CN113252123A - 一种基于多相流测量的新型电磁水表 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种基于多相流测量的新型电磁水表装置，其中，该装置包括：传感器和转换器，在传感器的测量管道设置励磁线圈，并在测量截面上设置第一电极、第二电极、第三电极和第四电极，转换器包括流体阻抗测量电路；传感器包括导磁板、磁轭，为测量截面提供恒定磁场；在磁场打开的情况下，第一电极和第二电极测量导电流体中的感应电压信号，第三电极和第四电极处于关闭状态；在磁场关闭的情况下，激励信号从第二电极和第四电极输入测量管道的流体中，第一电极和第三电极用于测量管道内流体的阻抗电压。通过本申请，在保证测量精度、测量重复性和稳定性的前提下，实现了多相流体流量测量的目的，提高了测量准确性。

Description

一种基于多相流测量的新型电磁水表

技术领域

本申请涉及电磁水表领域，特别是涉及一种基于多相流测量的新型电磁水表。

背景技术

电磁水表的工作原理是基于法拉第电磁感应定律，当均匀的导电液体通过均匀恒定的磁场时，在流场边界处与液体接触的电极上会产生感应电动势，可由测量得到的感应电动势计算出导电液体的平均速度。但在某些特殊的应用场合下，由于生产工艺的需要，被测液体含有其它杂质，例如油污、泥沙、气泡等。

在相关技术中，传统的测量设计多采用旋涡流量计和孔板流量计，在实际应用中发现所测结果相对误差较大；同时，由于采用的是侵入式测量方法，也因此带来了长期稳定性不佳和维护成本升高这两大问题。为此，有些改用了非接触式的电磁流量计或电磁水表，不仅降低了维护成本，也提高了测量精度。但是，现有的污水测量电磁流量计只能够对水流量进行测量，不能够对水中含有的杂质流量进行监测，这就会导致流体信息缺失，体积测量结果不准确。

目前针对相关技术中，在用电磁水表对流量进行测量时，由于不能对水中含有的杂质流量进行监测，导致的流体信息缺失和体积测量结果不准确的问题，尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请实施例提供了一种基于多相流测量的新型电磁水表装置，以至少解决相关技术中在用电磁水表对流量进行测量时，由于不能对水中含有的杂质流量进行监测，导致的流体信息缺失和体积测量结果不准确的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种基于多相流测量的新型电磁水表装置，用于在多相流中同时测量水流量和非导电体的流量，所述装置包括：传感器和转换器，其中，在所述传感器的测量管道设置励磁线圈，并在测量截面上设置第一电极、第二电极、第三电极和第四电极，所述第一电极和所述第二电极组成电极对，所述第三电极和所述第四电极组成电极对；所述转换器包括流体阻抗测量电路；

所述传感器包括导磁板、磁轭，为所述测量截面提供恒定磁场；

在所述磁场打开的情况下，第一电极和第二电极测量导电流体中的感应电压信号，第三电极和第四电极处于关闭状态；

在所述磁场关闭的情况下，激励信号从所述第二电极和所述第四电极输入所述测量管道的流体中，所述第一电极和所述第三电极用于测量所述管道内流体的阻抗电压。

在其中一些实施例中，所述流体阻抗测量电路包括仪运放大器和整流电路，

在所述磁场打开的情况下，所述传感器获取的所述水流产生的感应电压进入所述流体阻抗测量电路中，并通过所述仪运放大器的放大输出到模拟数字转换器ADC中；

在所述磁场关闭的情况下，所述管道内流体的阻抗电压进入所述流体阻抗测量电路中，并通过所述仪运放大器的放大和所述整流电路的整流，输出到所述模拟数字转换器ADC中。

在其中一些实施例中，在所述磁场打开的情况下，所述转换器采集得到所述处理后的水流感应电压，并计算水的流速；

在所述磁场关闭的情况下，所述转换器采集得到所述处理后的阻抗电压，并计算非导电体的相含率和流速信息。

在其中一些实施例中，所述装置还包括计算模块，

所述计算模块，用于通过所述水流感应电压计算水速V：

其中，U为感应电压，V为水速，B为磁通量密度，D为截面直径；

所述计算模块，还用于通过采集到的所述阻抗电压，计算所述管道内混合流体的电导率σ：

并根据麦克斯维尔变形式，计算得到所述非导电体的相含率α_d：

其中，Uout1为阻抗电压，G为电路放大增益，K为标定系数，Rf为管体内部流体的阻抗，Vb为激励信号的幅值，σ_ω是水的电导率，σ_f是被测混合流体的电导率，R_i为流体阻抗测量电路中的接地电阻，

