CN117571796A - 一种低温流体电容层析成像实验和检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低温流体电容层析成像实验和检测装置，包括支架、真空腔、窗门、视窗、气液分离室、试验管段、进液管、排液管以及排气管。本发明保证了试验管段可实现低温流体单相流，蒸气单相流以及液体/气体两相流三种流动状态，每种流动状态可长期流动，也可方便切换。本发明具有结构紧凑、占地面积小、各个系统部件拆卸方便、操作简单并能方便更换ECT试验管段的优点，同时能可视化观察低温流体流动状态。另外本发明结构设计下，密封性更好，真空绝热保证了环境向低温流体漏热最小化，实验过程人员更舒适，可用于低温流体电容层析成像技术的实验和检测。
Description
技术领域
本发明涉及一种实验和检测装置，尤其是涉及一种应用于低温流体电容层析成像的实验和检测装置。
背景技术
对于液氧液氢作为推进剂的火箭发动机，由于贮箱晃动、重力改变及漏热等原因，液体可能产生气泡，气泡进入高速旋转涡轮泵将导致扬程减小、噪声及共振，甚至严重汽蚀破坏。在发动机燃烧飞行阶段，液体重心通常会动态变化，且难预测。因此，如果能够在火箭飞行过程中实时“看到”贮箱内两相空间分布并获得重心变化，这对有效管理推进剂并优化设计低温储存系统非常有价值。近年来，随着载人航天发展及延长航天器寿命需求，贮箱内液体推进剂高精度在轨测量技术已经成为支撑航天大国下一步太空探索计划的关键技术之一。电容层析成像技术能非干涉、非侵入的实时反演成像贮箱内的液氢液氧相分布，并不受重力影响，成为推进剂管理的前言技术。
现有的技术中，论文《Experimental imaging and algorithm optimizationbased on deep neural network for electrical capacitance tomography for LN2-VN2 flow》(Ze-Nan Tian,Xin-Xin Gao,Li-min Qiu,Xiao-Bin Zhang，Cryogenics 127(2022)103568)中，以液氮为介质，介绍了一种电容层析成像技术的实验方法，通过将包含传感器的玻璃圆管浸泡到液氮池的方法，获得管内100％液体状态，另外通过提升圆管到液位以上，分别实现管内两相状态和纯气相状态，整个实验装置实际上只是装液氮的敞口容器，没有进行真空绝热，更不安全。
论文《High-speed Density Measurement for LNG and Other CryogenicFluids Using Electrical Capacitance Tomography》(Hunt A,Rusli I,Schakel M,Kenbar A，Cryogenics 113(2021):103207)中，以液氮为介质，介绍了一种电容层析成像技术的实验方法，同样通过将包含传感器的玻璃圆管浸泡到液氮池的方法，获得管内100％液体状态，另外通过提升测量圆管到液位以上，分别实现管内两相状态和纯气相状态。整个实验装置为一透明垂直放置的圆柱形容器，没有真空绝热。
论文《Investigation of the void fraction equality correlations fortwo-phase hydrogen flow based on the capacitive void fraction measurement》(Yuki Sakamoto,Hiroaki Kobayashi,Yoshihiro Naruo,Yuichiro Takesaki,YoNakajima,Atsuhiro Furuichi,Hiroki Tsujimura,Koki Kabayama,Tetsuya Sato，Cryogenics 113(2021):103207)中，介绍了一种以液氢为工质，基于电容技术的空泡率测量传感器的实验装置，装置采用了真空绝热，但是占地面积大。
论文《Void fraction measurement in cryogenic flows.Part II:Voidfraction capacitive sensor performances in chilldown experiments》(YukiSakamotoa,Laura Peveroni,Hiroaki Kobayashi,Tetsuya Sato,Johan Steelant,Jean-Marie Buchlin，Cryogenics 96(2018)25-33)中，以液氮为工质，介绍以一种电容层析成像技术的实验方法，通过液氮垂直通过测试段的方法实现了100％液体的状态，并通过下部的阀门开闭来实现100％气体和两相流的状态，试验段真空绝热。
