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申请/专利权人：天津大学

摘要：本发明公开一种基于MEMS三轴加速度传感器的双参数湿气气液两相流量测量方法，提出一个迭代算法，利用差动信号主频与单相气体流量的关系，湿气加速度矢量模值与湿气液相体积含率之间的关系，实现被测湿气两相流量的同时测量。主要包括以下步骤：通过旋进漩涡流量计进行管道内湿气两相流流量测量，采集三轴电信号输出，同时进行差动处理，并提取该差动信号的漩涡进动频率；将三轴的电信号转换为三轴加速度信号，并进行矢量合成，得到湿气加速度矢量模值；利用差动信号主频与单相气体流量的关系，湿气加速度矢量模值与湿气液相体积含率之间的关系，通过迭代算法最终得到被测湿气的气相、液相体积流量与液相体积含率，实现被测湿气两相流量的测量。

主权项：1.一种基于MEMS三轴加速度传感器的双参数湿气气液两相流量测量方法，基于安装有三轴加速度传感器的旋进漩涡流量计，流量计喉部安装有温压一体式传感器；在三轴加速度传感器中，与流体方向一致的定义为流体主冲击轴；与插入管道方向一致的定义为辅助测量轴；垂直于流体方向与插入方向所组成平面的定义为旋进漩涡敏感轴；通过旋进漩涡流量计进行管道流量测量时，三轴加速度传感器中得到的漩涡进动频率信号和加速度信号，其特征在于，包括以下步骤：1通过温压一体式传感器采集实验管道压力、温度，根据管道内压力和温度计算管道内液气密度比；通过旋进漩涡流量计进行湿气气液两相流量测量，采集三轴电信号输出，并消除辅助测量轴输出信号中的重力偏置电压；2将旋进漩涡敏感轴或流体主冲击轴的输出信号与消除重力偏置电压后的辅助测量轴的输出信号进行差动处理，并利用快速傅里叶变换提取该差动信号的主频；3将消除重力偏置电压后的旋进漩涡三轴电信号输出通过传感器灵敏度相关参数转换为对应的三轴加速度信号；4将三轴加速度信号进行矢量合成，得到湿气加速度矢量模值；5利用差动信号主频与气体流量的关系，得到未修正的气相体积流量和气体表观流速；6根据计算出的气相体积流量和气体表观流速，计算得到表征湿气气相体积流量的无量纲参数；7根据表征湿气气相体积流量的无量纲参数，计算未修正的加速度矢量模值；通过未修正的加速度矢量模值对步骤4中的湿气加速度矢量模值进行无量纲化；8根据无量纲化的湿气加速度矢量模值，拟合得到表征湿气液相体积含率的无量纲参数；9基于量纲分析法，根据表征湿气液相体积含率的无量纲参数，表征湿气气相体积流量的无量纲参数与液气密度比，拟合得到旋进漩涡流量计仪表系数的湿气修正因子，计算得到修正后的气相体积流量；10重复步骤6-9，直到两次得到的气相体积流量之间的相对误差达到合适的水平，认为此迭代收敛，最终得到被测湿气的气相体积流量与表征湿气液相体积含率的无量纲参数，可以进一步经简单换算与计算，得到液相体积流量及液相体积含率，实现被测湿气两相流量的测量。

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