CN109765334A - 一种颗粒堆积床内气液两相流含气率测量装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种颗粒堆积床内气液两相流含气率测量装置及方法，包括数据采集系统、数据处理系统、测量前端电路以及用于提供电能的电源系统，其中，测量前端电路包括第一测量支路、第二测量支路、第三测量支路、第四测量支路及第五测量支路，第一测量支路、第二测量支路、第三测量支路、第四测量支路及第五测量支路并联连接，该装置及方法能够准确测量颗粒堆积床内气液两相流含气率。
Description
技术领域
本发明涉及一种气液两相流含气率的测量装置及方法，具体涉及一 种颗粒堆积床内气液两相流含气率测量装置及方法。
背景技术
气液两相流广泛存在于包括农业、能源、冶金、化工等多门学科及 技术领域，而颗粒堆积床内的气液两相流与工程实践结合更加紧密，例 如石油的开采过程、化学工程中的固化床、食品和药材的对流干燥等。 颗粒堆积床内的气液两相流受空间结构的影响，流动规律复杂且无法直 接观测，因此开发改进针对颗粒堆积床内的气液两相流测量装置和方法 很有必要。目前，气液两相流的测量方法主要有快关阀法、光纤探针法、 电导探针法、双射线法等。快关阀法操作复杂，需要对实验管段进行较 大地改造且无法实现实时测量；双射线法由于堆积颗粒的层层堆积，无 法应用于颗粒堆积床内气液两相流含气率的测量；光纤探针造价高且材 料多为玻璃，工作过程中易被堆积颗粒碰撞损坏；电导探针较光纤探针造价更低且更为耐用，对气泡的刺破能力强，输出的电信号易于处理， 因此适用于颗粒堆积床内气液两相流含气率的实时测量。使用电导探针 进行测量主要存在的问题是：单根探针的测量范围有限，无法完整反应 颗粒堆积床内的流动特征，进而导致获得的截面含气率数值精度较低， 且一旦在运行过程中受损就无法继续运行，稳定性较差；布置多根探针 进行测量时，若在测量截面上布置多根探针形成网状结构，虽然可以获 得该截面上较为完整的流动信息，但对颗粒堆积床结构以及流动结构的 破坏严重，影响测量准确性；若在沿流动方向上布置多根探针，则探针 的数量、间距及各探针测量结果在测试段内平均含气率中所占比例都是 至关重要的。据检索，发现以下相关的专利公开文献，具体公开内容如 下：
专利文献CN205426837U公开了一种用于在线测量气液两相流含气 率的测量系统，包括一对探针、阻抗测量单元、信号极性转换模块，每 个测点由两根探针组成，与一个阻抗测量单元及一个信号极性转换模块 连接，该测量系统通过连续测量阻抗的方式实现了对气液两相流含气率 的实时测量，从而进一步对流型进行判别。存在的问题是该方法只针对 单点测量的结果进行分析，测量数据单一，信息丢失严重，难以对整体 流动进行描述；出现测量误差时无法及时发现，测量数据的可信度低； 一旦探针损坏则整个测量系统都无法使用，稳定性差。
专利文献CN103018285A公开了一种非接触式的电导气液两相流含 气率的测量装置和方法。包括交流激励源、绝缘管道、六个电极、电感 模块、电子开关、电子开关控制逻辑电路、信号处理模块、数据采集系 统以及微型计算机。该装置使用了六电极非接触式电导传感器测量气液 两相流含气率，传感器电机不与流体直接接触，从而不影响气液两相流的流型，有效避免了接触式电导测量法存在的破坏气液两相流流动的问 题，但该方法在对颗粒堆积床内的气液两相流动的测量中有着一定的局 限性，受颗粒堆积床的影响，电导传感器无法准确测量气液两相流含气 率。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种颗粒堆积 床内气液两相流含气率测量装置及方法，该装置及方法能够准确测量颗 粒堆积床内气液两相流含气率。
为达到上述目的，本发明所述的颗粒堆积床内气液两相流含气率测 量装置包括数据采集系统、数据处理系统、测量前端电路以及用于提供 电能的电源系统，其中，测量前端电路包括第一测量支路、第二测量支 路、第三测量支路、第四测量支路及第五测量支路，第一测量支路、第 二测量支路、第三测量支路、第四测量支路及第五测量支路并联连接；