通过互相关的算法计算所述非导电体的流速信息v_d：

其中，L为电极对的距离，τ为渡越时间，e₁为第一电极，e₂为第二电极，e₃为第三电极，e₄为第四电极，

为e₁与e₂之间的电压差，

为e₃与e₄之间的电压差。

在其中一些实施例中，所述整流电路对放大后的阻抗电压进行低通滤波，滤除高频干扰信号，并通过精密整流器AD630、有源低通滤波器的整流，输出得到直流电压。

在其中一些实施例中，所述装置采用的励磁方式为三值方波，所述激励信号包括分段式正弦激励信号、方波。

第二方面，本申请实施例提供了一种测量多相流体流量的方法，应用于测量多相流体流量的新型电磁水表装置中，所述装置包括：传感器和转换器，其中，在所述传感器的测量管道设置励磁线圈，并在测量截面上设置第一电极、第二电极、第三电极和第四电极，所述第一电极和所述第二电极组成电极对，所述第三电极和所述第四电极组成电极对；所述转换器包括流体阻抗测量电路；

所述传感器包括导磁板、磁轭，为所述测量截面提供恒定磁场；

在所述磁场打开的情况下，所述第一电极和所述第二电极测量导电流体中的感应电压信号，所述第三电极和所述第四电极处于关闭状态；

在所述磁场关闭的情况下，激励信号从所述第二电极和所述第四电极输入所述测量管道的流体中，所述第一电极和所述第三电极用于测量所述管道内流体的阻抗电压。

在其中一些实施例中，所述流体阻抗测量电路包括仪运放大器和整流电路，

在所述磁场打开的情况下，所述传感器获取的所述水流产生的感应电压进入所述流体阻抗测量电路中，并通过所述仪运放大器的放大输出到模拟数字转换器ADC中；

在所述磁场关闭的情况下，所述管道内流体的阻抗电压进入所述流体阻抗测量电路中，并通过所述仪运放大器的放大和所述整流电路的整流，输出到所述模拟数字转换器ADC中。

在其中一些实施例中，在所述磁场打开的情况下，所述转换器采集得到所述处理后的水流感应电压，并计算水的流速；

在所述磁场关闭的情况下，所述转换器采集得到所述处理后的阻抗电压，并计算非导电体的相含率和流速信息。

在其中一些实施例中，所述计算水的流速，以及所述计算非导电体的相含率和流速信息包括：

通过所述水流感应电压计算水速V：

其中，U为感应电压，V为水速，B为磁通量密度，D为截面直径；

通过采集到的所述阻抗电压，计算所述管道内混合流体的电导率σ：

并根据麦克斯维尔变形式，计算得到所述非导电体的相含率α_d：

其中，Uout1为阻抗电压，G为电路放大增益，K为标定系数，Rf为管体内部流体的阻抗，Vb为激励信号的幅值，σ_ω是水的电导率，σ_f是被测混合流体的电导率，R_i为流体阻抗测量电路中的接地电阻；

通过互相关的算法计算所述非导电体的流速信息v_d：

其中，L为电极对的距离，τ为渡越时间，e₁为第一电极，e₂为第二电极，e₃为第三电极，e₄为第四电极，

为e₁与e₂之间的电压差，

为e₃与e₄之间的电压差。

本申请实施例提供的基于多相流测量的新型电磁水表装置，用于在多相流中同时测量水流量和非导电体的流量，该装置包括：传感器和转换器，其中，在传感器的测量管道设置励磁线圈，并在测量截面上设置第一电极、第二电极、第三电极和第四电极，第一电极和第二电极组成电极对，第三电极和第四电极组成电极对，转换器包括流体阻抗测量电路；传感器包括导磁板、磁轭，为测量截面提供恒定磁场；在磁场打开的情况下，第一电极和第二电极测量导电流体中的感应电压信号，第三电极和第四电极处于关闭状态；在磁场关闭的情况下，激励信号从第二电极和第四电极输入测量管道的流体中，第一电极和第三电极用于测量管道内流体的阻抗电压。

相比于传统的电磁流量计或电磁水表只能通过测量电极的阻抗信息，达到空管检测的目的，本申请通过设置的两对电极对，不仅可以达到空管检测功能，又能充分利用管体内流体电阻的分压原理，通过麦克斯维尔变形式换算得到非导电体的相含率，并通过两组电极之间信号的相关性，得到非导电体流速，实现混合物流体中非导电体的流量计算。解决了在用电磁水表对流量进行测量时，由于不能对水中含有的杂质流量进行监测，导致的流体信息缺失和体积测量结果不准确的问题，在保证测量精度、测量重复性和稳定性的前提下，实现了多相流体流量测量的目的，提高了测量准确性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例的传感器结构示意图；

