Способ и устройство для определения режима течения газожидкостного потока

Изобретение относится к измерительной технике, к технологии проведения испытаний и аттестации средств измерения количественных и качественных параметров жидкости, протекающей по трубопроводу, и может быть использовано в поверочных и испытательных установках средств измерений количественных и качественных параметров жидкости, протекающей по трубопроводу, а также в системах учета количества жидкости. Предложен способ для определения режима течения газожидкостного потока, при котором осуществляют измерение распределения характеристик газожидкостного потока в вертикальном сечении трубопровода, при этом анализ параметров потока осуществляют одновременно по всему вертикальному сечению трубопровода путем измерения диэлектрических характеристик смеси жидкость-газ, с помощью нескольких горизонтально расположенных пластинчатых электродов, подключенных к измерительной плате, которая измеряет значение диэлектрической проницаемости, связанное пропорционально с объемным содержанием газа в газожидкостном потоке, в шести горизонтальных слоях газожидкостного потока и передает измеренное значение в цифровом виде на вторичный прибор. Также предложено устройство для осуществления предложенного способа. Изобретение обеспечивает возможность определения режима течения газожидкостного потока оперативно, а также производить испытания и поверку средств измерений количественных и качественных параметров жидкости, протекающей по трубопроводу, с минимумом затрат. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относиться к измерительной технике, в частности к технологии проведения испытаний и аттестации средств измерения количественных и качественных параметров жидкости, протекающей по трубопроводу, и может быть использовано в поверочных и испытательных установках средств измерений количественных и качественных параметров жидкости, протекающей по трубопроводу, а также в системах учета количества жидкости.

Известен способ для исследования газожидкостного потока в трубопроводе, при котором с помощью источника ионизирующего излучения сформированного защитно-коллимирующим устройством просвечивают поток газожидкостной смеси и детектируют ионизирующее излучение, прошедшее через исследуемую среду. Источник и детектор ионизирующего излучения перемешают с помощью механического привода вдоль поперечного сечения трубопровода. Измеряя при этом ослабление ионизирующего излучения в различных сечениях трубопровода, вычисляют величину газосодержания в каждом сечении и получают таким образом картину распределения газа в потоке [1].

Известно устройство для реализации данного способа, включающее источник ионизирующего излучения, помещенный в защитно-коллимирующее устройство, и детектор ионизирующего излучения, детектор и источник излучения размещены с противоположных сторон измерительного участка трубопровода и могут перемещаться вдоль сечения трубопровода [1].

Недостаток существующего метода и устройства, его реализующего, - они не позволяют проводить анализ потока в целом, так как анализ параметров жидкости происходит последовательно по слоям, что не позволяет получить мгновенную текущую картину распределения газа по сечению потока, так как за время перемещения источника и детектора излучения на другой слой могут произойти изменения состава и свойств жидкости во всем сечении трубопровода, а также применение радиоактивных компонентов прибора накладывают серьезные проблемы при эксплуатации и утилизации оборудования, прибор имеет большую массу и стоимость.

Техническим результатом данного изобретения является значительное уменьшение массогабаритных характеристик используемого оборудования, значительное уменьшение стоимости оборудования, упрощение процесса измерения, сокращения времени измерения.

Поставленная цель достигается за счет того, что режим течения газожидкостного потока определяется с помощью измерения распределения диэлектрических характеристик газожидкостного потока в вертикальном сечении трубопровода, с помощью нескольких горизонтальных слоев пластинчатых электродов, расположенных вдоль потока.

При определении режима течения газожидкостного потока, при прохождении потока через пластины сенсоров, происходит измерение емкости между пластинами сенсоров одновременно по нескольким точкам вертикального сечения трубопровода, чем достигается измерение мгновенного текущего распределения содержания газа по вертикальному сечению трубопровода. При этом не требуется перемещать сенсоры по вертикальному сечению трубопровода.

Таким образом, определение структуры газожидкостного потока при помощи заявленного способа является гораздо менее трудоемкой операцией, для проведения измерений требуется существенно меньше времени, измерительная аппаратура имеет значительно меньшую массу, габариты и стоимость, нежели при помощи способа-прототипа [1].

Для достижения технического результата при реализации заявляемого способа используют устройство, которое состоит из шести горизонтальных слоев пластинчатых электродов расположенных вдоль трубопровода, шестиканальной схемы измерения емкости и вторичного прибора с индикацией.

Конкретно заявляемые способ и устройство могут применяться в поверочных и исследовательских установках при поверке и испытаниях средств измерений количественных и качественных параметров жидкости, протекающей по трубопроводу, а также в системах учета количества жидкости.

Заявляемый способ определения режима течения газожидкостного потока в трубопроводе осуществляется следующим образом.

Через устройство, состоящее из шести горизонтальных слоев пластинчатых электродов, расположенных вдоль трубопровода, проходит газожидкостный поток. В случае наличия пузырьков воздуха диэлектрическая проницаемость смеси жидкость-газ уменьшается пропорционально объемному содержанию воздуха в жидкости. Проходя через соответствующий слой электродов, эта смесь вызывает изменение емкости между пластинами электродов, величина которой измеряется и передается на вторичный прибор.

Сущность изобретения поясняется чертежами, представленными на фиг.1 и фиг.2

Устройство состоит из измерительной головки 1, внутри измерительной головки размещены шесть секций пластинчатых электродов, каждая секция состоит из активного 2 и пассивных 3 электродов, между которыми измеряется емкость, зависящая от диэлектрических характеристик газожидкостной смеси, для крайних активных электродов пассивным электродом является металлический корпус измерительной головки.

Пластины закреплены в корпусе с помощью выводов 4, проходящих через изоляторы 5 через стенку корпуса. С внешней стороны выводы активных электродов соединяются с измерительной платой 6, а выводы пассивных электродов соединяются с корпусом прибора. Для придания дополнительной жесткости через пакет пластин проходит диэлектрический стержень 8, стягивающий пакет пластин. Стержень с обеих сторон закреплен на стенке корпуса измерительной головки.

Измеренные величины емкости передаются в цифровом виде на вторичный прибор 9.

Источник информации

1. Авторское свидетельство SU 1022002 A, МПК G01N 9/36.

1. Способ для определения режима течения газожидкостного потока, при котором осуществляют измерение распределения характеристик газожидкостного потока в вертикальном сечении трубопровода, отличающийся тем, что анализ параметров потока осуществляют одновременно по всему вертикальному сечению трубопровода путем измерения диэлектрических характеристик смеси жидкость-газ с помощью нескольких горизонтально расположенных пластинчатых электродов, подключенных к измерительной плате, которая измеряет значение диэлектрической проницаемости, связанное пропорционально с объемным содержанием газа в газожидкостном потоке, в шести горизонтальных слоях газожидкостного потока и передает измеренное значение в цифровом виде на вторичный прибор.

2. Устройство для определения режима течения газожидкостного потока, которое включает в себя вторичный прибор и измерительную головку, отличающееся тем, что внутри измерительной головки размещены пластинчатые электроды, подключенные к измерительной плате, которая измеряет значение диэлектрической проницаемости в шести горизонтальных слоях газожидкостного потока и передает измеренное значение в цифровом виде на вторичный прибор.