气液两相流含气率超声测试方法研究-论文.pdf

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1、第35卷第9期仪器仪表学报Vo1_35No．92014年9月ChineseJournalofScientificInstrumentSep．2014气液两相流含气率超声测试方法研究木张月皓，董峰，许聪，谭超(天津大学电气与自动化工程学院天津市过程检测与控制重点实验室天津300072)摘要：超声波在流体中传播时对流场不产生扰动和压力损失，是两相流过程参数检测的一种重要手段。采用编码信号的超声技术，可在相同发射功率条件下获得比传统单脉冲信号更高的信噪比和分辨率。为了准确测试气液两相流含气率，采用超声衰减法，利用FPGA技术设计并实现了一种基于线性调频

2、编码激励和脉冲压缩信号技术的超声检测系统；研究气液两相流中气泡的结构尺寸与气相含率的测试方法。实验测试结果表明，编码激励信号对气液两相流气泡结构尺寸敏感，通过适当的修正方法可实现两相流含气率的准确检测，在一定气泡尺寸范围内，检测精度可达±5％。研究工作为采用基于编码激励信号的脉冲压缩超声测试技术应用于两相流参数的检测提供了方法基础。关键词：气液两相流；超声测试；相含率；气泡中图分类号：TB553TH814．92文献标识码：A国家标准学科分类代码：460．40Ultrasonicmethodforgas-liquidtwophaseflowvoid

3、fractionmeasurementZhangYuehao，DongFeng，XuCong，TanChao(TianjinKeyLaboratoryofProcessMeasurementandControl，SchoolofElectricalEngineeringandAutomation，TianjinUniversity，Tianjin300072，China)Abstract：TransmissionofultrasonicwaveinfluiddoesnotcausedisturhanceandpressurelOSStothefl

4、owfield，whichisthereforeanimportanttestmeansoftwo—phaseflowprocessparameters．Usingultrasonictechniquewithcodedsignalandpulsecompressionmethodcanachievehighersignal--to·-noiseratioandresolutionthanusingtraditionalsinglepulsesignalwhilemaintainingthesametransmissionpower．Inorde

5、rtorealizetheaccuratemeasurementofthevoidfractioningasliquidtwophaseflow，thebasicprincipleoftwo—phaseflowtestbasedonu]trasonicattenuationmethodisintroduced．Anultrasonictestingsystembasedonlinearfrequencymodulationcodedexcitationandpulsecompressionsignalwasdesignedandimplement

6、edusingFPGA．Thesizeofthegasbubblesinliquid，andthevoidfractionofgas—liquidtwophaseflowweretestedwiththeproposedsystemandmethod．Theexperimentresultsshowthatthecodedexcita—tionsignalissensitivetothesizeofthebubblesingasliquidtwophaseflow；andusingappropriatecorrectionmethod，accur

7、atemeasure—mentofthevoidfractioncanbeachieved．Withinacertainrangeofthebubblesize．themeasurementaccuracycanreach±5％．Thisstudylaysafoundationfortheultrasonictestingtechnologybasedonthepulsecompressionwithcodedexcitationsignalintwophaseflowprocessparametermeasurement．Keywords：ga

8、s—liquidtwo—phaseflow；ultrasonictesting；phasevoidfraction；gasbubble要