中国发明专利CN108445052(B)公开了一种电容层析成像静态实验平台及其使用方法。该发明通过设置模拟区域模具和带有与之对应的卡槽的底座，可以仅采用一个传感器管道，模拟出多种不同的多相流流型。但该装置只能用于室温流体的电容层析成像技术的验证。
中国发明专利CN116297722(A)公开了一种用于液体流动测量的电容层析成像仪标定装置及方法，该装置包括电容层析成像仪、管道密封系统以及用于向电容层析成像仪输入待测流体的充装系统。该发明只能用于室温流体的电容层析成像仪标定和检测，不能用于低温流体。
发明内容
本发明专利提供了一种低温流体电容层析成像仪实验和检测装置，相比于用于室温流体如水的检测装置，具有真空绝热，密封性好、漏热损失最小化等特点，保证了测量管内低温流体100％液体状态，同时具有结构紧凑、占地面积小、操作方便等优点。相比于报道的低温流体容器浸泡式的检测装置，该装置安全可靠、实验过程对传感器影响小、运行稳定、可长时间保持恒定液体状态等优点。
为此，本发明专利采用了以下技术方案：
一方面，本发明提供了一种低温流体电容层析成像实验和检测装置，其包括：支架、真空腔室、气液分离室、试验管段、进液管、排液管、连接管以及排气管；所述支架用于支撑并固定真空腔室；所述真空腔室用于提供真空环境，真空腔室内部设置有气液分离室、试验管段和连接管；真空腔室的一侧设置有真空数据线引出接头；真空腔室作为正面和背面的两个壁面各设置有一个窗门；所述窗门用于提供更换真空腔室内的试验管段的通道；窗门上开设有玻璃视窗，玻璃视窗用来观察试验管段内的低温流体流动状态；所述试验管段为透明圆管；所述试验管段上还设置有电容层析成像传感器，所述电容层析成像传感器通过真空数据线引出接头与真空腔室外部的电容层析成像仪通信连接；进液管在真空腔室内与气液分离室连通，并通过设置在真空腔室上的母接头与外部低温流体管路连接；试验管段一端与连接管连通，另一端与排液管连通；排气管在真空腔室内与气液分离室连通，穿过真空腔室壁面后与外部的气体管路连通。
作为本发明的优选方案，所述真空腔为长方体，六个外壁面上有横向和竖向加强筋；一侧壁面上有抽真空接口和真空数据线引出接头，进液管穿过相对的另一侧壁面；上盖板通过O型圈和螺栓螺母密封，排液管和排气管穿过上盖板。
作为本发明的优选方案，所述气液分离室为立方体，通过拉杆吊在真空腔内上部空间；排气管穿过气液分离室上端面，排气管管口端面与上端面内表面齐平；气液分离室下端面为倾斜平面，连接管连接在与下端面向下倾斜一侧的真空腔侧面上，并紧挨下端面；进液管连接在与下端面向上倾斜一侧的真空腔侧面上，并紧挨盖板。
作为本发明的优选方案，所述的试验管段为透明圆管，放置在气液分离室下方，管轴高度与玻璃视窗中心齐平。试验管段一端与连接管通过法兰连通，另一端与排液管通过法兰连通。
另一方面，本发明提供了一种上述的实验和检测装置的成像方法，其包括以下步骤：
S1、真空腔连接真空泵并进行抽真空，真空腔的真空度保持在10-2Pa以下；
S2、外部低温流体管路与进液管进行连接，打开排液管上的低温阀和排气管上的低温阀，加注低温液体至排液管上的低温阀有低温流体喷出时，停止加注；
S3、待试验管段液面静止后，观察透明的试验管段是否满液，若不满液，则继续加注低温流体，直至试验管段满液，开始实验测量；
S4、当需要切换到两相流状态时，关闭排气管的低温阀，继续加注低温液体，通过控制加注的体积流量，来控制试验管段的两相流的气相体积含量，得到不同的流型；
S5、当需要切换到蒸汽单相流状态时，关闭排液管上的低温阀，打开排气管上的低温阀，通入适量的低温液体，静置一段时间，等液体蒸发后，可得到试验管段的100％蒸气状态；
S6、实验过程中，电容层析成像传感器采集试验管段产生的电容信号并通过真空数据线引出接头连接到外部的电容层析成像仪；
S7、电容层析成像仪根据采样获得的有效电容值反演生成试验段管中的两相流相分布图像。
本发明的有益效果是：
1、本发明的一种低温流体电容层析成像实验和检测装置，其通过气液分离器实现气液分离，液体通过自然重力从分离器底部往下流到试验段，保证了试验段内100％的液体状态，从而保证了实验精度。
