在线不定时采集的气液比测量装置、系统以及方法与流程

本发明涉及气液比测量设备技术领域，尤其涉及一种在线不定时采集的气液比测量装置、系统以及方法。

背景技术：

气液比在线测量是一个应用难题，实际使用装置或存在精度偏低，或者价格昂贵。

技术实现要素：

本发明的主要目的是提出一种在线不定时采集的气液比测量装置、系统以及方法，可以实现在线测量、自动切换采样并且不影响系统正常运行、价格低廉准确度高。

为实现上述目的，本发明提出一种在线不定时采集的气液比测量装置，包括：

输入管路和输出管路；

工作管路和测试管路，所述工作管路和所述测试管路的一端与所述输入管路连接，另一端与所述输出管路连接；以及，

第一切换装置，用以切换所述工作管路与所述测试管路其中之一与所述输入管路连通；

第二切换装置，用以切换所述工作管路与所述测试管路其中之一与所述输出管路连通；

压力传感器，用以检测所述测试管路的压力；以及，

容积可调节装置，具有一调节腔体，所述调节腔体与所述测试管路连通，所述调节腔体的体积可调节设置。

可选地，所述第一切换装置包括第一三通阀，所述第一三通阀设置在所述输入管路与所述工作管路和所述测试管路之间。

可选地，所述第一切换装置包括第二三通阀，所述第二三通阀设置在所述输出管路与所述工作管路和所述测试管路之间。

可选地，所述调节腔体包括测试油缸。

可选地，所述调节腔体设置为多个，所述多个调节腔体的最大容量不等，所述多个调节腔体可选择性地与所述测试管路连通。

可选地，所述测试腔体包括第一腔体和与所述第一腔体螺纹套接的第二腔体，以通过螺旋来调节所述第一腔体和所述第二腔体共同围合形成的腔体的大小。

可选地，所述在线不定时采集的气液比测量装置还包括排出支路，所述排出支路与所述测试管路连接，且所述排出支路上设置有控制阀。

本发明提供一种在线不定时采集的气液比测量系统，包括：

在线不定时采集的气液比测量装，包括输入管路和输出管路、第一切换装置、第二切换装置、压力传感器和容积调整装置，所述工作管路和所述测试管路的一端与所述输入管路连接，另一端与所述输出管路连接，所述第一切换装置用以切换所述工作管路与所述测试管路其中之一与所述输入管路连通，所述第二切换装置用以切换所述工作管路与所述测试管路其中之一与所述输出管路连通，所述压力传感器用以检测所述测试管路的压力，所述容积可调节装置具有一调节腔体，所述调节腔体与所述测试管路连通，所述调节腔体的体积可调节设置；以及，

控制器，与所述第一切换装置、所述第二切换装置、所述压力传感器以及所述容积调整装置电性连接。

本发明还提供一种在线不定时采集的气液比测量方法，采用上述的在线不定时采集的气液比测量系统完成，其特征在于，所述在线不定时采集的气液比测量方法包括：

控制所述第一切换装置和所述第二切换装置，使得所述测试管路与所述输入管路和所述输出管路连通，以进行采样气液两相流体，并且获取所述压力传感器测得的初始压力值；

在采样完成之后，控制所述第一切换装置和所述第二切换装置，使得所述工作管路与所述输入管路和所述输出管路连通，而所述测试管路保持封闭状态；

控制所述容积可调节装置改变所述调节腔体的体积，并且实时获取所述压力传感器测得的压力；

获取所述调节腔体的体积变化值以及所述压力传感器检测的压力变化值；

根据所述体积变化值和所述压力变化值，计算获得气液两相流体的气液比。

本发明提供的在线不定时采集的气液比测量装置的工作过程具体如下：

切换所述第一切换装置和所述第二切换装置，使得所述测试管路与所述输入管路和所述输出管路连通，以进行采样气液两相流体，通过所述压力传感器测得的初始压力值，在采样完成之后，切换所述第一切换装置和所述第二切换装置，使得所述工作管路与所述输入管路和所述输出管路连通，而所述测试管路保持封闭状态，以形成封闭腔，通过所述容积可调节装置改变所述调节腔体的体积，并且实时获取所述压力传感器测得的压力，最后只需要获得所述调节腔体的体积变化值以及所述压力传感器检测的压力变化值，就可以计算获得气液两相流体的气液比，具体地，封闭腔内存量气体体积加上调节腔体的调节(具体在本发明的实施例为活塞位移的增量体积)造成的体积变化导致相应的压力变化，此时液相体积变化及其微小可忽略，所有压力变化均认为是气相造成的。增量体积是测试给定的，压力为测量值，由此可计算出封闭腔内存量气体体积，即气液气液两相流的气液比。

为此，可以通过本发明提供的在线不定时采集的气液比测量装置获得气液两相流体的体积变化与压力变化值，进而可以后续可以直接根据所述体积变化值和所述压力变化值，来计算获得气液两相流体的气液比，如此，可以实现在线测量、自动切换采样并且不影响系统正常运行、价格低廉准确度高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明提供的在线不定时采集的气液比测量装置的一实施例的管路连接示意图。

本发明提供的实施例附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提出一种在线不定时采集的气液比测量装置100，包括：

