CN107436165B - 单源射线测定多相流相分率的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种单源射线测定多相流相分率的方法，首先使高能级单源γ射线同时射向散射材料和金属靶材，得到X射线和低能级γ射线；对其进行准直后即可用于相分率的测定；采用多能级γ射线衰减法即可计算多相流中油、气、水的各相相分率α1、α2、α3。本发明的单源射线测定多相流相分率的方法，使用单一的高能伽马射线为为放射源，使其轰击金属靶材可以产生X射线，对其进行康普顿散射可产生低能γ射线，从而实现了一颗单能级放射源产生两种低能量射线的目的，将X射线和低能γ射线准直后即可进行多相流的相分率测定。具有的显著效果是，压缩了成本，降低了辐射剂量，减小了防护难度。
Description
技术领域
本发明涉及多相流相分率的测定方法，具体来说，涉及一种单源射线测定多相流相分率的方法。
背景技术
从本世纪90年代开始，越来越多的不分离型多相流量计开始逐步替代传统庞大的分离器，不分离型多相流量计其常用基本技术路线就是测量总流量(或流速)和各单相(油、气、水)相分率。常见的相分率测量方法有伽马射线法、超声法、电容电导法、微波法、差压密度计法等手段。
与其它测量方法相比，多能级伽马射线吸收法具有独到的优势。多能级伽马射线吸收法是一种非接触式的多相流测量技术，利用两个能级的射线即可同时测量多相流体的含水率和含气率，而不需要其它辅助的方法。由于伽马射线的吸收是发生在原子尺度上的相互作用，因此，测量不受流型流态及原油乳化等影响。而非放射性方法一般用于含水率的测量，如果要得到含气率，必须借助其它手段来得到(如使用伽马密度计获得混合流体密度，再利用比密度法求出含气率)，而且测量过程往往受到油水连续相转换、温度变化以及高含气工况的影响。因此，伽马射线吸收法是一种测量范围宽、工况适应性好、测量精度高、测量稳定性强的多相流相分率测量方法。
近年来，随着国际原油价格大跌，市场竞争加剧，产品更新换代进一步加快；目前的同位素仪表，大多使用137Cs、133Ba、241Am等放射源，其中137Cs、和133Ba都会产生高能射线，防护困难，测量精度较低。241Am属于低能源，但 只有一种能量，只能测量物体的厚度、物质的水分或两相介质的相分率等。而要测量三相介质的相分率至少需要两种能量的射线，现有技术手段是通过设置两枚放射源实现的；存在结构较复杂，辐射剂量高，成本较高，防护难度较大等问题。
在医疗行业，存在部分伽马射线的散射研究，但将其应用在多相流相分率的测定上还未见报道。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提供一种单源射线测定多相流相分率的方法。
技术方案如下：
一种单源射线测定多相流相分率的方法，其特征在于按以下步骤进行：
步骤一、使高能级单源γ射线同时射向散射材料和金属靶材；散射材料对高能级单源γ射线进行康普顿散射，得到低能级γ射线；金属靶材受高能级单源γ射线轰击辐射出X射线；
步骤二、对低能级γ射线和X射线进行准直，再分别沿同一方向射向多相流体通道；
步骤三、接收通过多相流体通道后的低能级γ射线和X射线，测定数据，并按以下公式计算多相流中油、气、水的相分率α1、α2、α3：
式1：
式2：
式3：
式中：
Nx(e1)和Nx(e2)分别为能级为e1和e2的射线穿过内部流动状态下多相流体通道后的计数率；
N0(e1)和N0(e2)分别为能级为e1和e2的射线穿过空的多相流体通道后的计数率；
μi(e1)和μi(e2)分别为能级为e1和e2的射线下，多相流体中油、气、水三相的线性吸收系数；
αi为油、气、水三相的相分率；
D为射线穿过的路径长度。
其中αi为待解值，而Nx(e1)、Nx(e2)、N0(e1)、N0(e2)、μi(e1)、μi(e2)、D可测定或标定得到，具体测定或标定方法为本领域技术人员所熟知的，在此不做赘述。
