油气水三相流阵列式电磁相关流量测量方法

摘要

一种油气水三相流阵列式电磁相关流量测量方法，该方法采用阵列式电磁相关流量计，流量计带有一对线圈结构，在测量管道沿轴向流动方向上取距离为L的上下游两个电极截面，在每个电极截面上沿测量管道内壁圆周上等角度均匀地安装n对检测电极(2≤n≤16)。其测量方法是：上游每对检测电极之间产生感应电势差信号x_i(i＝1,2,…n)，下游相应检测电极对之间产生感应电势差信号y_i，利用互相关方法计算出流体经过上下游电极截面所用的时间t_i，得到平均流速v_i。然后采用数据融合方法获得油气水三相流平均流速的精确估计，综合测量管道横截面面积和流速信号得出油气水三相流的流量。本发明保证了油气水三相流流量测量的准确性。

主权项

一种油气水三相流阵列式电磁相关流量测量方法，其特征在于该方法内容包括如下步骤：1)将阵列式电磁相关流量计接入待测油气水三相流管路，阵列式电磁相关流量计的测量管外两侧对称安装固定两个励磁线圈，两个励磁线圈均与励磁电路相连接，沿管道轴线流动方向取上下游两个电极截面，在每个电极截面上沿管道内壁所在圆周上分布着n对检测电极，这里n为自然数且2≤n≤16，每对检测电极以差动信号的方式输入到信号处理电路中，所有2n对检测电极分别接入信号处理电路，励磁电路的地线和信号处理电路的地线以及测量管外壁的地线连接；2)励磁电路产生励磁电流，输入到励磁线圈中，产生感应磁场B，当导电流体流过阵列式电磁相关流量计的测量管时，上游电极截面上的n对检测电极间的感应电动势信号分别为x_i(i＝1，2，…n)，下游电极截面上的n对检测电极间的感应电动势信号分别为y_i，将采集到的感应电动势信号x_i、y_i输入到信号处理电路中的单片机，由单片机利用互相关方法计算出流体经过上下游电极截面的时间t_i，$R_{x_i{y}_i}\left(a\right)=\underset{T\to \infty }{\lim }\frac{1}{T}{\int }_0^T{x}_i\left(\tau \right)y_i(\tau +a)\mathrm{d\tau },$t_i为函数的最大值所对应的横坐标，进一步得到流体的平均速度v_i＝L/t_i，其中L为上下游两个电极截面之间的距离；3)利用数据融合获得更高精度的平均流速估计由平均流速v_i，计算得出$\hat{\bar{V}}=\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{W}_i{v}_i,$其中$W_i=1/\left({{\sigma }_i}^2\underset{k=1}{\overset{n}{\Sigma }}\frac{1}{{{\sigma }_k}^2}\right),\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{W}_i=1;$其中σ_i²为平均流速v_i采样信号v_ij(j＝1，2，…，m)的方差，这里m为自然数且m≥200，它表示平均流速v_i采样信号样本的长度，为平均流速v_i采样信号v_ij的平均值，综合测量管道横截面面积A＝πR²，计算得出其中R为测量管道的内半径。