2、本发明的一种低温流体电容层析成像实验和检测装置，采用真空绝热，使得低温流体漏热最小，保证了流体长时间保持设定的状态，从而更好的验证层析成像技术的测量精度。
3、本发明中的一种低温流体电容层析成像实验和检测装置，通过低温阀控制流体的流动状态，可实现低温流体流动状态，而非静止状态下的，电容层析实时成像，能更好的验证成像技术的可靠性和应用范围。
4、本发明中的一种低温流体电容层析成像实验和检测装置，实验过程液氮用量少，实验人员没有直接接触低温流体的可能，因此保证了过程的安全可靠。
5、本发明中的一种低温流体电容层析成像实验和检测装置，其数据信号线通过真空引出接头，引出至常温环境中，以便读取示数。
6、本发明中的一种低温流体电容层析成像实验和检测装置，气液分离器、试验段都放置在真空腔内，真空腔放置在支架上，结构紧凑、高度与实验人员匹配，保证了实验过程的舒适性。
7、本发明中的一种低温流体电容层析成像实验和检测装置，试验段为透明的有机玻璃，实现了可视化观察流体的流动状态。试验段两端通过法兰连接到连接管，实现了试验段可方便更换。
8、本发明中的真空腔，前后面都有窗门，窗门通过O型圈密封，保证了真空密封性。窗门围绕下部的转动轴向下翻动，一方面保证了操作空间的最小化，另一方面使得操作省事省力，打开过程安全可靠。
9、本发明中的窗门上都有玻璃视窗，玻璃视窗通过金属密封圈密封，保证了真空腔的真空密封性，并实现了可视化观察里面设备及流体流动状态的功能。
10、本发明中的一种低温流体电容层析成像实验和检测装置，相比较于文献报道的浸没式检测过程，测量过程更安全、操作更方便、实验条件更容易控制和长期稳定，能实现流体流动状态下的实时反演成像测量，因此数据更加可靠。
11、本发明的结构设计下，密封性更好，漏热损失更小，各个系统部件拆卸方便，简化了操作人员的步骤，可用于电容层析成像技术的实验和验证测量。
附图说明
图1是本发明的一种低温流体电容层析成像实验和检测装置总体结构图；
图2是本发明的一种低温流体电容层析成像实验和检测装置内部结构图；
图3是本发明实施例中制造的一种低温流体电容层析成像实验和检测装置实物照片；
图4是本发明实施例中测试的液氮两相流电容层析成像技术反演结果；
图5是本发明
附图标记说明：1、支架；2、真空腔；3、窗门；4、玻璃视窗；5、气液分离室；6、试验管段；7、进液管；8；排液管；9、连接管；10、排气管；11、加强筋；12、抽真空接口；13、真空数据线引出接头；14、真空腔上盖板；15、螺栓螺母；16、拉杆；17、气液分离器上端面；18、气液分离器下端面；19、排液管低温阀；20、压力表；21、安全阀；22、排气管低温阀；23、转动轴；24、紧固拉手；25、Bayonet母接头
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步阐述和说明。所述实施例仅是本公开内容的示范且不圈定限制范围。本发明中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。
如图1和图2所示，为本发明的原理示意图，本发明通过真空绝热保证了系统结构漏热最小，从而使得低温流体，如液氮和液氧等的微小蒸发量不影响实验结果。图中，低温流体通过真空绝热的Bayonet接头进入本发明的进液管，在气液分离器中实现气液分离。加注过程排液管和排气管上的两个低温阀都处于打开状态。其中蒸气通过排气管排出系统之外。液体在重力作用下，通过连接管进入试验管段，从而保证了进入连接管的是100％液体。然后，液体通过排液管流出系统。通过真空腔的两个窗门可以方便更换试验管，窗门上有玻璃视窗，可以可视化观察试验管段内的流动状态。试验管为可视化的有机玻璃，通过法兰和两端管路连接。电容层析成像仪得到的电信号通过真空数据线引出接头引出到室温后，连接测控电路后到电脑，基于高精度快速反演算法，实现试验段内流体流动状态的实时反演成像。
如图2所示，本发明的一种低温流体电容层析成像实验的检测装置，包括支架1、真空腔2、窗门3、玻璃视窗4、气液分离室5、试验管段6、进液管7、排液管8、连接管9以及排气管10。其中支架1用以固定真空腔2并支撑到适当高度，真空腔2提供真空环境，内有气液分离室5、试验管段6和连接管9。真空腔2前后壁面上各有一个窗门3，用来方便更换真空腔2内的试验管段6。窗门3上有玻璃视窗4，用来观察试验管段6内的低温流体流动状态。进液管7在真空腔2内气液分离室5连同，穿过真空腔2壁面后，与外部低温流体管路连接。试验管段6一段与连接管9连通，另一端与排液管8连通。排气管10在真空腔2内与气液分离室5连通，穿过真空腔2壁面后与外部管路连通。如图5所示试验管段6上设置相应尺寸的电容层析成像传感器601，所述电容层析成像传感器601与所述真空数据线引出接头13之间通过真空同轴电缆604连接，所述真空数据线引出接头13与电容层析成像仪602通过常温同轴电缆605连接。