第一测量支路包括串联连接的第一探针、第一恒温定值电阻及第一 开关；第二测量支路包括串联连接的第二探针、第二恒温定值电阻及第 二开关；第三测量支路包括串联连接的第三探针、第三恒温定值电阻及 第三开关；第四测量支路包括串联连接的第四探针、第四恒温定值电阻 及第四开关；第五测量支路包括串联连接的第五探针、第五恒温定值电 阻及第五开关；
第一探针的测点、第二探针的测点及第三探针的测点均置于测量段 不同高度横截面的圆心位置处，第四探针的测点及第五探针的测点位于 测量段内且与测量段内壁之间的距离小于D/20，其中，D为测量段的直 径，第二探针的测点、第四探针的测点与第五探针的测点位于测量段的 中心横截面上，第一探针的测点、第二探针的测点及第三探针的测点沿 测量段的轴向依次分布，数据采集系统用于检测并预处理第一恒温定值 电阻两端的电压信息、第二恒温定值电阻两端的电压值信息、第三恒温 定值电阻两端的电压值信息、第四恒温定值电阻两端的电压值信息及第 五恒温定值电阻两端的电压值信息，数据采集系统的输出端与数据处理 系统相连接。
数据采集系统包括滤波电路、放大电路、A/D模数转换器以及用于 检测第一恒温定值电阻两端的电压信息、第二恒温定值电阻两端的电压 值信息、第三恒温定值电阻两端的电压值信息、第四恒温定值电阻两端 的电压值信息及第五恒温定值电阻两端的电压值信息的电压检测电路， 其中，电压检测电路的输出端依次经滤波电路、放大电路及A/D模数转 换器与数据处理系统相连接。
第一探针的测点、第二探针的测点及第三探针的测点距离测量段底 面之间的距离分别为L/4、L/2、3L/4，其中，L为测量段的长度。
测量段的长度小于等于1米。
第一探针、第二探针、第三探针、第四探针及第五探针均包括针芯 及套管，其中，针芯的针尖呈30°锥形结构，针芯插入于套管内，其中， 针芯的针尖位于套管外，针芯与套管之间填充有绝缘填充材料，针芯及 套管分别作为正极及负极，导通距离为0.206mm。
本发明所述的颗粒堆积床内气液两相流含气率测量方法包括以下步 骤：
第一探针、第二探针、第三探针、第四探针及第五探针分别对测量 段中的测点1、测点2、测点3、测点4及测点5进行测量，其中，当纯 液体流过测量段时，第一恒温定值电阻两侧的电压为高电压U1，当气体 流过测量段时，第一恒温定值电阻两侧的电压为低电压U0，得到范围在0到1之间的无量纲参数其中，数据处理系统绘制U随 时间变化的信号波形图，并通过所述信号波形图判断测点1所处的相； 当信号从1变化到0并回到1，则代表一个气泡通过该测点，气泡经 过测点1的时间通过记录电压信号从1变化到0过程中时与从0 变化到1过程中时之间的时间差ΔTg获得；
设置时间间隔其中，气液两相的流动速度 QG与QL分别为气体体积流量与液体体积流量，测点2、测点4及测点5 在T0时刻的局部含气率 为在T0-ΔT时 刻至T0+ΔT时刻内测点i通过气泡的时间总和，i＝2、4、5，测点1在T0-ΔT 时刻的局部含气率 为在T0-2ΔT时刻至T0时刻内测点1通过气泡的时间总和，测点3在T0+ΔT时刻的局部含气率 为在T0时刻至T0+2ΔT时刻内测点3通过 气泡的时间总和，将α1、α2、α3、α4及α5作为测量段内对应测点的局部含 气率；
以测试点为纵坐标的横轴，以α1、α2、α3为纵轴，绘制纵向含气率变 化曲线，当α1、α2、α3越接近，则说明所述颗粒堆积床内气液两相流含气 率测量装置正常工作，且测量段内流体的流动越趋于稳定。
以测点的横坐标为横轴，以α2、α4及α5为纵轴，绘制横向含气率变化 曲线，当α2、α4及α5越接近，则说明测量段的含气率越低，气液两相流的 壁面效应越不明显。
当α1、α2、α3中任意一个值与其他两个值的平均值之间的误差大于 15％，则说明该值对应的探针出现故障；当α2、α4、α5中任意一个值与其 他两个值的平均值之间的误差大于10％，则说明该值对应的探针出现故 障。当故障探针测得的局部含气率长时间在0左右，说明该探针可能因 碰撞发生了弯曲变形，针芯与套管直接接触导致短路，需要更换探针； 当故障探针测得的局部含气率长时间在1左右，说明测量电路接触不良 或测点附近可能有气泡滞留，需要检查电路，重新通入气液两相流。