采用以上方法，使用单一的高能伽马射线轰击金属靶材时，受轰击的金属原子的内层电子跃迁向外辐射出低能X射线；单一放射源产生的大部分高能伽马射线穿过金属靶材射向散射材料，发生康普顿散射，散射射线(低能γ射线)向外穿过金属靶材，从而实现了一颗单能级放射源产生两种低能量射线的目的，将X射线和低能γ射线准直后即可进行多相流的相分率测定。通过以上方法，压缩了成本，降低了辐射剂量，减小了防护难度。
准直后的所述低能级γ射线和X射线沿所述多相流体通道的同一直径方向射向所述多相流体通道。
作为一种高能级单源γ射线产生低能级γ射线和X射线的具体实现方式：
所述高能级单源γ射线由单一放射源发出，该单一放射源设置在仓体内，在所述仓体内还设有康普顿散射体和金属靶片，在所述仓体上设有连通所述仓体内-外的射出部，该射出部上设有准直器，所述准直器上设有至少一个准直孔， 该准直孔将所述仓体的内部和外部连通，该准直孔朝向所述多相流体通道；所述单一放射源放射的高能级单源γ射线射向所述康普顿散射体和金属靶片，所述康普顿散射体和金属靶片分别朝向所述准直器。
所述康普顿散射体上设有反射面，该反射面同时朝向所述单一放射源和准直器，所述金属靶片贴合在该反射面上。该设计中的反射面可用于对X射线方向调整和控制，将康普顿散射体和金属靶片连为一体便于快速安装、定位。
所述金属靶片和康普顿散射体的反射面之间铆接。
在所述康普顿散射体的反射面上镀有轰击金属层，该轰击金属层形成所述金属靶片。
所述康普顿散射体包括柱状散射部，所述反射面与所述柱状散射部轴线的夹角为θ，30°≤θ≤60°，所述柱状散射部任一端的端面轴向向外延伸后形成所述反射面。
在所述仓体上设有放射源腔，该放射源腔与所述仓体内部连通，所述单一放射源设置在该放射源腔内，所述反射面为反射平面；
或：所述准直器位于所述柱状散射部向外延伸的轴线上，且此时的所述单一放射源位于所述柱状散射部的轴线一侧；
或：所述单一放射源位于所述柱状散射部向外延伸的轴线上，且此时的所述准直器位于所述柱状散射部的轴线一侧。
所述准直器位于所述柱状散射部向外延伸的轴线上，所述柱状散射部朝向所述准直器的端面上设有圆台状反射区，该圆台状反射区的轴线与所述柱状散射部的轴线重合，该圆台状反射区的大端面开口且朝向所述准直器，该圆台状反射区的侧面形成所述反射面；
所述单一放射源呈环状，环状的所述单一放射源的中心线与所述柱状散射部的轴线重合，环状的所述单一放射源位于所述康普顿散射体和准直器之间， 所述准直孔的孔心线延伸后穿过环状的所述单一放射源的内部区域。
所述准直器位于所述柱状散射部向外延伸的轴线上，所述柱状散射部朝向所述准直器的端面上设有圆台状反射区，该圆台状反射区的轴线与所述柱状散射部的轴线重合，该圆台状反射区的大端面开口且朝向所述准直器，该圆台状反射区的侧面形成所述反射面；
所述圆台状反射区对应的所述柱状散射部上设有放射源腔，该放射源腔呈圆孔状，所述放射源腔的孔心线与所述柱状散射部的轴线垂直，所述放射源腔的内端与所述圆台状反射区连通，所述单一放射源位于该放射源腔内，所述单一放射源位于所述柱状散射部的轴线一侧。
有益效果：采用本发明的单源射线测定多相流相分率的方法，使用单一的高能伽马射线为为放射源，使其轰击金属靶材可以产生X射线，对其进行康普顿散射可产生低能γ射线，从而实现了一颗单能级放射源产生两种低能量射线的目的，将X射线和低能γ射线准直后即可进行多相流的相分率测定。通过以上方法，压缩了成本，降低了辐射剂量，减小了防护难度。
附图说明
图1为源仓组件第一种形式的结构示意图；
图2为图1中康普顿散射体a1的结构示意图；
图3为图2的俯视图；
图4为源仓组件第二种形式的结构示意图；
图5为图4中康普顿散射体a1的结构示意图；
图6为图5的A-A`剖视图；
图7为源仓组件第三种形式的结构示意图；
图8为图7中康普顿散射体a1的结构示意图；
图9为图8的B-B`剖视图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