如图5所示，电容层析成像仪602与上位机603通过串口606连接，所述串口606可在选择相应电气协议和硬件进行有线或无线数据传输，上位机603控制所述电容层析成像仪602进行采样行为，并接收电容数据重建所述试验管段6内的两相流相分布图像。
在本发明的一个具体实施例中，电容层析成像仪602采用论文《Experimentalimaging and algorithm optimization based on deep neural network forelectrical capacitance tomography for LN2-VN2 flow》(Ze-Nan Tian,Xin-Xin Gao,Li-min Qiu,Xiao-Bin Zhang，Cryogenics 127(2022)103568)中使用的ZJUCROECT电容数据采集系统。ZJUCROECT产生的采样电压信号经过所述电容层析成像传感器601后，产生代表所述试验段管6内相分布信息的测量信号。测量信号由真空同轴电缆604引出，由常温同轴电缆605输入ZJUCROECT，并通过所述真空数据线引出接头13跨越所述真空腔室2。ZJUCROECT对测量信号进行处理，转化为所对应的测量电容矩阵，经过所述串口606将数据传输至上位机603。真空同轴电缆604与常温同轴电缆605的接头种类与线路可随需求更换，需分别与所述真空数据线引出接头13内外的接头种类相对应；所述串口606的具体设置，可选择TCP协议通过wifi进行无线传输，或其余电气协议进行有线传输。
成像过程中，在上位机603中安装ZJUCROECT配套的反演成像软件，通过反演算法计算后可实时显示所述试验段管6内的相分布图像。成像软件由每一周期采样获得的有效电容值C反演生成所述试验段管6中的两相流相分布图像W，有效电容值的数量为M，反演图像像素数量为N，在电容层析成像的反演问题中M＜＜N，而反演过程可简化为W＝f(C)映射关系f(*)即为反演算法。反演算法可使用传统线性算法，或通过数值实验生成样本训练模型进行基于机器学习的反演。
在本发明的一个具体实施例中，真空腔2为长方体，长、深、高分别为：788mm，374mm和662mm，材料为304不锈钢，六个外壁面上有横向和竖向加强筋11。一侧壁面上有抽真空接口12和真空数据线引出接头13。对应的另一侧穿过进液管7。上盖板14通过O型圈和螺栓螺母15密封，上盖板14穿过排液管8和排气管10。
在本发明的一个具体实施例中，气液分离室5为立方体，长、深分别为390mm，260mm，材料为304不锈钢。较小侧高度为200mm，较大侧高度为250mm，通过4根拉杆16吊在真空腔2内上部。排气管10穿过气液分离室5上端面17，排气管10管口端面与上端面16内表面齐平。气液分离室5下端面18为倾斜平面，连接管9连接在与下端面18低处连接的侧面上，并紧挨低处。进液管8连接在与下端面18高处连接的侧面上，并紧挨高处。
在本发明的一个具体实施例中，试验管段6为透明圆管，直径为70mm，长度为354mm，放置在气液分离室5下方，管轴高度与玻璃视窗4中心齐平。试验管段6一端与连接管9通过法兰连通，另一端与排液管8通过法兰连通。
排液管8与试验管段6连通的一端存在U型弯管，穿过真空腔2上盖板14后，安装有低温阀19。
在本发明的一个具体实施例中，排气管10，直径为40mm，穿过真空腔2上盖板14后，先后安装有压力表20、安全阀21以及低温阀22。
在本发明的一个具体实施例中，窗门3有两个，每个长和高分别为470mm和270mm，分别布置在其真空腔2前后端面上，与真空腔2通过O型圈密封。窗门3的转动轴23布置在真空腔2下端面上，窗门3上部布置有紧固拉手24。
在本发明的一个具体实施例中，进液管7直径为19mm，在真空腔2外部的部分及部分真空腔2内的长度，为真空绝热的Bayonet接头的母接头，长度为20cm。
下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
实施例一：
