CN113405622A - 一种新型气液两相流量计量装置及计量方法 - Google Patents
一种新型气液两相流量计量装置及计量方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113405622A CN113405622A CN202110721494.2A CN202110721494A CN113405622A CN 113405622 A CN113405622 A CN 113405622A CN 202110721494 A CN202110721494 A CN 202110721494A CN 113405622 A CN113405622 A CN 113405622A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fluid
- vortex street
- flow
- density
- transmitter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 23
- 230000005514 two-phase flow Effects 0.000 title claims abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 120
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 28
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 21
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 19
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 12
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 4
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 1
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F7/00—Volume-flow measuring devices with two or more measuring ranges; Compound meters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F7/00—Volume-flow measuring devices with two or more measuring ranges; Compound meters
- G01F7/005—Volume-flow measuring devices with two or more measuring ranges; Compound meters by measuring pressure or differential pressure, created by the use of flow constriction
Abstract
本发明公开一种新型气液两相流量计量装置，包括涡街变送器、流量计算机和两端分别设有入口及出口的测量段，所述测量段内侧靠近入口的一端设有旋涡发生体，所述测量段内侧靠近出口的一端设有节流件，所述测量段上还分别设有复合差压变送器和涡街传感器，所述涡街传感器与涡街变送器电连接，所述复合差压变送器和涡街变送器均与流量计算机电连接。本发明还公开了一种新型气液两相流量计量方法。
Description
技术领域
本发明属于多相流计量技术领域，具体涉及一种新型气液两相流量计量装置及计量方法。
背景技术
在近些年中，多相流测量方案层出不穷，但在实际应用中，都存在或多或少的问题，比如，两相流体在混合后，由于其被测介质流态未知，导致使用计算模型出现念头，从而影响数据的后续处理，出现较大测量误差，另外，在测量中，在其测量结果无法判断其数据分析的正确性，从而导致结果偏离真实结果较远，影响最终计算结果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题便是针对上述现有技术的不足，提供一种新型气液两相流量计量装置，通过计算可得到较为准确的气相流量和液相流量。
本发明所采用的技术方案是：一种新型气液两相流量计量装置，包括涡街变送器、流量计算机和两端分别设有入口及出口的测量段，所述测量段内侧靠近入口的一端设有旋涡发生体，所述测量段内侧靠近出口的一端设有节流件，所述测量段上还分别设有复合差压变送器和涡街传感器，所述涡街传感器与涡街变送器电连接，所述复合差压变送器和涡街变送器均与流量计算机电连接。
本发明还公开了一种新型气液两相流量计量方法，包括以下步骤：
步骤10、流体从入口进入测量段，经旋涡发生体产生卡门涡街信号；
步骤20、涡街传感器测量流体温度，将测量到的流体温度输出至涡街变送器；
步骤30、涡街变送器采集涡街传感器探头的频率和涡街传感器探头的信号强度，将采集到的涡街传感器探头的频率和涡街传感器探头的信号强度输出至流量计算机；
步骤40、复合差压变送器测量流体差压和流体压力，将采集到的流体差压和流体压力输出至流量计算机；
