基于电阻层析成像技术的两相流速度测量系统研究

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1、《自动化仪表》第12卷第00期1//1年00月博和服务周到的仪器仪表与自动化技术产业的“精品!结束语超级大市场”。!"#$%&’())(已于*月(+日在北京落下了帷幕，!"#$%&’，()),年*月上海见。正如专家们所说，“多国仪器仪表展览会”已经成为企业与用户了解国际仪器仪表科技与产业发展的首选信收稿日期：())(-.)-./。第一作者张彤，男，.*01年出生，.*/*年毕业于北京工业大学，高级息平台，而其意义又远远超出了单纯的信息发布与产工程师；主要从事仪器仪表行业工作。品展示的范畴，正在成为机制健全、内涵

2、丰富、受益广基于电阻层析成像技术的两相流速度测量系统研究!"#$#%&’()*+#,-./(012*-)#34,-#5&06%#’)/(’,%7#-(-),0’#!&3&1/,8"*9&/!:&;",-#<%&:邓湘董峰刘小平徐苓安（天津大学自动化学院，天津,)))+(）摘要介绍了电阻层析成像和相关技术相结合实现对气2液两相流中气相速度的测量。讨论了双敏感电极阵列电阻层析成像系统的优化设计，给出了实验测试结果与分析。关键词电阻层析成像两相流速度测量优化设计"#$%&’(%34565789:;<=5>?@A5=5

3、B;8CD>?E4>?5:BD>?27:F@:G;H8I4>?5C78H:?:=E75=5B;5GJ<98=J:B:BD5759;A:9>7A5?:?;>B95;8=8DA>E4<>BGA57>;5G;594B878D7G5?:DB8C5759;A:9>7A5?:?;>B95;8=8DA>E4:9:=>D:BD?7?5B?:;:655759;A8G5>AA><:?G:?9@??5GK3455LE5A:=5B;>7A5M?@7;>BG>B>7A5D:65BK

4、)*+,-&.$&759;A:9>7A5?:?;>B95;8=8DA>E4<3H8E4>?5C78HN5789:;<=5>?@A5=5B;$E;:=>7G5?:DB［,］参数的在线测量等方面有不少成功应用。一个典型/引言的&O3系统（见图.）一般由获取被测物场的空间敏感电阻层析成像技术的物理基础是基于不同媒质具阵列、数据获取系统（PQR）、图像重建与显示、特征参有不同的电导率，判断出处于敏感场中的物体电导率数分析与提取、主控计算机五部分组成。分布便可知物场的媒质分布状况。&O3系统的工作方众所周知运用相关技术可

5、以测速，如果把&O3和式通常是电流激励、电压测量。当场内的电导率分布相关技术结合起来就可获得更多信息，这对气2液两相变化时，电流场的分布也会随之变化，导致场内电势分流气相速度和气泡可视化测量有实际意义。布的变化，从而场域边界上的测量电压也要发生变化。边界测量电压变化包含了场域内电导率变化的信息。通过实际对象的边界测量电压与空场状态下对应位置测量电压的对比，运用相应的成像算法，便可重建出实图.典型电阻层析成像系统（&O3）基本构成际对象的电导率分布，实现可视化测量。&O3技术具有非接触或非侵入、多点或截面分布式测

6、量、无辐射、［S］在线可视化监控、能获得管道或设备内部二维2三维分0相关测量一般原理［.］布信息、结构简单、成本低、响应速度快等优点。如图(所示，在沿流动管道相距为已知距离!的［(］&O3技术已在地质勘探与环境监测、气2液混合过程两截面处分别安装结构相同的上下游传感器。流体内研究、多相流（油2水2天然气混合物）流型识别及流动部的随机流动噪声会对传感器所发出的能量束或它们万方数据/3456788"9:5;":<5=<=8:49;7=:":<5=，>-?@12，=-@00，=-A@，1//1基于电阻层析成像技术的两

7、相流速度测量系统研究邓湘，等形成的能量场产生随机调制作用，使传感器输出产生须有延时，对相邻模式的’5电极+,-系统来说，获取相应的变化。（!"）、#（"）是上下游传感器与被测流体’幅图象数据需’"6次等待，通过计算约为’"%7，这大流动状况有关的流动噪声信号。大降低了实时性能。!4!提高实时性能的改进设计如图6所示，-+,-8"型双敏感电极阵列的电阻层析成像系统引入了’5路高通滤波器，去掉了带通滤波，这样信号直流成分被消除，过渡时间缩短。在新的系统里乘法解调被采用，相同精度下它比开关解调快’9!倍。信号源的产生

8、采用直接数字合成芯片，使得图!相关测量原理图激励、参考信号的相位、幅值、频率均可方便调节。信当被测流体的流动符合“凝固”图形假设时，（!"）、号放大改为两级组合可编程放大，以适应不同的放大（#"）只是在时间上相差了!"，即流体从上游传感器流倍数。经过优化设计后，数据获取系统的速率由’6动到下游传感器的时间，称之为渡越时间。!（"）和#幅.7增加到:"幅.（7单敏感阵列），系统实时性能提