实施例一提供了一种低温流体电容层析成像实验的检测装置的实验测定方法，包括以下步骤：
S1、真空腔连接真空泵抽真空，当真空度保持在10-2Pa以下时，认为满足标定装置的真空条件，且标定过程中真空泵始终真空度保持在10-2Pa以下；
S2、外部低温流体储罐经Bayonet公接头，连接至进液管的Bayonet母接头，打开排液管上的低温阀和排气管上的低温阀，加注低温液体至排液管上的低温阀有低温流体喷出时，停止加注；
S3、静置几秒，观察透明实验段是否满液，若不满液，则继续加注低温流体，直至试验段满液，开始实验测量；
S4、需要切换到两相流状态时，关闭排气管的低温阀，继续加注低温液体，通过控制加注的体积流量，来控制试验段的两相流的气相体积含量，得到不同的流型；
S5、需要切换到蒸汽单相流状态时，关闭排液管上的低温阀，打开排气管上的低温阀，通入适量的低温液体，静置一段时间，等液体蒸发后，可得到试验段的100％蒸气状态。
S6、实验过程电容层析成像仪在试验段产生的电容信号等通过真空数据线引出接头连接到外部的仪器仪表以及电脑，实时在电脑上反演成像。
实施例二：
实施例二对本发明的一种低温流体电容层析成像实验和检测装置进行了搭建和测试，实物照片如图3所示。测试工质为液氮及其两相流，试验管段为有机玻璃，DN70mm。电容层析成像仪的传感器为柔性电极板共八片，环向包裹在有机玻璃外壁面，长度为140mm。在柔性电极板的两端有轴向保护电极，以及在柔性电极板的外面还包覆电磁屏蔽层。每片电极板上焊接有同轴电缆，八根同轴电缆穿过真空后与真空数据线引出接头焊接后，与微电容控制和测量电极板焊接，数据处理后再连接到电脑，测量八个电极两两之间的电容值，共测到了28个电容数据。电脑上安装了基于敏感场的电容层析成像反演算法，根据电容数据反演得到实验段内液氮的流动状态，其中一种流型的反演结果如图4所示。
综上所述，本发明设计的一种低温流体电容层析成像实验和检测装置，可很好地适用于低温流体电容层析成像技术的实验和检测。具有密封性较好，排除了低温流体泄漏的可能。保证了试验管段透明可视，能得到低温流体100％液体、100％蒸气以及气液两相流三种流动状态。相比于文献报道的浸泡法的实验装置，实验人员没有直接接触低温流体的可能，因此保证了过程的安全可靠。试验段为透明的有机玻璃，实现了可视化长时间观察流体的流动状态。可测试低温流体流动状态的反演成像精度。具有实验工况保持长期稳定、装置结构更简单、操作方便、测量更可靠等优点。另外，由于本发明结构的可拆卸性，在具体实施时，各个系统部件拆卸方便，简化了操作人员的步骤，可对不同管径的电容层析成像技术的实验和测量。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。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 (10)
1.一种低温流体电容层析成像实验和检测装置，其特征在于，包括：支架(1)、真空腔室(2)、气液分离室(5)、试验管段(6)、进液管(7)、排液管(8)、连接管(9)以及排气管(10)；所述支架(1)用于支撑并固定真空腔室(2)；所述真空腔室(2)用于提供真空环境，真空腔室(2)内部设置有气液分离室(5)、试验管段(6)和连接管(9)；真空腔室(2)的一侧设置有真空数据线引出接头(13)；真空腔室(2)作为正面和背面的两个壁面各设置有一个窗门(3)；所述窗门(3)用于提供更换真空腔室(2)内的试验管段(6)的通道；窗门(3)上开设有玻璃视窗(4)，玻璃视窗(4)用来观察试验管段(6)内的低温流体流动状态；所述试验管段(6)为透明圆管；所述试验管段(6)上还设置有电容层析成像传感器(601)，所述电容层析成像传感器(601)通过真空数据线引出接头(13)与真空腔室(2)外部的电容层析成像仪(602)通信连接；进液管(7)在真空腔室(2)内与气液分离室(5)连通，并通过设置在真空腔室(2)上的母接头(25)与外部低温流体管路连接；试验管段(6)一端与连接管(9)连通，另一端与排液管(8)连通；排气管(10)在真空腔室(2)内与气液分离室(5)连通，穿过真空腔室(2)壁面后与外部的气体管路连通。
2.根据权利要求1所述的低温流体电容层析成像实验和检测装置，其特征在于，所述真空腔(2)为长方体，六个外壁面上有横向和竖向加强筋(11)；一侧壁面上有抽真空接口(12)和真空数据线引出接头(13)，进液管(7)穿过相对的另一侧壁面；上盖板(14)通过O型圈和螺栓螺母(15)密封；排液管(8)和排气管(10)穿过上盖板(14)。