步骤50、通过公式v＝f(F)和公式ρ＝f(F，H)分别计算出流体流速和流体密度，其中v为流体流速，F为涡街传感器探头的频率，ρ为流体密度，H为涡街传感器探头的信号强度；
步骤60、通过公式ρg＝f(ρ标，P，T)和ρ1＝f(ρ标，p，T)分别计算出流体的气相密度和流体的液相密度，其中ρg为流体的气相密度，ρ标：为标准密度，P为流体压力，T为流体温度，ρ1为流体的液相密度；
步骤70、通过公式
计算出流体含液率，其中LVF为流体含液率，ρ为流体密度，ρ1为流体的液相密度，ρg为流体的气相密度；
步骤80、分别通过公式
Qg＝Qv·(1-LVF)和Q1＝Qv·LVF计算出流体液相流量和流体气相流量，其中Qv为流体液相流量，v为流体流速，D为测量段(2)横截面积，Δt为流体通过测量段的时间，Qg为流体气相流量，LVF为流体含液率，Ql为流体液相流量；
步骤90、通过公式
计算出差压流体液相流量，其中Q′v为差压流体液相流量，k为修正系数，ΔP为流体差压，ρ为流体密度；
步骤100、通过Qv与Q′v进行同步比对自核，若发现异常，进行数据自校准并调整计算流态模型，若数据自校准不通过，进行故障报警。
本发明的有益效果在于：通过对涡街传感器探头的频率和信号强度的测量，配合测得的流体差压、流体压力和流体温度，可较为准确的计算出流体气相流量和流体液相流量；同时，通过代入流体差压可计算出差压流体液相流量；通过比对流体液相流量和差压流体液相流量，可及时调整计算流态模型，提高计量精度的同时保障数据的可靠性。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图中：1、旋涡发生体；2、测量段；3、复合差压变送器；4、涡街传感器；5、节流件；6、涡街变送器；7、流量计算机；11、入口；12、出口。
具体实施方式
下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，一种新型气液两相流量计量装置，包括涡街变送器6、流量计算机7和两端分别设有入口11及出口12的测量段2，所述测量段2内侧靠近入口11的一端设有旋涡发生体1，所述测量段2内侧靠近出口12的一端设有节流件5，所述测量段2上还分别设有复合差压变送器3和涡街传感器4，所述涡街传感器4与涡街变送器6电连接，所述复合差压变送器3和涡街变送器6均与流量计算机7电连接。
本发明还公开了一种新型气液两相流量计量方法，包括以下步骤：
步骤10、流体从入口11进入测量段2，经旋涡发生体1产生卡门涡街信号；
步骤20、涡街传感器4测量流体温度，将测量到的流体温度输出至涡街变送器6；
步骤30、涡街变送器6采集涡街传感器4探头的频率和涡街传感器4探头的信号强度，将采集到的涡街传感器4探头的频率和涡街传感器4探头的信号强度输出至流量计算机7；
步骤40、复合差压变送器3测量流体差压和流体压力，将采集到的流体差压和流体压力输出至流量计算机7；
步骤50、通过公式v＝f(F)和公式ρ＝f(F，H)分别计算出流体流速和流体密度，其中v为流体流速，F为涡街传感器4探头的频率，ρ为流体密度，H为涡街传感器4探头的信号强度；
步骤60、通过公式ρg＝f(ρ标，P，T)和ρ1＝f(ρ标，p，T)分别计算出流体的气相密度和流体的液相密度，其中ρg为流体的气相密度，ρ标：为标准密度，P为流体压力，T为流体温度，ρ1为流体的液相密度；
步骤70、通过公式
计算出流体含液率，其中LVF为流体含液率，ρ为流体密度，ρ1为流体的液相密度，ρg为流体的气相密度；
步骤80、分别通过公式
Qg＝Qv·(1-LVF)和Q1＝Qv·LVF计算出流体液相流量和流体气相流量，其中Qv为流体液相流量，v为流体流速，D为测量段(2)横截面积，Δt为流体通过测量段2的时间，Qg为流体气相流量，LVF为流体含液率，Ql为流体液相流量；
步骤90、通过公式
计算出差压流体液相流量，其中Q′v为差压流体液相流量，k为修正系数，ΔP为流体差压，ρ为流体密度；
步骤100、通过Qv与Q′v进行同步比对自核，若发现异常，进行数据自校准并调整计算流态模型，若数据自校准不通过，进行故障报警。
本申请中，旋涡发生体1用于产生卡门涡街信号；测量段2用于提供稳定的流态环境；复合差压变送器3用于检测流体流量信号和介质工作压力；涡街传感器4用于检测流体在旋涡发生体1后产生的撞击频率与强度以及工艺测量管的振动频率与强度；节流件5用于产生节流信号；涡街变送器6用于采集与计算涡街传感器4数据；流量计算机7用于综合分析与计算流体流量，相分率及相关产能数据。同时，本新型气液两相流量计量装置常规情况下为垂直安装，水平安装需和混合器配套使用。
本新型气液两相流量计量装置的计量方法原理为：流体在不同密度条件下，产生的信号强度也有所不同，在同一流速条件下，流体密度越大，产生的信号就越强；反之，密度越小，产生的信号就越弱。其体现在涡街传感器4的振幅大小上，当在相同的流速条件下时，介质密度与传感器振幅成正比，振幅越大产生的信号越强。通过Qv与Q′v进行同步比对自核，发现异常时进行数据自校准，及时调整计算流态模型，在无法自核通过时进行故障报警，便于提前发现问题，提高计量精度的同时保障数据的可靠性。