一种单源射线测定多相流相分率的方法，其特征在于按以下步骤进行：
步骤一、使高能级单源γ射线同时射向散射材料和金属靶材；散射材料对高能级单源γ射线进行康普顿散射，得到低能级γ射线；金属靶材受高能级单源γ射线轰击辐射出X射线，散射材料和金属靶材可设置在源仓组件内；
步骤二、对低能级γ射线和X射线进行准直，再使其沿文丘里管的同一直径方向射向文丘里管，油、气、水多相流在文丘里管内流动，文丘里管内部形成多相流体通道，在文丘里管的同一直径方向分别设有发射部和接收部，在所述发射部处设有所述源仓组件，在所述接收部处设有接收组件。
步骤三、接收组件接收通过多相流体通道后的低能级γ射线和X射线，测定数据，并按以下公式计算多相流中油、气、水的相分率α1、α2、α3：
式1：
式2：
式3：
式中：
Nx(e1)和Nx(e2)分别为能级为e1和e2的射线穿过内部流动状态下多相流体通道后的计数率；
N0(e1)和N0(e2)分别为能级为e1和e2的射线穿过空的多相流体通道后的计数率；
μi(e1)和μi(e2)分别为能级为e1和e2的射线下，多相流体中油、气、水三相的线性吸收系数；
αi为油、气、水三相的相分率；
D为射线穿过的路径长度。
本方案中的文丘里管的结构是本领域技术人员所熟知的，即使不对其发射部、接收部等结构进行描述，本领域技术人员也不会存在误解。本领域技术人员可仅依其常规选择，对源仓组件、接收组件和文丘里管进行安装，并依照现有技术设置接收组件的具体结构，同时根据现有技术容易测定或标定得到Nx(e1)、Nx(e2)、N0(e1)、N0(e2)、μi(e1)、μi(e2)、D的具体数值。因而本申请中不对相关内容进行详细描述。
步骤一中的源仓组件可以按照形式一、形式二、形式三中的任一种方式设置。
源仓组件形式一：
如图1、图2和图3所示，源仓组件包括具有安装腔室的仓体b1，以及单一放射源b2、康普顿散射体a1和金属靶片a2，其中所述康普顿散射体a1用于对γ射线进行康普顿散射，所述金属靶片a2用于受γ射线轰击产生X射线；
为了便于快速安装和定位，在所述康普顿散射体a1上设有反射面，所述金属靶片a2贴合在该反射面上，使康普顿散射体a1和金属靶片a2连为一体，形成转换体，该转换体设置在所述仓体b1内。具体的，所述康普顿散射体a1包括柱状散射部a11，所述反射面与所述柱状散射部a11轴线的夹角为θ，30°≤θ≤60°，所述柱状散射部a11任一端的端面轴向向外延伸后形成平面状的所述反射面，所述康普顿散射体a1的反射面朝前设置，所述康普顿散射体a1后方的仓体b1内设有屏蔽组件。
在所述仓体b1上设有放射源腔b4，该放射源腔b4将所述仓体b1内部和外部连通，以方便设置放射源，该放射源腔b4位于所述柱状散射部a11轴线的一侧，该放射源腔b4呈圆孔状，该放射源腔b4的孔心线与所述柱状散射部a11的轴线垂直，所述单一放射源b2设置在该放射源腔b4内，所述单一放射源b2呈点状设置，所述放射源腔b4内还设有阻断射线向仓体b1外部射出的屏蔽组件。
在所述仓体b1上还设有射出部，该射出部上设有准直器b3，该准直器b3位于所述柱状散射部a11向外延伸的轴线上，所述准直器b3上设有至少一个准直孔，该准直孔将所述仓体b1的内部和外部连通,所述反射面朝向该准直器b3，准直孔与所述柱状散射部a11的轴线平行。
所述单一放射源b2放射的高能γ射线射向所述康普顿散射体a1和金属靶片a2，高能γ射线轰击金属靶片辐射出低能X射线，并经过康普顿散射体a1散射后产生低能γ射线，X射线和低能γ射线穿过准直孔后，可直接射向被侧物体。
为保持仓体b1、单一放射源b2、康普顿散射体a1、金属靶片a2的相对固定，所述康普顿散射体a1和仓体b1之间设有散射体定位结构。
以上方案中，准直器b3和单一放射源b2的位置可以互换，及所述单一放射源b2位于所述柱状散射部a11向外延伸的轴线上，且此时的所述准直器b3位于所述柱状散射部a11的轴线一侧；这样并不影响射线射出。
源仓组件形式二：
