电磁流量计测量不稳定介质

    多相流可发生在很多工业生产过程中，包括采矿、化工生产、发电、石油开采和运输。这些多相流可能包括固液、气液、气液液（可能包含气、水和油）流动以及其它组合。在石油生产时可能是一个非常复杂的气体、油、水和其他成分的混合物，如沙子和岩石。正确地测量多相流，比如平均浓度、平均流速和每一相的质量流量，是一项极具挑战性的任务。过程层析成像技术对了解复杂的三维多相流过程是一种很有前途的非侵入式成像技术，并且被认为是用来测量多相流最有前途的办法。在过去的十多年，已对用于多相流测量的各种层析成像技术进行了研究，包括涉及流动电气性能的测量技术。这些技术包括电容层析成像技术（ECT）、电阻层析成像技术（ERT）和电磁层析成像技术（EMT）。

    ECT使用电极阵列，以测量管道周围的电容为基础，可以用于包含电介质材料工业过程成像。边界电容的测量，受流动横截面上电介质的分布影响，采用适当算法，这些测量出的电容可用来重构流动横截面上介电常数的分布。根据介电常数分布，可以推断出流动横截面上各相的分布。当多相流系统有连续相和分散相电导率的比值时，ERT可以用于浓度分布和微粒容积率分布的可视化。

    EMT，亦称磁感应层析成像（MIT），是基于电磁理论的计算层析成像技术。使用流量计周围的检测线圈，通过测量感应电位，采用合适的图像重建技术。可以获得电导率和磁导率时空分布。EMT，因为它的非侵入、非接触的特点，与其它多相流技术一样，在工业多相流测量中有着光明的前途。

    在许多重要的工业应用中，测量流动相的体积流量通常是非常重要的。在最近十年，使用双平面ERT，已知连续相和分散相电导率的比值，对于具有导电连续相的两相流中分散相体积流量的测量，已取得了重大进展。但是，连续相体积流量的检测技术却进展缓慢。基于电磁感应理论，电磁流量计已广泛用于测量单相流中导电液体的体积流量。Shercliff确定了轴向流速和感应电压的关系。当电极的几何位置位于流体管道的内圆周，电极之间的连线垂直于施加的磁场，并且电极之间的距离等于一个导管直径时，Shercliff计算出了与位置有关的“权函数”W（x，y），它表示流动横截面上给定点（x，y）的轴向流体速度对所测量的电极间的感应电位差的相对作用。如果电极位于边界上任意位置时，也可以容易地计算出权函数的值，那么，就可能开发出图像重建算法来实现下面的功能：

    （1）可以测量流速分布高度不均衡（比如在有些倾斜的管道中）的单相流的导电液体的局部轴向速度分布；

    （2）可以测量气-水、油-水和固-水等工业多相流中连续相的局部轴向速度分布。

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