图2是根据本申请实施例的激励信号波形示意图；

图3是根据本申请实施例的流体阻抗测量电路示意图；

图4是根据本申请实施例的整流电路示意图；

图5是根据本申请实施例的抗电压信号整流波形示意图；

图6是根据本申请实施例的三值方波波形示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本申请公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本申请揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本申请公开的内容不充分。

在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。

除非另作定义，本申请所涉及的技术术语或者科学术语应当为本申请所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本申请所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块(单元)的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本申请所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本申请所涉及的“多个”是指大于或者等于两个。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。本申请所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。

本申请实施例提供了一种基于多相流测量的新型电磁水表装置，用于在多相流中同时测量水流量和非导电体的流量，该装置包括：传感器和转换器；

图1是根据本申请实施例的传感器结构示意图，如图1所示，在传感器的测量管道设置励磁线圈，并在测量截面上设置第一电极、第二电极、第三电极和第四电极，第一电极和第二电极组成电极对，第三电极和第四电极组成电极对，优选的，两对电极之间的距离为L＝50mm。需要说明的是，这里的电极可以换成弧形电极，采用弧形电极能有效在增强信号的强度；

进一步地，传感器还包括导磁板、磁轭等，为管道的测量截面提供均匀恒定的磁场；在磁场打开的情况下，第一电极e1和第二电极e2用于测量导电流体中的感应电压信号，第三电极e3和第四电极e4处于关闭状态；在磁场关闭的情况下，激励信号从第二电极e2和第四电极e4输入测量管道的流体中，第一电极e1和第三电极e3用于测量管道内流体的阻抗电压。其中，图2是根据本申请实施例的激励信号波形示意图，如图2所示，为了满足两对电极之间互不干扰，本实施例中采用分段式正弦激励信号，具体地，当e2激励幅值为u(t)时，e4激励幅值为0；当e2激励幅值为0时,e4激励幅值为u(t)。需要说明的是，这里的激励信号也可以采用方波信号。

优选的，本申请实施例中转换器包括流体阻抗测量电路，图3是根据本申请实施例的流体阻抗测量电路示意图，如图3所示，流体阻抗测量电路包括仪运放大器和整流电路，在磁场打开的情况下，传感器中通过第一电极e1和第二电极e2获取的水流产生的感应电压进入流体阻抗测量电路中，并通过仪运放大器的放大输出到模拟数字转换器ADC中；在磁场关闭的情况下，由第一电极e1和第三电极e3测得的管道内流体的阻抗电压进入流体阻抗测量电路中，并通过仪运放大器的放大和整流电路的整流，输出到模拟数字转换器ADC中。具体地，利用图3可知，当励磁电路打开，励磁电流进入线圈时，SW9和SW10断开；SW1和SW2都连到a端，SW3和SW4分别连到b端和a端，这时水流流速在e1和e2产生的感应电动势信号直接进入仪运放大器U1正向和反向两端，并经过放大输出到模拟数字转换器ADC。此时，第二对电极e3和e4，以及仪运放大器U2均属于关闭状态，不作任何放大处理。当励磁电路关闭时，线圈电流为0时，SW9和SW10闭合，SW1、SW2、SW5和SW6都接到b端，SW3和SW7接到a端，SW4和SW8接到b端；图2中的激励信号通过SW1，SW5分别从电极e2、e4注入到流体中，从而管道内流体阻抗带来电压，形成阻抗电压，流体阻抗电压信号经仪运放大器U1和U2的放大输送到RF1和RF2的整流电路中，最后输出到模拟数字转换器ADC。需要说明的是，本实施例中的仪运放大器也可以改用为差分放大电路。本实施例中的流体阻抗测量电路通过切换模拟开关来切换模拟处理电路，实现对流体阻抗电压和流速感应电压信号的处理，有助于后续对流体信息的测量。

图4是根据本申请实施例的整流电路示意图，如图4所示，图5是根据本申请实施例的抗电压信号整流波形示意图，如图5所示，整流电路RF1和RF2的工作原理如下：对如图5(a)中经过U1和U2放大后的阻抗电压信号进行低通滤波，滤除高频干扰信号；接着，通过精密整流器AD630进行整流，输出得到如图5(b)所示的信号；最后，通过有源低通滤波器U3的滤波处理，输出得到如图5(c)所示的直流电压。