如图4、图5和图6所示，源仓组件包括具有安装腔室的仓体b1，以及单一放射源b2、康普顿散射体a1和金属靶片a2，其中所述康普顿散射体a1用于对γ射线进行康普顿散射，所述金属靶片a2用于受γ射线轰击产生X射线；
为了便于快速安装和定位，在所述康普顿散射体a1上设有反射面，所述金属靶片a2贴合在该反射面上，使康普顿散射体a1和金属靶片a2连为一体，形成转换体，该转换体设置在所述仓体b1内。具体的，所述康普顿散射体a1包括柱状散射部a11，所述反射面与所述柱状散射部a11轴线的夹角为θ，30°≤θ≤60°，所述柱状散射部a11任一端的端面轴向向外延伸后形成所述反射面，反射面朝前设置，所述康普顿散射体a1后方的仓体b1内设有屏蔽组件。
在所述仓体b1上还设有射出部，在所述射出部上设有准直器b3，该准直器b3位于所述柱状散射部a11向外延伸的轴线上，所述准直器b3上设有至少一个准直孔，该准直孔将所述仓体b1的内部和外部连通，准直孔的孔心线与柱状散射部a11的轴线平行，所述反射面朝向准直器b3。
所述单一放射源b2呈环状，环状的所述单一放射源b2的中心线与所述柱状散射部a11的轴线重合，所述单一放射源b2位于所述康普顿散射体a1和射出部之间，所述单一放射源b2的环状外缘与所述仓体b1的内壁抵紧，所述单一放射源b2和准直器b3之间设有环形隔板，该环形隔板与所述仓体b1一体成型，所述单一放射源b2和环形隔板的中心线重合，所述单一放射源b2的环形端面与环形隔板对接，所述准直孔的孔心线延伸后穿过环状的所述单一放射源b2的内部区域。
与环状的所述单一放射源b2相对应的，在所述柱状散射部a11朝向所述准直器b3的端面上设有圆台状反射区a14，该圆台状反射区a14的轴线与所述柱状散射部a11的轴线重合，该圆台状反射区a14的大端面开口且朝向所述射出部，该圆台状反射区a14的侧面形成所述反射面。
所述单一放射源b2放射的高能γ射线射向所述康普顿散射体a1和金属靶片a2，高能γ射线轰击金属靶片辐射出低能X射线，并经过康普顿散射体a1散射后产生低能γ射线，X射线和低能γ射线穿过准直孔后，可直接射向被侧物 体。
为保持仓体b1、单一放射源b2、康普顿散射体a1、金属靶片a2的相对固定，所述康普顿散射体a1和仓体b1之间设有散射体定位结构。
源仓组件形式三：
如图7、图8和图9所示，源仓组件包括具有安装腔室的仓体b1，以及单一放射源b2、康普顿散射体a1和金属靶片a2，其中所述康普顿散射体a1用于对γ射线进行康普顿散射，所述金属靶片a2用于受γ射线轰击产生X射线；
为了便于快速安装和定位，在所述康普顿散射体a1上设有反射面，所述金属靶片a2贴合在该反射面上，使康普顿散射体a1和金属靶片a2连为一体，形成转换体，该转换体设置在所述仓体b1内。具体的，所述康普顿散射体a1包括柱状散射部a11，所述反射面与所述柱状散射部a11轴线的夹角为θ，30°≤θ≤60°，所述柱状散射部a11任一端的端面轴向向外延伸后形成所述反射面，反射面朝前设置，所述康普顿散射体a1后方的仓体b1内设有屏蔽组件。
在所述仓体b1上还设有射出部，在所述射出部上设有准直器b3，该准直器b3位于所述柱状散射部a11向外延伸的轴线上，所述准直器b3上设有至少一个准直孔，该准直孔将所述仓体b1的内部和外部连通，准直孔的孔心线与柱状散射部a11的轴线平行，所述反射面朝向准直器b3。
在所述柱状散射部a11朝向所述准直器b3的端面上设有圆台状反射区a14，该圆台状反射区a14的轴线与所述柱状散射部a11的轴线重合，该圆台状反射区a14的大端面开口且朝向所述射出部，该圆台状反射区a14的侧面形成所述反射面。
所述圆台状反射区a14对应的所述柱状散射部a11上设有放射源腔b4，该放射源腔b4位于所述柱状散射部a11的轴线一侧，所述放射源腔b4呈圆孔状， 所述放射源腔b4的孔心线与所述柱状散射部a11的轴线垂直，所述放射源腔b4的内端与所述圆台状反射区a14连通，所述单一放射源b2位于该放射源腔b4内。