当流动区域稳定时，设置测量时间ΔT>300s，测点1、测点2、测点 3、测点4及测点5的平均局部含气率其中，∑ΔTgi|(T,T+ΔT)为在测量时间ΔT内测点i通过气泡的时间总和。
当探针均正常工作时，测量段截面含气率可由五个测点的平均局部 含气率通过实验关联式(1)计算得出：
当第一探针或第三探针出现故障时，测量段截面含气率可由其余三 个测点的平均局部含气率通过实验关联式(2)计算得出：
当第四探针或第五探针出现故障时，测量段截面含气率可由其余三 个测点的平均局部含气率通过实验关联式(3)计算得出：
当第二探针出现故障时，测点2的平均局部含气率可由测点4与测 点5平均局部含气率的算术平均值替代，测量段截面含气率通过实验关 联式(4)计算得出：
当多根探针出现故障时，测量段截面含气率通过实验关联式(5)计算 得出：
以上实验关联式的适用范围为堆积颗粒当量直径在0.5mm至 10mm、多孔介质流体雷诺数低于500、局部含气率在0.2到0.8之间的 颗粒堆积床内气液两相流，经实验验证，由实验关联式(1)计算得出的测 量段截面含气率测量误差在4％以内，由实验关联式(2)、(3)、(4)计算得 出的测量段截面含气率测量误差在7％以内，由实验关联式(5)计算得出的测量段截面含气率测量误差在12％以内。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的颗粒堆积床内气液两相流含气率测量装置及方法在具 体操作时，通过第一探针、第二探针、第三探针、第四探针及第五探针 采用多点测量的方式测量各测点的局部含气率，测量数据具有实时性。 另外，本发明对多个测点的测量结果进行分析整合，在横向和纵向上进 行对比，以保证测量的精度，同时扩大测量范围。
进一步，本发明通过测量结果的对比，判断各探针是否出现故障， 以剔除错误的数据，针对不同的故障探针，采用不同的实验关联式计算 测量段截面含气率，提高系统的稳定性，具备一定的自纠错能力。
进一步，本发明中将针芯及套管分别作为正极及负极，并仅将针芯 的针尖位于套管外，从而保护探针不会因颗粒的震动碰撞发生过量而形 变，提高探针的使用寿命，且导通距离极小，提高测量敏感度的同时有 效防止了气泡的粘滞。
附图说明
图1为本发明的正面剖视图；
图2为本发明的侧面剖视图；
图3为图2的截面图；
图4为本发明中第一探针1的结构示意图；
图5为本发明中算法流程图。
其中，1为第一探针、2为第二探针、3为第三探针、4为第四探针、 5为第五探针、6为颗粒堆积床、7为套管、8为针芯、9为绝缘填充材 料。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参考图1、图2及图3，本发明所述的颗粒堆积床内气液两相流含气 率测量装置，其特征在于，包括数据采集系统、数据处理系统、测量前 端电路以及用于提供电能的电源系统，其中，测量前端电路包括第一测 量支路、第二测量支路、第三测量支路、第四测量支路及第五测量支路， 第一测量支路、第二测量支路、第三测量支路、第四测量支路及第五测量支路并联连接；第一测量支路包括串联连接的第一探针1、第一恒温 定值电阻及第一开关；第二测量支路包括串联连接的第二探针2、第二 恒温定值电阻及第二开关；第三测量支路包括串联连接的第三探针3、 第三恒温定值电阻及第三开关；第四测量支路包括串联连接的第四探针 4、第四恒温定值电阻及第四开关；第五测量支路包括串联连接的第五探 针5、第五恒温定值电阻及第五开关；第一探针1的测点、第二探针2 的测点及第三探针3的测点均置于测量段不同高度横截面的圆心位置 处，第四探针4的测点及第五探针5的测点位于测量段内且与测量段内 壁之间的距离小于D/20，其中，D为测量段的直径，第二探针2的测点、 第四探针4的测点与第五探针5的测点位于测量段的中心横截面上，第 一探针1的测点、第二探针2的测点及第三探针3的测点沿测量段的轴 向依次分布，数据采集系统用于检测并预处理第一恒温定值电阻两端的 电压信息、第二恒温定值电阻两端的电压值信息、第三恒温定值电阻两 端的电压值信息、第四恒温定值电阻两端的电压值信息及第五恒温定值 电阻两端的电压值信息，数据采集系统的输出端与数据处理系统相连接。