优选的，本实施例中采用的励磁方式为三值方波，图6是根据本申请实施例的三值方波波形示意图，如图6所示，在T1＝T3＝0.5s的时间段内磁场打开，转换器采集得到经过上述处理后的水流感应电压，并通过水流感应电压计算水的流速；在T2＝0.5s的时间段内磁场关闭，此时，图2中的激励信号从电极e2和e4注入管道中产生流体阻抗电压，流体阻抗测量电路对阻抗电压信号进行采集处理，得到处理后的阻抗电压，并通过该阻抗电压计算非导电体的相含率和流速信息。本实施例中采用三值方波励磁，充分利用磁场关闭的时间对管体内的阻抗进行测量，从而保证在同一测量平面上，既能测量水的速度，又可以测量管体内非导电体的相含率，提高了测量的准确性。

优选的，本实施例中通过上述处理后的水流感应电压计算水速V，如下式1所示：

其中，U为感应电压，V为水速，B为磁通量密度，D为截面直径；

此外，通过上述采集到的经过处理后的阻抗电压，计算管道内混合流体的电导率σ，如下式2所示：

并根据麦克斯维尔变形式，计算得到非导电体的相含率α_d，如下式3所示：

其中，Uout1为阻抗电压，G为电路放大增益，K为标定系数，Rf为管体内部流体的阻抗，Vb为激励信号的幅值，σ_ω是水的电导率，σ_f是被测混合流体的电导率，R_i为流体阻抗测量电路中的接地电阻。

最后，通过互相关的算法计算非导电体的流速信息v_d，如下式4和5所示：

其中，L为电极对的距离，τ为渡越时间，e₁为第一电极，e₂为第二电极，e₃为第三电极，e₄为第四电极，

为e₁与e₂之间的电压差，

为e₃与e₄之间的电压差。

通过上述系统装置，本申请装置中的传感器采用两组电极对，在磁场打开和关闭的情况下分别测量得到流速产生的感应电压和流体阻抗电压，接着，通过转换器中的流体阻抗测量电路处理流速感应电压和流体阻抗电压，并计算得到水流速，以及流体中非导电体的相含率和流速信息。解决了在用电磁水表对流量进行测量时，由于不能对水中含有的杂质流量进行监测，导致的流体信息缺失和体积测量结果不准确的问题，在保证测量精度、测量重复性和稳定性的前提下，实现了多相流体流量测量的目的，提高了测量准确性。

此外，需要说明的是，上述各个模块可以是功能模块也可以是程序模块，既可以通过软件来实现，也可以通过硬件来实现。对于通过硬件来实现的模块而言，上述各个模块可以位于同一处理器中；或者上述各个模块还可以按照任意组合的形式分别位于不同的处理器中。

本申请实施例还提供了一种测量多相流体流量的方法，应用于实现上述测量多相流体流量的新型电磁水表装置中，该装置包括：传感器和转换器；

在传感器的测量管道设置励磁线圈，并在测量截面上设置第一电极、第二电极、第三电极和第四电极，第一电极和第二电极组成电极对，第三电极和第四电极组成电极对，转换器包括流体阻抗测量电路；

传感器还包括导磁板、磁轭，为测量截面提供恒定磁场；在磁场打开的情况下，第一电极和第二电极测量导电流体中的感应电压信号，第三电极和第四电极处于关闭状态；在磁场关闭的情况下，激励信号从第二电极和第四电极输入测量管道的流体中，第一电极和第三电极用于测量管道内流体的阻抗电压。

通过本申请的测量多相流体流量的方法，不仅可以达到空管检测功能，计算得到水流速，又能充分利用了管体内流体的电阻的分压原理，通过麦克斯维尔变形式换算得到非导电体的相含率。又可以对两组电极之间信号的相关性，得到非导电体流速，最后实现非导电体的流量计算。实现了多相流体流量测量的目的，提高测量准确性。

需要说明的是，本实施例中的具体示例可以参考上述装置中的实施例及可选实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。

本领域的技术人员应该明白，以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种基于多相流测量的新型电磁水表装置，用于在多相流中同时测量水流量和非导电体的流量，其特征在于，所述装置包括：传感器和转换器，其中，在所述传感器的测量管道设置励磁线圈，并在测量截面上设置第一电极、第二电极、第三电极和第四电极，所述第一电极和所述第二电极组成电极对，所述第三电极和所述第四电极组成电极对；所述转换器包括流体阻抗测量电路；

所述传感器包括导磁板、磁轭，为所述测量截面提供恒定磁场；

在所述磁场打开的情况下，所述第一电极和所述第二电极测量导电流体中的感应电压信号，所述第三电极和所述第四电极处于关闭状态；

在所述磁场关闭的情况下，激励信号从所述第二电极和所述第四电极输入所述测量管道的流体中，所述第一电极和所述第三电极用于测量所述管道内流体的阻抗电压。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述流体阻抗测量电路包括仪运放大器和整流电路，