所述单一放射源b2放射的高能γ射线射向所述康普顿散射体a1和金属靶片a2，高能γ射线轰击金属靶片辐射出低能X射线，并经过康普顿散射体a1散射后产生低能γ射线，X射线和低能γ射线穿过准直孔后，可直接射向被侧物体。
为保持仓体b1、单一放射源b2、康普顿散射体a1、金属靶片a2的相对固定，所述康普顿散射体a1和仓体b1之间设有散射体定位结构。
源仓组件的形式一、二、三中，所述散射体定位结构包括轴向定位结构、径向定位结构，以保持反射面的位置和朝向固定。所述轴向定位结构包括设置在所述仓体b1内的限位台阶b54，所述康普顿散射体a1轴向抵靠在该限位台阶b54上；所述康普顿散射体a1插设在所述仓体b1内，所述康普顿散射体a1的外表面与所述仓体b1的内壁抵紧，从而形成所述径向定位结构。源仓组件的形式一中，所述散射体定位结构还包括环向定位结构，该环向定位结构包括设置于所述康普顿散射体a1上的定位点b55，在所述仓体b1上设有定位插销b56，该定位插销b56径向插设在所述定位点b55内。
源仓组件的形式一、二、三中，所述单一放射源b2为241Am源，所述散射体a1由低原子序数材料制成，可以是PEEK、PTFE、PMMA、石墨等。金属靶片a2可以是Ag、Sn等金属。放射源241Am产生的59.5KeV的γ射线轰击金属靶片a2，金属靶片a2受到轰击后，导致原子内层电子跃迁向外辐射出18-38keV的X射线；放射源b2产生的大部分射线穿过金属靶片a2射向散射体a1，产生康普顿散射，得到50KeV的散射射线。
源仓组件的形式一、二、三中，所述金属靶片a2可以与康普顿散射体a1的反射面之间铆接从而连为一体；或者可在所述康普顿散射体a1的反射面上镀设轰击金属层，该轰击金属层形成所述金属靶片a2。
源仓组件的形式一、二、三中的屏蔽组件是本领域技术人员所熟知的，在此不做赘述。
最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。
最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种单源射线测定多相流相分率的方法，其特征在于按以下步骤进行：
步骤一、使高能级单源γ射线同时射向散射材料和金属靶材；散射材料对高能级单源γ射线进行康普顿散射，得到低能级γ射线；金属靶材受高能级单源γ射线轰击辐射出X射线；
步骤二、对低能级γ射线和X射线进行准直，再分别沿同一方向射向多相流体通道；
步骤三、接收通过多相流体通道后的低能级γ射线和X射线，测定数据，并按以下公式计算多相流中油、气、水的相分率α1、α2、α3：
式1：
式2：
式3：
式中：
Nx(e1)和Nx(e2)分别为能级为e1和e2的射线穿过内部流动状态下多相流体通道后的计数率；
N0(e1)和N0(e2)分别为能级为e1和e2的射线穿过空的多相流体通道后的计数率；
μi(e1)和μi(e2)分别为能级为e1和e2的射线下，多相流体中油、气、水三相的线性吸收系数；
αi为油、气、水三相的相分率；
D为射线穿过被测物的路径的长度；
所述高能级单源γ射线由单一放射源(b2)发出，该单一放射源(b2)设置在仓体(b1)内，在所述仓体(b1)内还设有康普顿散射体(a1)和金属靶片(a2)，在所述仓体(b1)上设有连通所述仓体(b1)内-外的射出部，该射出部上设有准直器(b3)，所述准直器(b3)上设有至少一个准直孔，该准直孔将所述仓体(b1)的内部和外部连通，该准直孔朝向所述多相流体通道；所述单一放射源(b2)放射的高能级单源γ射线射向所述康普顿散射体(a1)和金属靶片(a2)，所述康普顿散射体(a1)和金属靶片(a2)分别朝向所述准直器(b3)；
所述康普顿散射体(a1)上设有反射面，该反射面同时朝向所述单一放射源(b2)和准直器(b3)，所述金属靶片(a2)贴合在该反射面上。
2.根据权利要求1所述的单源射线测定多相流相分率的方法，其特征在于：准直后的所述低能级γ射线和X射线沿所述多相流体通道的同一直径方向射向所述多相流体通道。
