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天津大学董峰获国家专利权

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龙图腾网获悉天津大学申请的专利一种声电双模态融合的液固两相流量测量方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN114777864B

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-06发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210451759.6,技术领域涉及:G01F7/00;该发明授权一种声电双模态融合的液固两相流量测量方法是由董峰;张瀚瑞;谭超设计研发完成,并于2022-04-27向国家知识产权局提交的专利申请。

一种声电双模态融合的液固两相流量测量方法在说明书摘要公布了:本发明涉及一种声电双模态传感器融合的液固两相流量测量方法,用于实现水平测量管道液固两相流量的非扰动测量,所采用的传感器包括双截面电阻层析成像传感器和脉冲波超声多普勒传感器,所述双截面电阻层析成像传感器用于获取管道内液固两相介质分布及底部颗粒层流速测量,所述脉冲波超声多普勒传感器用于获取离散相流速剖面信息,通过插值型积分将不同流态下测量的流速剖面信息转换为液固两相流量。

本发明授权一种声电双模态融合的液固两相流量测量方法在权利要求书中公布了:1.一种声电双模态传感器融合的液固两相流量测量方法,用于实现水平测量管道液固两相流量的非扰动测量,所采用的传感器包括双截面电阻层析成像传感器和脉冲波超声多普勒传感器,所述双截面电阻层析成像传感器用于获取管道内液固两相介质分布及底部颗粒层流速测量,所述脉冲波超声多普勒传感器用于获取离散相流速剖面信息,其特征在于,通过插值型积分将不同流态下测量的流速剖面信息转换为液固两相流量,包含如下步骤:1采集双截面电阻层析成像传感器及脉冲波超声多普勒传感器测量信号,双截面电阻层析成像传感器每个截面的测量数据为相邻激励-测量模式下的边界电压,脉冲波超声多普勒传感器的测量数据为脉冲波超声多普勒传感器经液固两相流后被离散颗粒反射后被传感器接收的回波信号;2利用电阻层析成像传感器识别液固两相流流型,电阻层析成像传感器的测量数据结合层析成像反演算法Tikhonov算法重建被测管道截面的电导率分布信息即液固两相介质分布重建图像,重建图像像素值代表浓度值,进而得到管道截面的不同位置的浓度值,水平测量管道上下端连线方向被称为纵向,通过对纵向的平均处理得到纵向平均浓度值将纵向平均浓度值作为信号序列,对其求导得到管道纵向浓度变化率γb: 式中,b为管道截面的纵向坐标,n为纵向像素点数;当管道纵向浓度变化率的变化率满足如下条件,认为符合液固两相流异质流纵向浓度变化规律,识别为液固两相流为异质流: 式中,α为液固两相流纵向浓度变化率参数,异质流浓度分界线距管道底部高度h为, 式中,R为水平测量管道半径,s为浓度分界线中心处距管道底部的像素点纵向坐标值,其值满足如下条件, 式中,β为液固两相流纵向浓度参数,获得浓度分界线后进入步骤3;当纵向浓度变化率的变化率不满足以上条件,则识别液固两相流为均相流,进入步骤4;3当液固两相流流型识别为异质流时,利用双截面电阻层析成像传感器的测量数据组成时间序列测量数据,利用数据降维特征提取算法将高维测量数据转换成低维特征数据用于互相关处理,通过互相关算法处理获得异质流底部颗粒层流速Ucc,获得异质流底部颗粒层流速后进入步骤5;4通过脉冲波超声多普勒传感器测量液固两相流中离散相流速剖面,根据多普勒原理,回波信号包含运动离散相的多普勒频移信息,根据不同测量时间对应的测量位置,将回波信号分段处理,并取不同脉冲重复周期的频移平均值作为该测量位置的平均多普勒频移,通过平均多普勒频移得到不同位置的离散固相颗粒的流速Uy;5不同流态下纵向流速剖面测量,方法为:液固两相均相流的流速剖面采用步骤4中的脉冲波超声多普勒测量得到Uy;液固两相异质流的流速剖面为声电双模态融合流速剖面Umy,其由两部分组成,流速剖面在浓度分界线以上部分的流速值采用步骤4中脉冲波超声多普勒传感器的方法测量,流速剖面在浓度分界线以下部分的流速值为步骤3中异质流底部颗粒层流速Ucc; 6将纵向流速剖面信息转换为截面平均流速信息,实现液固两相流量Q测量,方法如下:1由纵向流速剖面的测量点数N将管道截面沿纵向划分为N个区域,每个区域的纵向高度相等,区域面积为Ay,计算公式如下, 其中Qy为距底部y处的区域流量值,Ay为距底部y处的区域面积;2采用牛顿-柯特斯公式对液固两相流量Q进行插值型积分求解。

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术,可联系本专利的申请人或专利权人天津大学,其通讯地址为:300072 天津市南开区卫津路92号;或者联系龙图腾网官方客服,联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。

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