基于容抗法的瞬時(shí)液膜厚度測量系統(tǒng)設(shè)計(jì)

由此特性曲線可知，要使電路工作在線性區(qū)，就要保證進(jìn)入電路的信號(hào)在其線性工作區(qū)內(nèi)。所以就對(duì)激勵(lì)信號(hào)的頻率和幅值有一定的要求。另外由于器件參數(shù)精度的影響和未知干擾的因素，需要通過理論分析和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，來獲取激勵(lì)信號(hào)最恰當(dāng)?shù)姆岛皖l率。

4 實(shí)驗(yàn)論證
在虛擬電子工作平臺(tái)上，對(duì)本測量系統(tǒng)做了仿真實(shí)驗(yàn)分析，對(duì)電路參數(shù)進(jìn)行了相應(yīng)修正。再經(jīng)實(shí)驗(yàn)標(biāo)定，對(duì)于高度為50mm的管道，當(dāng)SW-DIP4切換到1M檔時(shí)，探針標(biāo)定結(jié)果比較理想。對(duì)探針進(jìn)行標(biāo)定后，分別選取實(shí)驗(yàn)條件：1)100*15：f=100kHz，VPP=15V：2)100*10：f=100kHz，VPP=10V；3)400*15：f=400kHz，VPP=10V三組情況進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測得的三組數(shù)據(jù)結(jié)果如圖8所示，橫坐標(biāo)為液膜厚度，縱坐標(biāo)為探針無量綱電壓輸出。

從圖8可以看出，條件2)：100*10組中探針的無量綱輸出與液膜厚度之間的線性度較好，標(biāo)定曲線幾乎可以用一直線來擬合。效果比較理想，經(jīng)過精確標(biāo)定后可以用于實(shí)驗(yàn)。

5 結(jié)論
本文的主要?jiǎng)?chuàng)新在于設(shè)計(jì)的電容探針測量電路能夠快速、準(zhǔn)確地測量液膜厚度。經(jīng)實(shí)驗(yàn)論證，在對(duì)探針進(jìn)行精確標(biāo)定后，可以用于測量兩相流的瞬時(shí)液膜厚度。該系統(tǒng)現(xiàn)己用于油氣儲(chǔ)運(yùn)學(xué)科的多相流界面持液率測量實(shí)驗(yàn)，其線性度好、測量精度較高。