一种气液两相流相含率实时电容测量系统及其测量方法

摘要

一种气液两相流相含率实时电容测量系统及其测量方法，包括由安装在绝缘管道外壁上的双凹面电容电极组、绝缘填充材料、铜保护外壳组成的双凹面电容电极装置，信号源与电容电压转换集成电路，采集板卡和计算机；信号源与电容电压转换集成电路包括MS3110芯片、INPUT CAP、USB接口、单片机、Vout航空接口、重启键。其测量方法包括设置芯片参数；双凹面电容电极装置进行气液两相流静态标定，将双凹面电容电极组装在待测量管道外壁上，对管内运动的气液两相流进行相含率测量。本发明在管道的径向长度较大，对管内截面相含率的微小变化敏感，可通过改变芯片内置参数使输出电压值差异显著。

主权项

一种双凹面电容电极装置的制作方法，其特征在于包括以下步骤：首先将两片厚度为0.5mm的铜片加工成形状相同的圆弧状，且弧度与绝缘管道(4)相匹配，铜片的宽度为绝缘管道(4)内直径的0.8倍，铜片圆弧的直径为绝缘管道(4)外直径，保留对应中心角150°的圆弧，使用无水乙醇对铜表面进行清洗，在圆弧状铜片的几何中心钻孔，孔径为1mm，使用同轴电缆作为传输交流电导线，在导线接头保留2mm铜芯，将铜芯插入圆弧状铜片中心孔并进行焊接，将两个铜片紧贴在绝缘管道(4)两侧并对称放置，从而得到所需双凹面电容电极组(1)；其次，绝缘填充材料(2)选用聚四氟乙烯，加工为圆柱体，圆柱体长100mm，圆柱体外直径至少是绝缘管道(4)外直径的3倍，且包裹在双凹面电容电极(1)与绝缘管道(4)的外表面，在绝缘填充材料(2)外安装铜保护外壳(3)，铜保护外壳(3)选用0.5mm厚黄铜板，铜板宽100mm，加工形状为中心半圆形，两边为矩形，矩形长30mm，宽100mm，半圆直径为绝缘填充材料(2)外圆半径，在铜保护外壳(3)的边缘矩形板上的透孔用螺柱和螺母固定，通过铜保护外壳(3)的挤压使绝缘填充材料(2)和双凹面电容电极组(1)紧紧贴在绝缘管道(4)外壁；在绝缘填充材料(2)和铜保护外壳(3)对应双凹面电容电极组(1)几何中心孔的位置打有通孔，孔径为同轴电缆直径，并用填充材料进行密封；最后铜保护外壳(3)与接地端(11)连接进行接地处理。