在所述磁场打开的情况下，所述传感器获取的所述水流产生的感应电压进入所述流体阻抗测量电路中，并通过所述仪运放大器的放大输出到模拟数字转换器ADC中；

在所述磁场关闭的情况下，所述管道内流体的阻抗电压进入所述流体阻抗测量电路中，并通过所述仪运放大器的放大和所述整流电路的整流，输出到所述模拟数字转换器ADC中。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，

在所述磁场打开的情况下，所述转换器采集得到所述处理后的水流感应电压，并计算水的流速；

在所述磁场关闭的情况下，所述转换器采集得到所述处理后的阻抗电压，并计算非导电体的相含率和流速信息。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述装置还包括计算模块，

所述计算模块，用于通过所述水流感应电压计算水速V：

其中，U为感应电压，V为水速，B为磁通量密度，D为截面直径；

所述计算模块，还用于通过采集到的所述阻抗电压，计算所述管道内混合流体的电导率σ：

并根据麦克斯维尔变形式，计算得到所述非导电体的相含率α_d：

其中，Uout1为阻抗电压，G为电路放大增益，K为标定系数，Rf为管体内部流体的阻抗，Vb为激励信号的幅值，σ_ω是水的电导率，σ_f是被测混合流体的电导率，R_i为流体阻抗测量电路中的接地电阻，

通过互相关的算法计算所述非导电体的流速信息v_d：

其中，L为电极对的距离，τ为渡越时间，e₁为第一电极，e₂为第二电极，e₃为第三电极，e₄为第四电极，

为e₁与e₂之间的电压差，

为e₃与e₄之间的电压差。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，

所述整流电路对放大后的阻抗电压进行低通滤波，滤除高频干扰信号，并通过精密整流器AD630、有源低通滤波器的整流，输出得到直流电压。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置采用的励磁方式为三值方波，所述激励信号包括分段式正弦激励信号、方波。

7.一种测量多相流体流量的方法，应用于测量多相流体流量的新型电磁水表装置中，其特征在于，所述装置包括：传感器和转换器，其中，在所述传感器的测量管道设置励磁线圈，并在测量截面上设置第一电极、第二电极、第三电极和第四电极，所述第一电极和所述第二电极组成电极对，所述第三电极和所述第四电极组成电极对；所述转换器包括流体阻抗测量电路；

所述传感器包括导磁板、磁轭，为所述测量截面提供恒定磁场；

在所述磁场打开的情况下，所述第一电极和所述第二电极测量导电流体中的感应电压信号，所述第三电极和所述第四电极处于关闭状态；

在所述磁场关闭的情况下，激励信号从所述第二电极和所述第四电极输入所述测量管道的流体中，所述第一电极和所述第三电极用于测量所述管道内流体的阻抗电压。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述流体阻抗测量电路包括仪运放大器和整流电路，

在所述磁场打开的情况下，所述传感器获取的所述水流产生的感应电压进入所述流体阻抗测量电路中，并通过所述仪运放大器的放大输出到模拟数字转换器ADC中；

在所述磁场关闭的情况下，所述管道内流体的阻抗电压进入所述流体阻抗测量电路中，并通过所述仪运放大器的放大和所述整流电路的整流，输出到所述模拟数字转换器ADC中。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，

在所述磁场打开的情况下，所述转换器采集得到所述处理后的水流感应电压，并计算水的流速；

在所述磁场关闭的情况下，所述转换器采集得到所述处理后的阻抗电压，并计算非导电体的相含率和流速信息。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述计算水的流速，以及所述计算非导电体的相含率和流速信息包括：

通过所述水流感应电压计算水速V：

其中，U为感应电压，V为水速，B为磁通量密度，D为截面直径；

通过采集到的所述阻抗电压，计算所述管道内混合流体的电导率σ：

并根据麦克斯维尔变形式，计算得到所述非导电体的相含率α_d：

其中，Uout1为阻抗电压，G为电路放大增益，K为标定系数，Rf为管体内部流体的阻抗，Vb为激励信号的幅值，σ_ω是水的电导率，σ_f是被测混合流体的电导率，R_i为流体阻抗测量电路中的接地电阻；

通过互相关的算法计算所述非导电体的流速信息v_d：

其中，L为电极对的距离，τ为渡越时间，e₁为第一电极，e₂为第二电极，e₃为第三电极，e₄为第四电极，

为e₁与e₂之间的电压差，

为e₃与e₄之间的电压差。

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