基于电容传感器的两相流参数检测原理及应用

1、基于电容传感器的两相流参数检测原理及应用摘要：两相流是现代诸多工业过程中的常见对象，对两相流流动参数与流型的准确检测对 优化生产策略、安全高效生产、工业过程准确控制意义深远。作为一种非侵入、不辐射、防 爆、安全可靠的检测手段,基于电容法的两相流流动参数与流型检测技术长期以来都是国 内外的研究热点，是解决该测量问题的重要方法之一。该文围绕电容法在两相流参数检 测中的应用，从电容法两相流参数测量的原理、电容法在相含率测量、流型识别中的应用， 以及电容层析成像技术在两相流参数检测中的应用等几方面，对以往国内外学者在该方 面的研究工作进行了回顾，讨论了电学法两相流参数与流型检测技术目前尚存在的问题 以

2、及未来的研究方向。关 键 词：两相流；相含率测量；电容法；流型检测Fundamentals of electrical capacitance sensing and its applicationsfor two-phase flow parameter detectionAbstract: Two-phase flow is a common object in many modem industrial processes. The accurate detection of flow parameters and flow patterns of two-phase flow is o

3、f significance for optimizing production strategy, safe and efficient production , and accurate control of industrial processes. As a non-invasive, non-radiative , explosion-proof, safe and reliable detection method, the two-phase flow parameters and flow pattern detection technology based on the ca

4、pacitance method has long been a research hotspot at home and abroad, and is an important method to solve this measurement problem. This paper focuses on the application of the capacitance method in the detection of two-phase flow parameters，from the principle of capacitance method two-phase flow pa

5、rameter measurement，the application of capacitance method in phase content measurement，flow pattern identification, and capacitance tomography in two-phase flow. In the aspects of the application of phase flow parameter detection, the research work of scholars in the past has been reviewed. Finally,

6、 the current problems of electrical two-phase flow parameters and flow pattern detection technology，and future research directions are discussed.Key words： two-phase flow; phase content measurement; capacitance method; flow pattern detection两相流对象广泛存在于石油、天然气、化工、 制药、冶金、电力等工业过程中。对两相流的相含 率、流型等参数的准确检测,是工

7、业生产过程安全 可靠运行、合理规划生产策略的关键问题。两相 流对象最常见的有气固两相流、气液两相流、液液 两相流3种形式，其中，液液两相流又以油水两相 流最为常见。例如,火力发电过程中燃料气力输 送管道中的空气煤粉构成了气固两相流;天然气 运输管道中,天然气岩层水构成了气液两相流;石 油工业中，原油运输管道内的石油水构成了油水 两相流。目前，两相流的参数检测技术仍是一个悬而 未决的世界性难题。大量学者致力于这一棘手问 题的研究。总体而言，两相流流动参数检测技术 发展至今,可以归纳为下述几类方法。差压法差压法是测量两相流质量流量最常用的方法 之一，当两相流流经节流装置时，通过建立管道压 降与流量

8、之间的关系，进而测量两相流的质量流 量。例如，在气固两相流的研究方面，金锋等 人E将文丘里管和电容传感器结合使用，测量差 压和气固两相流固相浓度，进而得到固相速度和 质量流量。黄志尧等将管道总压降和固相粉 体浓度作为测量参数，构建了差压浓度数学模型。 差压法成本较低，操作简单，但是，差压浓度模型 参数受很多因素影响，无法从根本上消除，因此, 它的应用受到了一定的限制。衰减法基于衰减原理的浓度测量方法主要包括光学 法、微波法、辐射法等。它们的原理类似， 都是在管道周围安装发射和接收装置，通过测量 激光、微波、射线穿过气固两相流管道之后的能量 衰减,建立与固相浓度之间的关系。光学法利用光纤组成测量

9、系统是常用的光学测量方 法。Nieuwland等人建立了一套光纤测量系统, 通过测量悬浮颗粒反射的光线可以得到浓相气固 两相流中固相颗粒的浓度分布。Zhu7等人设计 了一个五光纤光学探头,这种探头设计还带有自 我校验功能,减少了非测量颗粒反射造成的误差。 光学法的一个重要优点是不受固相颗粒化学性质 或湿度变化的影响，但是，该方法在实际应用中， 光学元件易受污染，需保证探头清洁,这样就会造 成实际工业现场中应用和维护方面的困难。微波法不同于光学法，微波法的测量容易受到固相 颗粒化学性质或湿度的影响。虽然微波法可以测 量固相浓度，但是,结果易受颗粒尺寸、形状及湿 度的影响，并且颗粒在测量管道上的沉