3.根据权利要求1所述的低温流体电容层析成像实验和检测装置，其特征在于，所述气液分离室(5)为立方体，通过拉杆(16)吊在真空腔(2)内上部空间；排气管(10)穿过气液分离室(5)上端面(17)，排气管(10)管口端面与上端面(16)内表面齐平；气液分离室(5)下端面(18)为倾斜平面，连接管(9)连接在与下端面(18)向下倾斜一侧的真空腔侧面上，并紧挨下端面；进液管(8)连接在与下端面(18)向上倾斜一侧的真空腔侧面上，并紧挨盖板(14)。
4.根据权利要求1所述的低温流体电容层析成像实验和检测装置，其特征在于，所述试验管段(6)为透明圆管，放置在气液分离室(5)下方，管轴高度与玻璃视窗(4)中心齐平；试验管段(6)一端与连接管(9)通过法兰连通，另一端与排液管(8)通过法兰连通。
5.根据权利要求1所述的低温流体电容层析成像实验和检测装置，其特征在于，所述排液管(8)与试验管段(6)连通的一端存在U型弯管，穿过真空腔(2)上盖板(14)后，安装有第一低温阀(19)。
6.根据权利要求1所述的低温流体电容层析成像实验和检测装置，其特征在于，所述排气管(10)穿过真空腔(2)上盖板(14)后，先后安装有压力表(20)、安全阀(21)以及第二低温阀(22)。
7.根据权利要求1所述的低温流体电容层析成像实验和检测装置，其特征在于，所述窗门(3)有两个，分别布置在其真空腔(2)前后端面上，与真空腔(2)通过O型圈密封；窗门(3)的转动轴(23)布置在真空腔(2)下端面上，窗门(3)上部布置有紧固拉手(24)。
8.根据权利要求1所述的低温流体电容层析成像实验的检测装置，其特征在于，所述母接头(25)为真空绝热的Bayonet接头。
9.根据权利要求1所述的低温流体电容层析成像实验和检测装置，其特征在于，所述电容层析成像传感器(601)与所述真空数据线引出接头(13)之间通过真空同轴电缆(604)连接，所述真空数据线引出接头(13)与电容层析成像仪(602)通过常温同轴电缆(605)连接；所述电容层析成像仪(602)与上位机(603)通过串口(606)连接，所述串口(606)可在选择相应电气协议和硬件进行有线或无线数据传输，所述上位机(603)控制所电容层析成像仪(602)进行采样行为，并接收电容数据重建所述试验管段(6)内的两相流相分布图像。
10.一种根据权利要求1所述低温流体电容层析成像实验和检测装置的成像方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、真空腔连接真空泵并进行抽真空，真空腔的真空度保持在10-2Pa以下；
S2、外部低温流体管路与进液管进行连接，打开排液管上的低温阀和排气管上的低温阀，加注低温液体至排液管上的低温阀有低温流体喷出时，停止加注；
S3、待试验管段液面静止后，观察透明的试验管段(6)是否满液，若不满液，则继续加注低温流体，直至试验管段(6)满液，开始实验测量；
S4、当需要切换到两相流状态时，关闭排气管的低温阀，继续加注低温液体，通过控制加注的体积流量，来控制试验管段(6)的两相流的气相体积含量，得到不同的流型；
S5、当需要切换到蒸汽单相流状态时，关闭排液管上的低温阀，打开排气管上的低温阀，通入适量的低温液体，静置一段时间，等液体蒸发后，可得到试验管段(6)的100％蒸气状态；
S6、实验过程中，电容层析成像传感器(601)采集试验管段(6)产生的电容信号并通过真空数据线引出接头连接到外部的电容层析成像仪(602)；
S7、电容层析成像仪(602)根据采样获得的有效电容值反演生成试验段管(6)中的两相流相分布图像。
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- 2023-11-03 CN CN202311454012.7A patent/CN117571796A/zh active Pending
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| CN117871621B (zh) * | 2024-03-11 | 2024-06-18 | 浙江省白马湖实验室有限公司 | 一种可视化实验装置及其检测方法和电容层析成像系统 |
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