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淮安祥瑞儀表有限公司
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閱讀：505發布時間：2013-10-9
含水率電容極板、氣液比電容極板均采用平行電容的形式，垂直放置。靶式流量計電容傳感器兩個極板之間的電容量隨著極板間流動的兩相流體混合物的介電常數的變化而變化 ，由檢測轉換電路將其轉換為電量即可實現測量。靶式流量計電容傳感器由于沒有可動元件，具有結構簡單，價格便宜，靈敏度高，過載能力強，動態響應特性好等優點。電容測量轉換器采用以CAV454電容的測量芯片的測量電路。測量前采用靜態分層法對氣液比、含水率電容傳感器進行標定。電容傳感器標定數據表明，氣液比、含水率電容傳感器輸出信號與氣液比、含水率成正比，靜態校驗結果測量誤差優于0．33％。
2．2 數據分析
根據上面建立的數學模型，通過實驗系統進行數據的采集處理。水流量從l m 逐漸增大到8 ml{／h，步進值是1 m。／h。在水流量固定在某*量值時，通過減壓閥控制氣流量由小到大地與水混合，氣流量的范圍是2～12 m lh （氣渦輪指示的工況流量），氣體壓力盡量維持在200 kPa，便于將工況流量換算為標況下的氣體體積流量。穩定氣體、液體流量，分別通過數據采集器實時記錄靶式流量計變送器輸出信號 質量流量計輸出信號 、差壓變送器輸出信號 氣液比電容傳感器輸出信號 。根據各傳感器量程計算工況下靶受力廠、液相實際流量Ql0、差壓△p、氣液比 等參數。將計算結果代人式（2）計算液相流量Q ，與實際液相流量Q，。比較計算測量誤差。
根據空氣一水兩相流實驗數據得到如圖3、岡4所示曲線。靶受力差按式FK 一ApAK 加權計算，液相流量按式（2）擬合計算。
實驗數據分析表明，當氣液比高于某一臨界值時，模型計算值與實際值有較高的一致性。模型計算結果在液相流量為2～8 m。／h、氣液比為0．1～0．9范圍內測量誤差小于10％，在一定的氣液比臨界區間內滿足測量誤差小于5％的要求?；跅l形靶式流量計結合電容法的非分離測量方法在一定的氣液比內具有較好的適應性，但是該方法也暴露出了適應范圍窄的特點。
對于產生的偏差，原因有以下幾點：①模型的建立是基于流體力學模型，對兩相流來說內部機理更為復雜，模型是在整體上建立的，沒有進一步分段、分區域研究，模型有一定的局限性；②在運算處理中產生的中間量的計算會引入誤差，造成對后續結果分析的影響；③ 管路中閥門的控制精度不夠，對水流量的恒定造成影響，尤其是較小的水流量下更難控制，而氣體在較高的流量下波動加劇，從而對測量值產生影響。
3 結語
對基于靶式流量計中靶沖量及電容法的兩相流測量數學模型進行分析，得到了在油井工況條件下的簡化的數學模型，給出了實驗條件下模型參數的求取方法。在數學模型研究的基礎上，設計了水一空氣兩相流實驗系統，通過對條形靶受力、差壓的實驗研究，完成了不同氣、液流量及氣液比下的測試實驗。對提出的數學模型進行了實驗驗證，給出了在一定的測量條件下擬合的結果，豐富了多相流參數在非分離條件下的檢測方法。
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