10、积会带来 较大误差。辐射法辐射法是使用%射线或者X射线等放射源 来扫描流体介质,是一种非侵入式的方法,该方法 受固相颗粒的湿度及分布影响较小。当两相流体 对射线产生的衰减比管道对射线产生的衰减小得 多时,测量系统对射线强度测量的准确性要求很 高。该方法测量精度较高，但是需要的设备昂贵, 成本较高,射线对人体有伤害,多射线的测量系统 对射线源的性能一致性要求高，而且不适用于恶 劣的工业环境，例如气力输粉系统。3)共振法气固流中固体颗粒受到高强度电磁波作用 时，原子核系统会在磁能级之间发生共振跃迁现 象。King等利用这一原理,使气固流流经强度很 高的磁场，造成原子核能量的跃迁,然后再经过一 个发

11、出电磁波的磁场，使共振现象发生，而核磁共 振的强度与气固两相流浓度之间有比例关系，通 过测量核磁共振强度即可得到固相浓度囱。该 方法不受流体物理参数的影响,精度高，但它的结 构复杂，成本高。数字图像法数字图像法通常借助高速摄影系统，对两相 流流动过程进行实时拍摄和图像采集，然后利用 图像处理技术获取各相体积浓度。该方法可以观 察流体的瞬态变化,具有直观可见、非接触式等优 点。但是，该方法的应用对象仅限于透明管道及 稀相气固两相流测量，且对管道中间区域的信息 获取具有局限性。电学法不同流体介质具有不同的电学特性，通过建 立介质电学特性与相分布之间的关系，就可以得 到平均浓度。用于气固两相流浓度测

12、量的电学法 主要有静电法和电容法。电容法的敏感机理是：当管道内固相浓度发 生变化时，电容传感器极板间的等效介电常数发 生变化，从而引起电容传感器极板间的电容变化, 通过标定电容值与浓度的关系，即可通过测量电 容值来预测浓度的大小。Fuchs等人提出一种 气力输送双层电容传感器的设计,该设计基于一 种“互相关成像”的方法，通过相关法得到颗粒的 速度和浓度,并可以得到这些参数在管道截面的 分布。由于电容传感器具有成本较低、非接触测量、 安装简便、适合于工业现场环境等优点，它成为最 具潜力解决两相流参数测量问题的方法之一。本 文着眼于电容法两相流参数检测，回顾了国内外 学者在基于电容法的两相流测量技

13、术中的研究近 况。本文将围绕电容法两相流检测原理、电容法 在各种流动参数检测中的应用，以及电容法两相 流参数检测中仍需解决的问题进行介绍与讨论。1电容法检测的原理L1电容传感器的敏感机理电容传感器的敏感机理可以从两个角度进行 解释:其一为基于有效介质理论，得到两相流有效 介电常数与传感器输出电容的关系；其二为电容 传感器的灵敏度理论。1-1.1有效介电常数与传感器输出的关系当 两相流各相混合方式(即流型)不同时，混合物的 有效介电常数会随相含率的变化呈现不同的变化 规律。以两相均匀流为例,Maxwell对于两相均匀 流有效介电常数的研究被广泛接受。由此研究得 到的Maxwell-Garnett

14、公式可以很好地反映两相均 匀流有效介电常数随相含率变化的关系。以气液 两相流为例,Maxwell-Garnett公式表示为u _2l（ ! 一 气）+ ! + 2!g （ 1）!eff（-孔 2!r+ !l+2l（ !） （ D其中,!eff( l)为不同液相含率时气液两相混合物 的有效介电常数,！l和!分别代表液相和气相介 质的介电常数,l指两相流的液相含率。此外，还 有很多模型可以用于两相流等效介电常数的计 算，但是这些模型都会或多或少地受到两相流流 型和电容传感器结构参数的限制。即对于不加限 制的两相混合流体，两相介质的物理特性为各向 异性时，目前还没有适用于普遍的混合物等效介 电常数计

15、算的模型。当电容传感器几何参数设计完成后，传感器 的输出即可表示为式(2)所述的线性函数,C： = C + eff( l)。( 2)其中，C。为电容传感器的基础电容值，取决于传 感器的几何参数;为与传感器几何参数有关的 系数,为一正常数。1.1. 2 电容传感器的灵敏度理论 电容传感器 的敏感机理还可以用灵敏度理论解释。对于电容 传感器，它的空间灵敏度分布可作如下定义:传感 器的敏感区域内某一单元介质的介电常数变化所 引起电容传感器电容值的变化量与该单元介电常 数增量之比。当对电容传感器的数学物理模型采 用基于网格的数值方法分析时，传感器的敏感区 域被剖分为一个个微元。此时，电容传感器的灵敏