数据采集系统包括滤波电路、放大电路、A/D模数转换器以及用于 检测第一恒温定值电阻两端的电压信息、第二恒温定值电阻两端的电压 值信息、第三恒温定值电阻两端的电压值信息、第四恒温定值电阻两端 的电压值信息及第五恒温定值电阻两端的电压值信息的电压检测电路， 其中，电压检测电路的输出端依次经滤波电路、放大电路及A/D模数转 换器与数据处理系统相连接。
第一探针1的测点、第二探针2的测点及第三探针3的测点距离测 量段底面之间的距离分别为L/4、L/2、3L/4，其中，L为测量段的长度； 测量段的长度小于等于1米。
参考图4，第一探针1、第二探针2、第三探针3、第四探针4及第 五探针5均包括针芯8及套管7，其中，针芯8的针尖呈30°锥形结构， 针芯8插入于套管7内，其中，针芯8的针尖位于套管7外，针芯8与 套管7之间填充有绝缘填充材料9，针芯8及套管7分别作为正极及负极，导通距离为0.206mm。
本发明所述的颗粒堆积床内气液两相流含气率测量方法包括以下步 骤：
第一探针1、第二探针2、第三探针3、第四探针4及第五探针5分 别对测量段中的测点1、测点2、测点3、测点4及测点5进行测量，其 中，当纯液体流过测量段时，第一恒温定值电阻两侧的电压为高电压U1， 当气体流过测量段时，第一恒温定值电阻两侧的电压为低电压U0，得范 围在0到1之间的无量纲参数其中，数据处理系统绘制 随时间变化的信号波形图，并通过所述信号波形图判断测点1所处的 相；当信号从1变化到0并回到1，则代表一个气泡通过该测点，气 泡经过测点1的时间通过记录电压信号从1变化到0过程中时与 从0变化到1过程中时之间的时间差ΔTg获得。
设置时间间隔其中，气液两相的流动速度 QG与QL分别为气体体积流量与液体体积流量，测点2、测点4及测点5 在T0时刻的局部含气率 为在T0-ΔT时 刻至T0+ΔT时刻内测点i通过气泡的时间总和，i＝2、4、5，测点1在T0-ΔT 时刻的局部含气率 为在T0-2ΔT时刻至T0时刻内测点1通过气泡的时间总和，测点3在T0+ΔT时刻的局部含气率 为在T0时刻至T0+2ΔT时刻内测点3通过气泡的时间总和，将α1、α2、α3、α4及α5作为测量段内对应测点的局部含 气率，可进一步分析用于实时监测测量段内的气液两相流流动。
以测试点为纵坐标的横轴，以α1、α2、α3为纵轴，绘制纵向含气率变 化曲线，当α1、α2、α3越接近，则说明所述颗粒堆积床内气液两相流含气 率测量装置正常工作，且测量段内流体的流动越趋于稳定。
以测点的横坐标为横轴，以α2、α4及α5为纵轴，绘制横向含气率变化 曲线，当α2、α4及α5越接近，则说明测量段的含气率越低，气液两相流的 壁面效应越不明显。
当α1、α2、α3中任意一个值与其他两个值的平均值之间的误差大于 15％，则说明该值对应的探针出现故障；当α2、α4、α5中任意一个值与其 他两个值的平均值之间的误差大于10％，则说明该值对应的探针出现故 障。当故障探针测得的局部含气率长时间在0左右，说明该探针可能因 碰撞发生了弯曲变形，针芯与套管直接接触导致短路，需要更换探针； 当故障探针测得的局部含气率长时间在1左右，说明测量电路接触不良 或测点附近可能有气泡滞留，需要检查电路，重新通入气液两相流。
当流动区域稳定时，设置测量时间ΔT>300s，测点1、测点2、测点 3、测点4及测点5的平均局部含气率其中，∑ΔTgi|(T,T+ΔT)为在测量时间ΔT内测点i通过气泡的时间总和。
当探针均正常工作时，测量段截面含气率可由五个测点的平均局部 含气率通过实验关联式(1)计算得出：
当第一探针或第三探针出现故障时，测量段截面含气率可由其余三 个测点的平均局部含气率通过实验关联式(2)计算得出：
当第四探针或第五探针出现故障时，测量段截面含气率可由其余三 个测点的平均局部含气率通过实验关联式(3)计算得出：