输入管路1和输出管路2；

工作管路3和测试管路4，所述工作管路3和所述测试管路4的一端与所述输入管路1连接，另一端与所述输出管路2连接；以及，

第一切换装置5，用以切换所述工作管路3与所述测试管路4其中之一与所述输入管路1连通；

第二切换装置6，用以切换所述工作管路3与所述测试管路4其中之一与所述输出管路2连通；

压力传感器7，用以检测所述测试管路4的压力；以及，

容积可调节装置8，具有一调节腔体，所述调节腔体与所述测试管路4连通，所述调节腔体的体积可调节设置。

本发明提供的在线不定时采集的气液比测量装置100的工作过程具体如下：

切换所述第一切换装置5和所述第二切换装置6，使得所述测试管路4与所述输入管路1和所述输出管路2连通，以进行采样气液两相流体，通过所述压力传感器7测得的初始压力值，在采样完成之后，切换所述第一切换装置5和所述第二切换装置6，使得所述工作管路3与所述输入管路1和所述输出管路2连通，而所述测试管路4保持封闭状态，以形成封闭腔，通过所述容积可调节装置8改变所述调节腔体的体积，并且实时获取所述压力传感器7测得的压力，最后只需要获得所述调节腔体的体积变化值以及所述压力传感器7检测的压力变化值，就可以计算获得气液两相流体的气液比，具体地，封闭腔内存量气体体积加上调节腔体的调节(具体在本发明的实施例为活塞位移的增量体积)造成的体积变化导致相应的压力变化，此时液相体积变化及其微小可忽略，所有压力变化均认为是气相造成的。增量体积是测试给定的，压力为测量值，由此可计算出封闭腔内存量气体体积，即气液气液两相流的气液比。

为此，可以通过本发明提供的在线不定时采集的气液比测量装置100获得气液两相流体的体积变化与压力变化值，进而可以后续可以直接根据所述体积变化值和所述压力变化值，来计算获得气液两相流体的气液比，如此，可以实现在线测量、自动切换采样并且不影响系统正常运行、价格低廉准确度高。

在本实施例中，所述第一切换装置5包括第一三通阀，所述第一三通阀设置在所述输入管路1与所述工作管路3和所述测试管路4之间，显然本设计不限于此，所述第一切换装置5也可以是包括两个开关阀，以对应设置在所述工作管路3和所述测试管路4与所述输入管路1连接的一端上。

在本实施例中，所述第一切换装置5包括第二三通阀，所述第二三通阀设置在所述输出管路2与所述工作管路3和所述测试管路4之间，显然本设计不限于此，所述第二切换装置6也可以是包括两个开关阀，以对应设置在所述工作管路3和所述测试管路4与所述输出管路2连接的一端上。

在本实施例中，所述调节腔体包括测试油缸，所述测试缸体内设置有活塞，以通过所述活塞可以改变所述测试油缸与所述测试管路4连通的腔体的体积，显然本设计不限于此，所述调节腔体也可以采用其他的结构。

在其他实施例中，所述调节腔体设置为多个，所述多个调节腔体的最大容量不等，所述多个调节腔体可选择性地与所述测试管路4连通，为此，在针对不同的气液比的气液两相流体时，可以选用不同的调节腔体与所述测试管路4连通，以所述调节腔体为测试油缸为例，活塞运行前和活塞运行后压力差值控制在较小的设定值为佳，该设定值不能太小，太小表面腔体变化值太小，此外，该设定值不能太大，如此确保液体体积变化及液体内溶解气体析出的影响较小，可以直接以计算值作为气液比结果。

在其他实施例中，所述测试腔体也可以只有一个，为此，所述测试腔体包括第一腔体和与所述第一腔体螺纹套接的第二腔体，以通过螺旋来调节所述第一腔体和所述第二腔体共同围合形成的腔体的大小。

在本实施例中，所述在线不定时采集的气液比测量装置100还包括排出支路91，所述排出支路91与所述测试管路4连接，且所述排出支路91上设置有控制阀92，具体为截止阀，测试完毕将通过打开控制阀92释放测试管路4中的液体至容器中，秤量液体质量和标准的所述测试管路4的容积下液体标准质量进行比较即可计算出准确的气体含量。

本发明提供一种在线不定时采集的气液比测量系统，包括上述的在线不定时采集的气液比测量装以及控制器，所述在线不定时采集的气液比测量装的具体结构如前述介绍，在此不再赘述，所述控制器与所述第一切换装置5、所述第二切换装置6、所述压力传感器7以及所述容积调整装置电性连接。

本发明还提供一种在线不定时采集的气液比测量方法，采用上述的在线不定时采集的气液比测量系统完成，其特征在于，所述在线不定时采集的气液比测量方法包括：

控制所述第一切换装置5和所述第二切换装置6，使得所述测试管路4与所述输入管路1和所述输出管路2连通，以进行采样气液两相流体，并且获取所述压力传感器7测得的初始压力值；

在采样完成之后，控制所述第一切换装置5和所述第二切换装置6，使得所述工作管路3与所述输入管路1和所述输出管路2连通，而所述测试管路4保持封闭状态；

控制所述容积可调节装置8改变所述调节腔体的体积，并且实时获取所述压力传感器7测得的压力；

获取所述调节腔体的体积变化值以及所述压力传感器7检测的压力变化值；

根据所述体积变化值和所述压力变化值，计算获得气液两相流体的气液比。

为此，可以通过本发明提供的在线不定时采集的气液比测量装置100获得气液两相流体的体积变化与压力变化值，进而可以后续可以直接根据所述体积变化值和所述压力变化值，来计算获得气液两相流体的气液比，如此，可以实现在线测量、自动切换采样并且不影响系统正常运行、价格低廉准确度高。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。