16、度可定义为S( A) = CA = - 1 ( A = 1,2,%,B)( 3) 其中:.(A)为传感器敏感区域内第A个微元的灵 敏度;为第A个单元的介质为高介电常数相，敏 感区域内其他单元介质为低介电常数相时的电容 值;C为敏感区域内介质全部为气相时的电容值； ?1为敏感区域内介质全部为液相时的电容值;A 为第A个微元的面积与敏感区域截面积之比;B 是敏感区域内有限元剖分微元的总数。运用场量 提取法为可以很大程度上减少灵敏度求解的 计算量，可以实现电容传感器灵敏度的快速计算, 其表达式为.(A)&C(4)其中:#为电容传感器激励电极施加激励电压C, 检测极板接地时产生的电势分布;为电容传感

17、器检测电极施加激励电压C,激励极板接地时产 生的电势分布。.(A)&C(4)1-2电容传感器的配置形式与设计关键因素电容传感器可以概括地分为两类:单电容传 感器和ECT传感器。单电容传感器由激励电极 和检测电极两个极板构成,其敏感机理通常用有 效介电常数与电容传感器电容输出进行描述。单 电容传感器可以单独使用，或与其他多个单电容 传感器构成阵列进行使用。ECT传感器常见的有 8,12,16电极等形式，是一种多电极传感器。它 在工作时，每次仅一个电极施加激励信号,另一个 电极作为检测电极,其余电极处于与电路地等电 位的状态，但并不与检测电极有电气连接。通常, ECT传感器的敏感机理用灵敏度理论进

18、行解释。 图1和图2分别为单电容传感器与ECT传感器图1单电容传感器结构示意图Fig. 1 Structure of single -capacitance sensor关于ECT传感器设计的若干要素，丫ang等人 已在文献12 - 13中进行了详细论述。1. 3电容传感器的调理电路设计电容传感器的调理电路实质上是一种微小电 容测量电路。不同于一般的电容测量电路，电容 传感器的调理电路不仅需要保证电路能够准确、 稳定地检测传感器电容输出的微小变化,还需要图2十二电极ECT传感器结构示意图Fig. 2 Structure of a 12 -electro?e ECT sensor 电路具备抗杂散

19、参数的能力。满足这些要求的电 路目前主要有如下几种形式:基于直流充放电原 理的电容测量电路，基于调制-解调原理的电容测 量电路，以及基于阻抗测量原理的电容测量电路。基于直流充放电原理的电容测量电路存在模 拟开关器件通断频率高引起过多电荷注入的问 题问，以目前较成熟的商品ECT系统来看，基于 该原理的测量系统已经难寻踪迹。因此,本文不 再对该原理进行介绍。1.3.1 基于调制解调原理的电容测量电路基 于交流调制解调原理的电容测量电路目前应用极为广泛。该电路的原理如图3所示。为广泛。该电路的原理如图3所示。Fig. 3 Diagram of capacitance measurement circ

20、uit based on modulation-demodulation principle图3中，调制放大器运用电容值C调制载波 (正弦激励源),得到调幅信号L，并经后级开 关检波电路、低通滤波电路解调幅后输出正比于 C的直流信号Cdc。对图3的交流激励微电容测量 电路进行抗杂散电容性能分析可知，其中，高频交 流信号激励直接施加在传感器的激励电极上，流 经Cs1的电流并不会流进激励电极中，后续也不会 流经测量电路的运放中，因此，可认为杂散电容 Cs1对电容测量没有影响;其次，对杂散电容Cs2进 行分析,其一端直接接地，而另一端连接到运放的 反向输入端，此时运放处于深度负反馈状态，即 ?!的另

21、一端处于“虚地&状态，所以，膈两端的 电势差近似为零，杂散电容无法完成电荷的积累， 可以认为其同样无法对测量电路产生影响。因此, 交流激励微电容测量电路具有较好的抗杂散电容 的能力皿！1.3.2基于阻抗测量原理的电容测量电路我 们在研究过程中发现，当两相流对象中含有高电 导率相时，电容测量将出现偏差。以天然气含水 率测量这一应用为例，通常天然气输气管道中天 然气携带的水具有较高的矿化度，此时，电容传感 器的电容测量值将严重偏离标定曲线，从而不能 实现应用目标。对上文介绍的调制解调电路稍加 改进，就能变成阻抗测量电路，从而解决这一问 题。基于阻抗测量原理的电容测量电路宜如图 4所示。图4基于阻抗

22、测量原理的电容测量电路原理图Fig. 4 Diagram of capacitance measurement circuit based on impedance measurement principle可以发现，图4与图3所示电路的差别在于 调制放大器的反馈网络。采用傅氏域分析的方法 不难发现，基于阻抗测量原理的电路可以同时测 得电容传感器输出电流中的位移电流成分（表征 介质的介电常数实部）和传导电流成分（表征介 质的电导率），分别由正交解调模与同相解调模 块输出。在该电路中，由于电容传感器与运放输入端 连接,与在基于调制解调原理的电容测量电路中 的分析类似，基于阻抗测量原理的电路同样具