当第二探针出现故障时，测点2的平均局部含气率可由测点4与测 点5平均局部含气率的算术平均值替代，测量段截面含气率通过实验关 联式(4)计算得出：
当多根探针出现故障时，测量段截面含气率通过实验关联式(5)计算 得出：
以上实验关联式的适用范围为堆积颗粒当量直径在0.5mm至 10mm、多孔介质流体雷诺数低于500、局部含气率在0.2到0.8之间的 颗粒堆积床内气液两相流，经实验验证，由实验关联式(1)计算得出的测 量段截面含气率测量误差在4％以内，由实验关联式(2)、(3)、(4)计算得 出的测量段截面含气率测量误差在7％以内，由实验关联式(5)计算得出的测量段截面含气率测量误差在12％以内。
参考图5，各测点的测量信号经过可视化处理，在显示面板上以 波形图的形式显示，用于实时监测各测点所处的相，通过信号波形图辅 助判断流动状态；另一方面统计分析各测点的测量信号，计算出各测点 的局部含气率α1、α2、α3、α4、α5与平均局部含气率首先判断局部含气率是否在实验关联式的适用范围内，若不在，则提示 超出测量范围，若在，则继续判断探针是否出现故障；若探针均未出现 故障，则使用实验关联式(1)计算测量段截面含气率，若第一探针或第三 探针出现故障，则使用实验关联式(2)计算测量段截面含气率，若第四探 针或第五探针出现故障，则使用实验关联式(3)计算测量段截面含气率， 若第二探针出现故障，则使用实验关联式(4)计算测量段截面含气率，若 多根探针出现故障，则使用实验关联式(5)计算测量段截面含气率，通过 上述比对与整合处理，综合分析测量段内的气液两相流流动情况，在显 示面板上显示关键计算数据，如各测点的局部含气率α1、α2、α3、α4、α5及测量段截面含气率αm，并将计算数据写入存储器内。
Claims (9)
1.一种颗粒堆积床内气液两相流含气率测量装置，其特征在于，包括数据采集系统、数据处理系统、测量前端电路以及用于提供电能的电源系统，其中，测量前端电路包括第一测量支路、第二测量支路、第三测量支路、第四测量支路及第五测量支路，第一测量支路、第二测量支路、第三测量支路、第四测量支路及第五测量支路并联连接；
第一测量支路包括串联连接的第一探针(1)、第一恒温定值电阻及第一开关；第二测量支路包括串联连接的第二探针(2)、第二恒温定值电阻及第二开关；第三测量支路包括串联连接的第三探针(3)、第三恒温定值电阻及第三开关；第四测量支路包括串联连接的第四探针(4)、第四恒温定值电阻及第四开关；第五测量支路包括串联连接的第五探针(5)、第五恒温定值电阻及第五开关；
第一探针(1)的测点、第二探针(2)的测点及第三探针(3)的测点均置于测量段不同高度横截面的圆心位置处，第四探针(4)的测点及第五探针(5)的测点位于测量段内且与测量段内壁之间的距离小于D/20，其中，D为测量段的直径，第二探针(2)的测点、第四探针(4)的测点与第五探针(5)的测点位于测量段的中心横截面上，第一探针(1)的测点、第二探针(2)的测点及第三探针(3)的测点沿测量段的轴向依次分布，数据采集系统用于检测并预处理第一恒温定值电阻两端的电压信息、第二恒温定值电阻两端的电压值信息、第三恒温定值电阻两端的电压值信息、第四恒温定值电阻两端的电压值信息及第五恒温定值电阻两端的电压值信息，数据采集系统的输出端与数据处理系统相连接。
2.根据权利要求1所述的颗粒堆积床内气液两相流含气率测量装置，其特征在于，数据采集系统包括滤波电路、放大电路、A/D模数转换器以及用于检测第一恒温定值电阻两端的电压信息、第二恒温定值电阻两端的电压值信息、第三恒温定值电阻两端的电压值信息、第四恒温定值电阻两端的电压值信息及第五恒温定值电阻两端的电压值信息的电压检测电路，其中，电压检测电路的输出端依次经滤波电路、放大电路及A/D模数转换器与数据处理系统相连接。
3.根据权利要求1所述的颗粒堆积床内气液两相流含气率测量装置，其特征在于，第一探针(1)的测点、第二探针(2)的测点及第三探针(3)的测点距离测量段底面之间的距离分别为L/4、L/2、3L/4，其中，L为测量段的长度。
4.根据权利要求1所述的颗粒堆积床内气液两相流含气率测量装置，其特征在于，测量段的长度小于等于1米。