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本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，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种新型气液两相流量计量装置，其特征在于，包括涡街变送器(6)、流量计算机(7)和两端分别设有入口(11)及出口(12)的测量段(2)，所述测量段(2)内侧靠近入口(11)的一端设有旋涡发生体(1)，所述测量段(2)内侧靠近出口(12)的一端设有节流件(5)，所述测量段(2)上还分别设有复合差压变送器(3)和涡街传感器(4)，所述涡街传感器(4)与涡街变送器(6)电连接，所述复合差压变送器(3)和涡街变送器(6)均与流量计算机(7)电连接。
2.一种新型气液两相流量计量方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤10、流体从入口(11)进入测量段(2)，经旋涡发生体(1)产生卡门涡街信号；
步骤20、涡街传感器(4)测量流体温度，将测量到的流体温度输出至涡街变送器(6)；
步骤30、涡街变送器(6)采集涡街传感器(4)探头的频率和涡街传感器(4)探头的信号强度，将采集到的涡街传感器(4)探头的频率和涡街传感器(4)探头的信号强度输出至流量计算机(7)；
步骤40、复合差压变送器(3)测量流体差压和流体压力，将采集到的流体差压和流体压力输出至流量计算机(7)；
步骤50、通过公式v＝f(F)和公式ρ＝f(F,H)分别计算出流体流速和流体密度，其中v为流体流速，F为涡街传感器(4)探头的频率，ρ为流体密度，H为涡街传感器(4)探头的信号强度；
步骤60、通过公式ρg＝f(ρ标，P，T)和ρ1＝f(ρ标，P，T)分别计算出流体的气相密度和流体的液相密度，其中ρg为流体的气相密度，ρ标为标准密度，P为流体压力，T为流体温度，ρl为流体的液相密度；
步骤70、通过公式
计算出流体含液率，其中LVF为流体含液率，ρ为流体密度，ρl为流体的液相密度，ρg为流体的气相密度；
步骤80、分别通过公式
Qg＝Qv·(1-LVF)和Ql＝Qv·LVF计算出流体液相流量和流体气相流量，其中Qv为流体液相流量，v为流体流速，D为测量段(2)横截面积，Δt为流体通过测量段(2)的时间，Qg为流体气相流量，LVF为流体含液率，Ql为流体液相流量；
步骤90、通过公式
计算出差压流体液相流量，其中Q′v为差压流体液相流量，k为修正系数，ΔP为流体差压，ρ为流体密度；
步骤100、通过Qv与Q′v进行同步比对自核，若发现异常，进行数据自校准并调整计算流态模型，若数据自校准不通过，进行故障报警。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110721494.2A CN113405622A (zh) | 2021-06-28 | 2021-06-28 | 一种新型气液两相流量计量装置及计量方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110721494.2A CN113405622A (zh) | 2021-06-28 | 2021-06-28 | 一种新型气液两相流量计量装置及计量方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113405622A true CN113405622A (zh) | 2021-09-17 |
Family
ID=77679873
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110721494.2A Pending CN113405622A (zh) | 2021-06-28 | 2021-06-28 | 一种新型气液两相流量计量装置及计量方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113405622A (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4452089A (en) * | 1979-12-29 | 1984-06-05 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Karman's vortex street current meter |
| CN102645248A (zh) * | 2012-05-18 | 2012-08-22 | 中国计量学院 | 一种自校正的热式-旋进旋涡组合式气体流量测量方法 |
| CN207007286U (zh) * | 2017-07-04 | 2018-02-13 | 天信仪表集团有限公司 | 一种具有诊断技术的旋进旋涡流量计 |
| CN108896120A (zh) * | 2018-08-23 | 2018-11-27 | 中国石油天然气股份有限公司 | 涡街节流一体式气液两相流量计及其应用方法 |
| CN208269993U (zh) * | 2018-06-22 | 2018-12-21 | 天信仪表集团有限公司 | 直读式机械计数器腰轮流量计 |
-
2021
- 2021-06-28 CN CN202110721494.2A patent/CN113405622A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4452089A (en) * | 1979-12-29 | 1984-06-05 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Karman's vortex street current meter |
