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基于文丘里管雙差壓的氣液兩相流參數測量方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510800328.6

申請日:

2015.11.19

公開號:

CN105486358A

公開日:

2016.04.13

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):G01F 1/44申請日:20151119|||公開
IPC分類號: G01F1/44 主分類號: G01F1/44
申請人: 中國石油大學(華東)
發明人: 王微微; 白明雷; 梁霄; 陳宇
地址: 266580山東省青島市經濟技術開發區長江西路66號
優先權:
專利代理機構: 代理人:
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510800328.6

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.11.16|||2016.05.11|||2016.04.13

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種基于文丘里管雙差壓的氣液兩相流參數測量方法。包括如下基本步驟:1)測量文丘里管朝上和朝下傾斜方向的差壓波動信號;2)應用經驗模態分解方法分解2個取壓方向上的差壓波動信號,得到固有模態函數和殘差;3)計算每個固有模態函數的相對能量;4)剔除噪聲成分;5)根據相對能量的閾值判斷偽成分;6)根據固有模態函數、殘差和偽成分計算特征量;7)將特征量輸入神經網絡,預測空隙率、干度和總質量流量;8)計算氣相與液相質量流量。本發明的有益效果是無需采用氣液分離器,僅基于一個文丘里管的2個差壓信號即可預測兩相流多個參數。本發明檢測參數多,實時性好,裝置簡單,易于實現。適用于氣液兩相流多參數的測量。

權利要求書

1.一種基于文丘里管雙差壓的氣液兩相流參數測量方法,其特征在于,包括下列步驟:
(1)測量差壓波動信號:應用差壓傳感器DPS1測量文丘里管朝上傾斜方向的差壓波動信
號ΔP1,應用差壓傳感器DPS2測量文丘里管朝下傾斜方向的差壓波動信號ΔP2;
(2)差壓波動信號分解:應用經驗模態分解方法分解ΔP1,得到固有模態函數
和殘差r1,其中m為由ΔP1分解得到的固有模態函數的個數;應用經驗
模態分解方法分解ΔP2,得到固有模態函數和殘差r2,其中n為由ΔP2
分解得到的固有模態函數的個數;
(3)計算相對能量:分別針對ΔP1和ΔP2,根據計算每個固有模態函數的相對能
量ei,其中為固有模態函數的能量,為固有模態函數的總能量,l
=1,2,對于ΔP1,k=m;對于ΔP2,k=n;
(4)信號去噪:剔除信號中的噪聲成分
(5)判斷偽成分:如果ei≤0.05,那么ei對應的為偽成分,其中,l=1,2,對于ΔP1,i
=6,7,…,m;對于ΔP2,i=6,7,…,n;
(6)提取特征量:對于ΔP1,計算 D 1 = 1 m - m 1 - 1 ΣIMF D 1 , ]]> R 1 = 1 1 + m 1 Σ ( r 1 + IMF R 1 ) , ]]>
其中,D1、R1和d1為ΔP1的特征量,m1為步驟(5)確定的ΔP1中含有的偽成分的個數,
表示中去掉和m1個偽成分后剩余的固有模態函數,
表示中的m1個偽成分;對于ΔP2,計算 D 2 = 1 n - n 1 ΣIMF D 2 , ]]>
R 2 = 1 1 + n 1 Σ ( r 2 + IMF R 2 ) , ]]> d 2 = D 2 R 2 , ]]>其中,D2、R2和d2為ΔP2的特征量,n1為步驟(5)確定的ΔP2
中含有的偽成分的個數,表示中去掉n1個偽成分后剩余的固有
模態函數,表示中的n1個偽成分;
(7)預測空隙率、干度和總質量流量:將d1、d2、R1和R2輸入神經網絡,預測氣液兩相流的
空隙率α、干度χ和總質量流量M;
(8)計算氣相與液相質量流量:根據Mg=χ·M計算氣相質量流量Mg,根據Ml=(1-χ)·M
計算液相質量流量Ml。
2.根據權利要求1所述的一種基于文丘里管雙差壓的氣液兩相流參數測量方法,其特
征在于上述步驟(1)中所述的文丘里管取壓位置分別為從水平方向傾斜向上45度和從水平
方向傾斜向下45度。
3.根據權利要求1所述的一種基于文丘里管雙差壓的氣液兩相流參數測量方法,其特
征在于上述步驟(1)中所述的差壓傳感器DPS1和DPS2具有相同的差壓測量原理、相同的頻率
響應特性。
4.根據權利要求1所述的一種基于文丘里管雙差壓的氣液兩相流參數測量方法,其特
征在于上述步驟(7)中的神經網絡權值根據實驗數據離線訓練獲得,并存儲于計算機中,在
上述步驟(7)預測空隙率、干度和總質量流量時,神經網絡權值直接從計算機中獲取用于在
線預測空隙率、干度和總質量流量。
5.根據權利要求1所述的一種基于文丘里管雙差壓的氣液兩相流參數測量方法,其特
征在于上述步驟(7)中的神經網絡為三層前饋型網絡,輸入層節點數為4,隱層節點數為20,
輸出層節點數為1,隱層采用S型激活函數,輸出層采用線性激活函數。

關 鍵 詞:
基于 文丘里管雙差壓 兩相 參數 測量方法
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