3.根据权利要求1所述的单源射线测定多相流相分率的方法，其特征在于：所述金属靶片(a2)和康普顿散射体(a1)的反射面之间铆接。
4.根据权利要求3所述的单源射线测定多相流相分率的方法，其特征在于：在所述康普顿散射体(a1)的反射面上镀有轰击金属层，该轰击金属层形成所述金属靶片(a2)。
5.根据权利要求1、2、3、或4所述的单源射线测定多相流相分率的方法，其特征在于：所述康普顿散射体(a1)包括柱状散射部(a11)，所述反射面与所述柱状散射部(a11)轴线的夹角为θ，30°≤θ≤60°，所述柱状散射部(a11)任一端的端面轴向向外延伸后形成所述反射面。
6.根据权利要求5所述的单源射线测定多相流相分率的方法，其特征在于：所述准直器(b3)位于所述柱状散射部(a11)向外延伸的轴线上，所述柱状散射部(a11)朝向所述准直器(b3)的端面上设有圆台状反射区(a14)，该圆台状反射区(a14)的轴线与所述柱状散射部(a11)的轴线重合，该圆台状反射区(a14)的大端面开口且朝向所述准直器(b3)，该圆台状反射区(a14)的侧面形成所述反射面；
所述单一放射源(b2)呈环状，环状的所述单一放射源(b2)的中心线与所述柱状散射部(a11)的轴线重合，环状的所述单一放射源(b2)位于所述康普顿散射体(a1)和准直器(b3)之间，所述准直孔的孔心线延伸后穿过环状的所述单一放射源(b2)的内部区域。
7.根据权利要求5所述的单源射线测定多相流相分率的方法，其特征在于：所述准直器(b3)位于所述柱状散射部(a11)向外延伸的轴线上，所述柱状散射部(a11)朝向所述准直器(b3)的端面上设有圆台状反射区(a14)，该圆台状反射区(a14)的轴线与所述柱状散射部(a11)的轴线重合，该圆台状反射区(a14)的大端面开口且朝向所述准直器(b3)，该圆台状反射区(a14)的侧面形成所述反射面；
所述圆台状反射区(a14)对应的所述柱状散射部(a11)上设有放射源腔(b4)，该放射源腔(b4)呈圆孔状，所述放射源腔(b4)的孔心线与所述柱状散射部(a11)的轴线垂直，所述放射源腔(b4)的内端与所述圆台状反射区(a14)连通，所述单一放射源(b2)位于该放射源腔(b4)内，所述单一放射源(b2)位于所述柱状散射部(a11)的轴线一侧。
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Citations (4)
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| CN103090917A (zh) * | 2013-01-07 | 2013-05-08 | 兰州海默科技股份有限公司 | 一种基于弧形管的多相流流量计量装置及计量方法 |
| CN203881381U (zh) * | 2013-12-12 | 2014-10-15 | 兰州海默科技股份有限公司 | 一种全量程在线测量油、水、气三相流量的一体化装置 |
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Denomination of invention: A method for determining the phase separation rate of multiphase flow using single source radiation Granted publication date: 20190820 Pledgee: Export Import Bank of China Gansu Branch Pledgor: HAIMO TECHNOLOGY (GROUP) CO.,LTD. Registration number: Y2024620000003 |
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