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原文传递一种气液两相流体体积弹性模量测量装置及方法

专利名称：	一种气液两相流体体积弹性模量测量装置及方法
摘要：	本发明公开了一种气液两相流体体积弹性模量测量装置和方法，包括工作台和容器，所述容器上设有一个容腔，在容腔内设置有活塞杆，所述活塞杆的伸出端连接有驱动系统，在所述容器侧壁上设置有压力传感器和温度传感器，在容器的容腔与箱体间形成气液两相流体循环回路，所述箱体连接有加气抽气装置，在箱体内部设置有加热装置，驱动系统带动活塞杆运动，可改变容器容腔内流体的压力，加气抽气装置可改变气液两相流体的含气率，加热装置可改变气液两相流体的温度，获得压力、含气率和温度等参数后可计算不同状态下容腔内气液两相流体的体积弹性模量，本装置的测量包含了压力、含气率和温度三个变量因素，且测量精度高。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	河北;13
申请人：	燕山大学
发明人：	袁晓明;朱轩;王储;王卫东;张立杰
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-22T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-23T00:00:00+0800
申请号：	CN201910426624.2
公开号：	CN110160882A
代理机构：	北京挺立专利事务所(普通合伙)
代理人：	刘阳
分类号：	G01N3/12(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	066004 河北省秦皇岛市海港区河北大街西段438号
主权项：	1.一种气液两相流体体积弹性模量测量装置，包括工作台(37)，在工作台(37)上设置有容器安装座(13)，在容器安装座(13)上安装容器(17)，所述容器(17)上设有一个容腔，其特征在于：在所述容腔内设置有活塞杆(8)，所述活塞杆(8)穿过容器安装座(13)，所述活塞杆(8)与容器(17)的容腔滑动密封连接，所述活塞杆(8)的伸出端连接有驱动系统，在所述容器(17)侧壁上设置有压力传感器(15)和温度传感器(16)，分别用于测量容器(17)容腔内流体的压力和温度，所述活塞杆(8)内置位移传感器，在容器(17)上设置有流体入口和流体出口，在流体出口处连接截止阀(18)，截止阀(18)出口端通过管道接至箱体(33)，箱体(33)连接液压泵(20)的流体入口，液压泵(20)的流体出口与单向阀(19)的流体入口相连，单向阀(19)的流体出口与容器(17)的流体入口相连，溢流阀(21)安装在液压泵(20)的流体出口与箱体(33)之间，所述箱体(33)连接有加气抽气装置，在箱体内部设置有加热装置。 2.根据权利要求1所述的一种气液两相流体体积弹性模量测量装置，其特征在于：所述驱动系统包括伺服电机(1)和滚珠丝杠副，所述伺服电机(1)通过电机安装座(2)固定安装在工作台(37)上，工作台(37)上还固定设置有左轴承座(4)、垫块(36)、右轴承座(35)，左轴承座(4)和右轴承座(35)之间穿接有滚珠丝杠(9)，滚珠丝杠(9)左端穿过左轴承座(4)后通过联轴器(3)与伺服电机(1)连接，滚珠丝杠(9)右端穿接在右轴承座(35)上，滚珠丝杠(9)上安装螺母座(6)，螺母座(6)上固定连接有连接块(7)，活塞杆(8)左端与连接块(7)连接。 3.根据权利要求1或2所述的一种气液两相流体体积弹性模量测量装置，其特征在于：所述加气抽气装置，包括气压源(22)、气压源(23)、截止阀(24)、截止阀(25)、气泵(26)、过滤器(27)、单向阀(28)、无簧单向阀(29)，截止阀(30)、截止阀(31)和压力计(32)，所述气压源(22)出口与大气相通，入口与截止阀(24)相连，气压源(23)出口与截止阀(25)相连，入口与大气相通，气压源(22)、截止阀(24)与气压源(23)、截止阀(25)并联在管路中，并与气泵(26)相连，气泵(26)另一端与过滤器(27)相连，单向阀(28)和无簧单向阀(29)并联在管路中，单向阀(28)流体出口、无簧单向阀(29)流体入口都与过滤器(27)相连，单向阀(28)的流体入口、无簧单向阀(29)的流体出口都与截止阀(30)相连，截止阀(30)另一端与箱体(33)相连，截止阀(31)和压力计(32)分别安装在箱体(33)上。 4.根据权利要求3所述的一种气液两相流体体积弹性模量测量装置，其特征在于：所述连接块(7)包括带缺口的固定块和由缺口两端向外水平延伸的肩块，肩块下方固连滑块(10)，连接块(7)通过滑块(10)与导轨(11)连接，导轨(11)固连在垫块(36)上。 5.根据权利要求4所述的一种气液两相流体体积弹性模量测量装置，其特征在于：所述箱体(33)内部的加热装置为加热管(34)。 6.根据权利要求5所述的一种气液两相流体体积弹性模量测量装置，其特征在于：在所述活塞杆(8)和容器(17)之间设置有密封圈(14)。 7.根据权利要求6所述的一种气液两相流体体积弹性模量测量装置，其特征在于：所述左轴承座(4)上固连左限位块(5)，所述右轴承座(35)上固连右限位块(12)。 8.一种气液两相流体体积弹性模量测量方法，其特征在于：其步骤包括：步骤一：利用权利要求7所述的气液两相流体体积弹性模量测量装置，检查设备和管路连接是否安全可靠，确保各连接配合处无泄漏；步骤二：在进行气液两相流体体积弹性模量测量之前，驱动系统控制活塞杆(8)位于左限位块(5)和右限位块(12)的中位位置并保持静止，打开截止阀(18)，启动液压泵(20)，将箱体(33)中的流体输送至容器(17)容腔中，再经截止阀(18)回到箱体(33)以排出空气，空气排出后关闭液压泵(20)和截止阀(18)；步骤三：伺服电机(1)通过滚珠丝杠副驱动活塞杆(8)对容器(17)容腔中的流体进行周期性的压缩膨胀循环，压力传感器(15)实时记录容器(17)容腔中的流体压力，活塞杆(8)的内置位移传感器记录活塞杆(8)的位移，根据体积弹性模量公式：计算出此时容腔内流体的体积弹性模量；步骤四： a)测量不同温度下流体的体积弹性模量：在进行步骤一后，启动加热管(34)，一段时间后，进行步骤二和三，温度传感器(16)可实时记录容器(17)容腔中流体的温度，在不同温度下重复数次，可得到不同温度下流体的体积弹性模量； b)测量含气率不同时流体的体积弹性模量：加气操作：在进行步骤一后，依次打开截止阀(25)、气泵(26)和截止阀(30)，对箱体(33)中的流体充气加压，一段时间后，关闭截止阀(25)、气泵(26)和截止阀(30)，静置一段时间，待气体充分溶解后进行步骤二和步骤三；抽气操作：在进行步骤一后，依次打开截止阀(24)、气泵(26)和截止阀(30)，对箱体(33)中的流体抽气减压，一段时间后，关闭气泵(26)和截止阀(30)，待流体中气体充分析出后，再打开气泵(26)和截止阀(30)，进行抽气，然后关闭截止阀(24)、气泵(26)和截止阀(30)，进行步骤二和步骤三；重复数次，可得到含气率不同时流体的体积弹性模量。
所属类别：	发明专利