越小，差压噪声越大。
将式3的两边分别除以式2的两边，可得：
式5、6即为利用孔板差压噪声测量汽液两相流双参数例如质量流量和干度的理论模型。其物理意义明确，形式非常简单，无须变换便可直接应用于微机仪表。
实测的汽水两相流孔板差压方根的相对统计方差R，大者可达百分之几十，小者也有百分之几，对于干度变化的反应相当灵敏。
2、 汽水两相流双参数测量仪表
根据上述的模型，作者研制成功与单孔板配套的测量仪表。该仪表核心是Intel 8098 CPU，配置32K ROM和8K RAM，还包括8个LED，8个按键以及微型打印机。一台开关稳压电源为仪表和变送器提供电能。
来自压力变送器和差压变送器的4～20毫安直流信号经I/V转换成1～5伏电压信号，再经A/D变换成数字量。数字滤波和统计估计可得数学模型计算所需的P、 和 。并按压力P由相应子程序计算密度和热焓，从而算出汽水两相流的干度、质量流量和携带热量，并对流量和热量进行累积运算。键盘和LED用于常数设置和结果显示，微打可定时或立即打印结果。D/A接口输出干度信号，RS232接口可与上位机进行通讯。仪表原理框图如图1所示。
图1 仪表框图
3、仪表在油田中的应用
利用孔板测量汽水两相流实验的78组数据，确定了比例系数 值。以下实验数据来自辽河油田的两个油井。表1显示了采用本仪表和传统采样法所得的干度数据的差别。表2显示了采用本仪表和传统孔板流量计测得的流量数据的差别。
[表1]
时间 | 9:00 | 9:15 | 9:30 | 9:45 | 10:00 | 10:15 | 10:30 | 10:45 | 11:00 |
本仪表 | 68 | 66 | 65 | 67 | 70 | 68 | 68 | 67 | 68 |
采样 | 73 | 73 | 73 | 74 | 75 | 74 | 74 | 75 | 75 |
误差% | 5 | 7 | 8 | 7 | 5 | 6 | 6 | 8 | 7 |
[表2]
时间 | 9:00 | 9:15 | 9:30 | 9:45 | 10:00 | 10:15 | 10:30 | 10:45 | 11:00 |
本仪表 | 8.184 | 8.012 | 8.189 | 8.203 | 8.021 | 8.086 | 8.012 | 8.103 | 8.085 |
孔板流量 | 8.2 | 8.2 | 8.2 | 8.2 | 8.1 | 8.1 | 8.1 | 8.1 | 8.1 |
误差% | 0.195 | 2.293 | 0.134 | -0.04 | 0.975 | 0.173 | 1.086 | -0.037 | 0.185 |
从以上数据可以看出，仪表测得的质量流量与直流锅炉的给水孔板流量相比较，误差小于5%；干度的误差小于10％。
4、 结论
(1)在汽水两相流中的孔板差压噪声是由于两相流中相密度分布的不均匀性和孔板的相分离效应引起的。其差压噪声的方差包含着相比分和质量流量的信息。利用孔板噪声测量汽水两相流干度和质量流量的理论模型，经实验证明与实际基本相符。从而实现了用单一孔板同时测量汽水两相流双参数(干度和流量)。
(2)汽水两相流双参数测量仪表与传统仪表相比，测量误差基本相同，但结构简单，而且具有更强的性能指标。
参考文献
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