5.根据权利要求1所述的颗粒堆积床内气液两相流含气率测量装置，其特征在于，第一探针(1)、第二探针(2)、第三探针(3)、第四探针(4)及第五探针(5)均包括针芯(8)及套管(7)，其中，针芯(8)的针尖呈30°锥形结构，针芯(8)插入于套管(7)内，其中，针芯(8)的针尖位于套管(7)外，针芯(8)与套管(7)之间填充有绝缘填充材料(9)，针芯(8)及套管(7)分别作为正极及负极，导通距离为0.206mm。
6.一种颗粒堆积床内气液两相流含气率测量方法，其特征在于，基于权利要求1所述的颗粒堆积床内气液两相流含气率测量装置，包括以下步骤：
第一探针(1)、第二探针(2)、第三探针(3)、第四探针(4)及第五探针(5)分别对测量段中的测点1、测点2、测点3、测点4及测点5进行测量，其中，当纯液体流过测量段时，第一恒温定值电阻两侧的电压为高电压U1，当气体流过测量段时，第一恒温定值电阻两侧的电压为低电压U0，得到范围在0到1之间的无量纲参数其中，数据处理系统绘制随时间变化的信号波形图，并通过所述信号波形图判断测点1所处的相；当信号从1变化到0并回到1，则代表一个气泡通过该测点，气泡经过测点1的时间通过记录电压信号从1变化到0过程中时与从0变化到1过程中时之间的时间差ΔTg获得；
设置时间间隔其中，气液两相的流动速度QG与QL分别为气体体积流量与液体体积流量，测点2、测点4及测点5在T0时刻的局部含气率 为在T0-ΔT时刻至T0+ΔT时刻内测点i通过气泡的时间总和，i＝2、4、5；测点1在T0-ΔT时刻的局部含气率 为在T0-2ΔT时刻至T0时刻内测点1通过气泡的时间总和；测点3在T0+ΔT时刻的局部含气率 为在T0时刻至T0+2ΔT时刻内测点3通过气泡的时间总和，将α1、α2、α3、α4及α5作为测量段内对应测点的局部含气率；
当流动区域稳定时，设置测量时间ΔT>300s，测点1、测点2、测点3、测点4及测点5的平均局部含气率i＝1、2、3、4、5，其中，∑ΔTgi|(T,T+ΔT)为在测量时间ΔT内测点i通过气泡的时间总和，则测量段内的截面含气率由各测点的平均局部含气率通过实验关联式计算得出。
7.根据权利要求6所述的颗粒堆积床内气液两相流含气率测量方法，其特征在于，当探针均正常工作时，测量段截面含气率可由五个测点的平均局部含气率通过实验关联式(1)计算得出：
当第一探针或第三探针出现故障时，测量段截面含气率可由其余三个测点的平均局部含气率通过实验关联式(2)计算得出：
当第四探针或第五探针出现故障时，测量段截面含气率可由其余三个测点的平均局部含气率通过实验关联式(3)计算得出：
当第二探针出现故障时，测点2的平均局部含气率可由测点4与测点5平均局部含气率的算术平均值替代，测量段截面含气率通过实验关联式(4)计算得出：
当多根探针出现故障时，测量段截面含气率通过实验关联式(5)计算得出：
8.根据权利要求6所述的颗粒堆积床内气液两相流含气率测量方法，其特征在于，以测试点为纵坐标的横轴，以α1、α2、α3为纵轴，绘制纵向含气率变化曲线，当α1、α2、α3越接近，则说明所述颗粒堆积床内气液两相流含气率测量装置正常工作，且测量段内流体的流动越趋于稳定；以测点的横坐标为横轴，以α2、α4及α5为纵轴，绘制横向含气率变化曲线，当α2、α4及α5越接近，则说明测量段的含气率越低，气液两相流的壁面效应越不明显。
9.根据权利要求6所述的颗粒堆积床内气液两相流含气率测量方法，其特征在于，当α1、α2、α3中任意一个值与其他两个值的平均值之间的误差大于15％，则说明该值对应的探针出现故障；当α2、α4、α5中任意一个值与其他两个值的平均值之间的误差大于10％，则说明该值对应的探针出现故障；当故障探针测得的局部含气率长时间在0时，说明该探针可能因碰撞发生了弯曲变形，针芯与套管直接接触导致短路，则需要更换探针；当故障探针测得的局部含气率长时间在1时，说明测量电路接触不良或测点附近可能有气泡滞留，需要检查电路，重新通入气液两相流。
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