流体流过管道的直径，Q为单相导电流体流量，即电磁流量计输出显示的流量值。当此电磁流量计测量中心核7为非导电相，外环6为导电相的两相流体时，输出电压满足其中α1为导电相的截面相含率，Q1为两相流体中导电相流体的流量(参见Wyatt在International Journal of Multiphase Flow期刊发表的文章《Electromagnetic flowmeter sensitivity with two-phase flow》)。所以用测单相导电流体的电磁流量计测量中心核7为非导电相，外环6为导电相的两相流体时，实际导电相流体的体积流量Q1＝Q×α1，进而可以得到实际导电相流体的轴向平均速度A为两相流体的流通截面积，即通过电磁流量计输出显示的流量值Q得到了实际两相流体中导电相的流量Q1和轴向平均速度V1。
横河SE系列电磁流量计电极近似为点电极，磁场分布如图5所示，近似均匀。所以利用上述原理，通过该电磁流量计输出显示的流量值能够得到实际两相流体中导电相的流量Q1＝Q×α1，进而得到实际导电相流体的轴向平均速度
非导电相流体的流量Q2可由两种方法得到：
第一种：通过上述步骤得到的两相流体总流量Q总和导电相的流量Q1，可以得到非导电相流体的流量Q2：Q2＝Q总-Q1。
第二种：在分隔后的管内中心核7为非导电相，外环6为导电相的两相流体中，导电相的轴向平均速度V1和非导电相的轴向平均速度V2存在确定的关系式V2＝f(V1)，可以通过实验或模拟得到，所以非导电相的轴向平均速度V2可以由关系式V2＝f(V1)和由步骤d得到的导电相的轴向平均速度V1确定，进而得到非导电相流体的流量Q2＝V2×A×(1-α1)。
步骤5.信号处理器9接收总流量计量装置2、截面相含率测量装置4、电磁流量计测量装置5的输出信号，通过上述方法推算显示出各相流体的流量值。
Claims (8)
1.一种管内相分隔式两相流体电磁流量计测量装置，其特征在于：包括测量管道(1)，在测量管道(1)内从上游至下游依次安装有混合器(27)、总流量计量装置(2)、相分隔装置(3)、截面相含率测量装置(4)和电磁流量计(5)，与总流量计量装置(2)、截面相含率测量装置(4)和电磁流量计(5)连接的信号处理器(9)，所述信号处理器(9)接收总流量计量装置(2)、截面相含率测量装置(4)和电磁流量计(5)的输出信号，推算出导电相和非导电相的流量值；所述测量管道(1)材料为非导电材料。
2.根据权利要求1所述的一种管内相分隔式两相流体电磁流量计测量装置，其特征在于：所述相分隔装置(3)的第一种结构包括位于管道中心处的内电极(10)，镶嵌在测量管道(1)内壁上、内径与测量管道(1)内径相同的外电极(11)，用于支撑内电极(10)的第一支撑架(14)，缠绕在安装外电极(11)的测量管道(1)外侧的螺线管(13)，向内电极(10)、外电极(11)和螺线管(13)供电的第一励磁电路(12)；所述第一励磁电路(12)产生交流电时，内电极(10)、外电极(11)和螺线管(13)连接方式为串联；所述第一支撑架(14)材料为非导电材料；上述第一种结构只限于密度较大一相为导电相且连续相为导电相的情况。
3.根据权利要求1所述的一种管内相分隔式两相流体电磁流量计测量装置，其特征在于：所述相分隔装置(3)的第二种结构由导流旋流器(17)及位于其下游的至少两个电磁整流器(19)组成；所述电磁整流器(19)由上游电极(15)、下游电极(18)、永磁铁(16)和直流电源(20)构成；所述上游电极(15)和下游电极(18)镶嵌在测量管道(1)内壁，轴向布置，内径与测量管道(1)内径相同，由直流电源(20)供电；所述永磁铁(16)镶嵌在测量管道(1)外壁上，其内侧与 上游电极(15)和下游电极(18)外侧有一定的管道厚度间隔；上述第二种结构只限于密度较大一相为导电相的情况。
4.根据权利要求3所述的一种管内相分隔式两相流体电磁流量计测量装置，其特征在于：所述电磁整流器(19)沿测量管道(1)周向均匀布置，其轴向相同位置的电极正负极性相同。
5.根据权利要求3所述的一种管内相分隔式两相流体电磁流量计测量装置，其特征在于：所述永磁铁(16)材料为钕铁硼，形状为瓦片形状。
6.根据权利要求1所述的一种管内相分隔式两相流体电磁流量计测量装置，其特征在于：所述相分隔装置(3)的第三种结构由上电极(21)、下电极(22)、导体棒(24)、第二励磁电路(25)和用于支撑导体棒(24)的第二支撑架(26)组成；所述导体棒(24)位于上电极(21)和下电极(22)之间，且处于测量管道(1)中心处；所述导体棒(24)、上电极(21)和下电极(22)由第二励磁电路(25)供电；所述导体棒(24)内部材料为导体，外表面涂有绝缘膜，所述上电极(21)和下电极(22)为网丝结构；所述第二支撑架(26)材料为非导电材料；所述第二励磁电路(25)产生交流电时，导体棒(24)、上电极(21)和下电极(22)连接方式为串联；上述第三种结构只限于连续相为导电相的情况。
