基于光電池陣列傳感器和差壓傳感器的小管道氣液兩相流參數(shù)測量研究.pdf

1、氣液兩相流廣泛地存在于石油、化工等工業(yè)生產(chǎn)過程中。近年來，小型化成為工業(yè)設(shè)備的一個重要發(fā)展方向，小管道下的氣液兩相流參數(shù)檢測成為兩相流領(lǐng)域研究的新熱點。但是，目前小管道氣液兩相流相關(guān)參數(shù)的檢測技術(shù)研究仍處在起步階段，現(xiàn)有的檢測方法通常是借鑒常規(guī)管道下的測量方法，急需進行進一步的研究。因此，進行小管道氣液兩相流的參數(shù)測量研究具有重要的科研意義與工程應(yīng)用價值。
　　本學(xué)位論文以小管道氣液兩相流為研究對象，利用光電池陣列傳感器和差壓傳感

2、器對小管道氣液兩相流的流型識別和相含率測量方法進行了研究，主要工作和創(chuàng)新點如下:
　　1.設(shè)計并搭建了基于光電池陣列傳感器和差壓傳感器的小管道氣液兩相流參數(shù)測量裝置。設(shè)計了適用于小管道的差壓信號采集系統(tǒng);對已有的光電池陣列傳感器進行了優(yōu)化設(shè)計;并分別在內(nèi)徑為2.12mm、3.01mm和4.03mm的小管道內(nèi)進行了氣液兩相流實驗研究。
　　2.提出了基于光電池信號和差壓信號信息融合的小管道氣液兩相流流型識別方法。該方法首先對所

3、采集到的不同流型下的光電池信號和差壓信號進行分析，分別提取信號特征并構(gòu)成相應(yīng)的特征向量;然后，利用最小二乘支持向量機分別建立基于光電池信號和差壓信號的兩種流型識別模型并進行流型識別;最后，利用D-S證據(jù)理論對基于光電池信號和差壓信號的流型識別結(jié)果進行決策層信息融合，得到最終的流型識別結(jié)果。利用所提出的方法對三種不同內(nèi)徑小管道下的氣液兩相流進行流型識別實驗（實驗中觀察到的流型有:泡狀流、段塞流、波狀流和環(huán)狀流），結(jié)果表明，相比于基于單個傳

4、感器信號的流型識別，整體識別的準(zhǔn)確率有所提高，達到91％以上。
　　3.利用光電池信號，提出了一種基于流型的小管道氣液兩相流相含率測量方法。首先，針對每一種流型，利用光電池信號，結(jié)合最小二乘支持向量機建立相應(yīng)的相含率測量模型;其次，根據(jù)本文提出的流型識別方法得到小管道氣液兩相流流型識別結(jié)果，選擇相應(yīng)流型下的相含率測量模型實現(xiàn)相含率的測量。對三種不同內(nèi)徑的小管道內(nèi)的氣液兩相流進行了相含率測量實驗，結(jié)果表明，相含率測量整體絕對誤差均在