| CN102645248A (zh) * | 2012-05-18 | 2012-08-22 | 中国计量学院 | 一种自校正的热式-旋进旋涡组合式气体流量测量方法 |
| CN207007286U (zh) * | 2017-07-04 | 2018-02-13 | 天信仪表集团有限公司 | 一种具有诊断技术的旋进旋涡流量计 |
| CN208269993U (zh) * | 2018-06-22 | 2018-12-21 | 天信仪表集团有限公司 | 直读式机械计数器腰轮流量计 |
| CN108896120A (zh) * | 2018-08-23 | 2018-11-27 | 中国石油天然气股份有限公司 | 涡街节流一体式气液两相流量计及其应用方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 张华等: "《热工测量仪表》", 31 December 2013, 冶金工业出版社 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1554550B1 (en) | Detection and measurement of two-phase flow | |
| US6851322B2 (en) | Method and apparatus for determining flow velocity in a channel | |
| CA2526070A1 (en) | Monitoring of two-phase fluid flow using a vortex flowmeter | |
| US5170671A (en) | Disk-type vortex flowmeter and method for measuring flow rate using disk-type vortex shedder | |
| CN101715546A (zh) | 湿气测量 | |
| Bertani et al. | State-of-Art and selection of techniques in multiphase flow measurement | |
| Amadi-Echendu et al. | Analysis of signals from vortex flowmeters | |
| CN107367305B (zh) | 一种扭矩流量计及其工作方法 | |
| CN201032457Y (zh) | 基于标准文丘里管与涡街流量计的低含气率气液两相流测量装置 | |
| CN113405622A (zh) | 一种新型气液两相流量计量装置及计量方法 | |
| Chen et al. | Research on a transit-time liquid ultrasonic flowmeter under unstable flow fields | |
| CN107478290B (zh) | 用于流体振动式流量计的信号处理方法及信号处理模块 | |
| CN107830979A (zh) | 可视化先导钴靶件钴棒流致振动实验装置 | |
| CN103323066A (zh) | 一种低含液率气液两相流测量方法及测量系统 | |
| Hongguang et al. | Study on the oil quantities calculation method of coriolis mass flow meter in oil dynamic measurement | |
| CN204514403U (zh) | 一种差压涡街质量流量计 | |
| Sato et al. | Experimental study on the use of a vortex whistle as a flowmeter | |
| Musić et al. | A new approach to detection of vortices using ultrasound | |
| CN104280076A (zh) | 一种高精度的大口径涡街流量计 | |
| Laurantzon et al. | Experimental analysis of turbocharger interaction with a pulsatile flow through time-resolved flow measurements upstream and downstream the turbine | |
| CN111649789B (zh) | 一种融合涡街频率和对流特性的湿气流量测量方法 | |
| Sun et al. | Wet Gas Vortex Metering Based on Tri-axis Acceleration Measurement | |
| CN204202658U (zh) | 一种具备大口径高精度流量计 | |
| CN203037301U (zh) | 天然气贸易流量计 | |
| Sun et al. | Vortex convection characteristics in mist flow based on fluctuating pressure measurement |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210917 |