7.权利要求1至6任一项所述的一种管内相分隔式两相流体电磁流量计测量装置的测量方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1.使两相流体流过测量管道(1)，先通过混合器(27)，使两相流体均匀混合；再通过总流量计量装置(2)，测得两相流体总流量Q总；
步骤2.当两相流体流过相分隔装置(3)时，两相流体会受到离心力或电磁力的作用，使非导电相聚到测量管道(1)中心，导电相流到测量管道(1)四周外环处，实现具有清晰相界面(8)的相分隔状态，即使得管内中心核(7)为非 导电相，外环(6)为导电相；
步骤3.分隔后的管内中心核(7)为非导电相，外环(6)为导电相的两相流体利用截面相含率测量装置(4)得到导电相的相含率α1；
步骤4.分隔后的管内中心核(7)为非导电相，外环(6)为导电相的两相流体流过电磁流量计测量装置(5)；此时相分隔装置(3)的第一种结构和第二种结构产生流体的最终流动可分解为两种流动：一种是沿管道轴线方向的轴对称直线流，其对于管道横截面上的积分等于流量值，另一种是纯粹的漩涡流，其对流量无贡献，对电磁流量计的输出也没有影响；相分隔装置(3)的第三种结构产生流体的最终流动为轴对称直线流；所以分隔后的两相流体只有轴对称直线流对电磁流量计输出有贡献，满足电磁流量计测量流量的条件；
当电磁流量计电极为点电极，磁感应强度分布为均匀磁场时，测量单相导电流体的输出电压满足其中B为磁感应强度，D为流体流过管道的直径，Q为单相导电流体流量，即电磁流量计输出显示的流量值；当此电磁流量计测量中心核(7)为非导电相，外环(6)为导电相的两相流体时，输出电压满足其中α1为导电相的截面相含率，Q1为两相流体中导电相流体的流量；所以用测单相导电流体的电磁流量计测量中心核(7)为非导电相，外环(6)为导电相的两相流体时，实际导电相流体的体积流量Q1＝Q×α1，进而得到实际导电相流体的轴向平均速度A为两相流体的流通截面积，即通过电磁流量计输出显示的流量值Q得到了实际两相流体中导电相的流量Q1和轴向平均速度V1；
非导电相流体的流量Q2由两种方法得到：
第一种：通过上述步骤得到的两相流体总流量Q总和导电相的流量Q1，能够得到非导电相流体的流量Q2：Q2＝Q总-Q1；
第二种：在分隔后的管内中心核(7)为非导电相，外环(6)为导电相的两相流体中，导电相的轴向平均速度V1和非导电相的轴向平均速度V2存在确定的关系式V2＝f(V1)，能够通过实验或模拟得到，所以非导电相的轴向平均速度V2能够由关系式V2＝f(V1)和得到的导电相的轴向平均速度V1确定；此时非导电相流体的流量Q2＝V2×A×(1-α1)；
步骤5.信号处理器(9)接收总流量计量装置(2)、截面相含率测量装置(4)、电磁流量计测量装置(5)的输出信号，通过上述方法推算显示出各相流体的流量值。
8.根据权利要求7所述的测量方法，其特征在于：所述相分隔装置(3)为第一种结构时：a.第一励磁电路(12)产生直流电时，螺线管(13)会在其内产生轴向磁场，内电极(10)和外电极(11)使导电相流体产生径向电流，此时导电相流体会受到周向的电磁力，产生旋流场；b.第一励磁电路(12)产生交流电时，内电极(10)、外电极(11)和螺线管(13)连接方式为串联，使得产生的磁场方向和电流方向的变化同步，从而使导电相流体受到的周向电磁力方向保持不变，产生旋流场；在旋流场中流体受到离心力的作用，且重相即导电相离心力大于轻相即非导电相离心力，使轻相聚到管道中心，重相流到四周外环处，形成相分隔状态；
所述相分隔装置(3)为第二种结构时，导流旋流器(17)通过改变流体通道的方向，使两相流体产生周向速度，形成旋流场，初步将轻相即非导电相聚到管道中心，重相即导电相分隔到管壁四周；电磁整流器(19)中的上游电极(15)和下游电极(18)由直流电源(20)通入直流电，使两电极附近中间的导电相 流体产生轴向电流；在贴壁的永磁铁(16)产生的径向磁场分量作用下，导电相流体受到周向电磁力，加强旋流作用，进一步分隔两相流体；安装永磁铁(16)与通入直流电流时应注意其产生的磁场方向和电流方向，使电磁力产生的旋流方向与导流旋流器(17)产生的旋流方向相同；
所述相分隔装置(3)为第三种结构时：a.第二励磁电路(25)产生直流电时，导体棒(24)通入的电流会在其周围产生周向磁场，上电极(21)和下电极(22)使其中间的导电相流体产生轴向电流，从而使导电相流体受到径向电磁力；b.第二励磁电路(25)产生交流电时，导体棒(24)、上电极(21)和下电极(22)连接方式为串联，使得磁场方向和电流方向的变化同步，从而使导电相流体受到的径向电磁力方向保持不变；导体棒(24)、上电极(21)和下电极(22)连接第二励磁电路(25)时，注意产生的磁场和电流方向，使其产生的电磁力为径向向外；此时导电相流体流到四周外环处，非导电相聚到管道中心，形成相分隔状态。
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