23、备 抗杂散参数的能力。2电容法在气固两相流浓度测量中 的应用气固两相流是燃煤锅炉中的常见对象，广泛 存在于火力发电、冶金等工业领域中。火电厂锅 炉气力输送煤粉系统是一个典型的气固两相流流 动系统，气固两相流分为稀相气固两相流和浓相 气固两相流,稀相是指气体中含有很稀少的固相 颗粒，密相（也称浓相）是指气体中含有大量的固 体颗粒。常用区分方法是以固体颗粒的体积浓度 份额$来区分,$ 5%为稀相，$ %5%为密相。 在实际工程中，属于稀相流动的，例如发电厂里用 压缩空气向锅炉输送煤粉、锅炉烟道排除含尘烟 气流,许多颗粒物料的稀相气力输送等;属于密相 流动的，例如层燃炉、沸腾燃烧炉内的气固两相 流，

24、磁流体发电装置中的空气煤粉两相流,化工反 应釜内的气固两相流，许多颗粒物料的密相气力 输送。目前气固两相流的研究受到了越来越多的科 学家和工程师的重视，对快速、非接触、能够适应 复杂环境的气固两相流动参数检测技术与仪表的 研究成为工程热物理与仪器科学一个重要的交叉 发展方向，得到了国内外学者的极大关注。由于 气固两相流是一个复杂的非线性非平稳过程，流 态形式多种多样,十分复杂,致使精密在线测量气 固两相流参数成为世界性难题。因此，研究气固 两相流流型分布、相浓度及流速等参数的在线测 量具有重大的科学价值及实际意义。通常气固两相流粉体颗粒在运输过程中会由 于颗粒间、颗粒与管道间的碰摩而带电。因此

25、，除 了颗粒浓度贡献的介电常数变化之外，颗粒荷电 情况也是可利用的信息。当然，除了颗粒的荷电 信息外,还有例如声学信息的重要物理量可以利 用。因此，在基于电容法的气固两相流浓度测量 方面主要有两种策略被研究者们所采用：采用 纯电容传感器的测量方法;采用电容非电容传 感器信息融合的方式测量。1）采用纯电容传感器的测量方式 以煤粉空气两相流为例，煤粉的相对介电常数通常为2左右。因此，两相流固相浓度变化引 起的传感器电容值变化十分有限。这就需要在传 感器及其调理电路设计上进行优化,从而保证测 量系统的信噪比与可靠性。未解决电容传感器气固两相流浓度测量的问 题,Hu等人3设计了一种新型传感器结构。该

26、结构采用了一个主动传感器和一个从传感器构成 差分结构，并运用差分双采样技术,提高了测量系 统的抗电磁干扰能力和信噪比。实验证明该系统 能够适用于稀相气固两相流（$ =1%）。2）采用多物理信息融合的方式测量 在气固两相流浓度测量领域，颗粒的荷电情 况是两相流重要的信息,常与电容信号互补使用。 Zhang等人四运用静电传感器与电容传感器融合 的方式对构成煤粉/生物质/空气的气固流进行了 浓度测量研究。由于静电传感器对煤粉更敏感， 而电容传感器对生物质更敏感，因此，融合两种传 感器的物理信息，可以实现对煤粉、生物质浓度的 分别测量。Wang等人纣针对气固两相流浓度测量所用 的电容传感器，提出了一种

27、流场电磁场耦合仿真 的方法，并进行了理论分析。仿真研究指出，在气 固两相流浓度测量方面，双环式电容传感器的径 向灵敏度最均匀,但轴向灵敏度均匀性较差;对臂 式电容传感器的轴向灵敏度均匀性较好,但径向 灵敏度较差;螺旋式电容传感器的轴向和径向灵 敏度的均匀性介于二者之间。3电容传感器在气液、油水两相流 液相含率检测中的应用电容传感器在含有液态相的两相流对象中有 着非常广泛的应用。其中，最典型的两种对象是 气液和油水两相流。对于气液两相流对象，气体 的相对介电常数可视为1,而液相的相对介电常 数比1大得多;对于油水两相流，油相的相对介电 常数远小于水的相对介电常数。因此，上述两种 两相流对象中，液

28、相含率变化引起的传感器输出 变化十分显著，适合采用电容法进行测量。Pet等人邸采用了一种4电极结构的对臂式 电容传感器用于油气两相流的含气率检测。Ker_ pel等人M研究了一种用于小管径（8 mm）含气 率检测的方式，并且在弹状流、间歇流、环状流情 况下进行了实验，实验证明了其方法的有效性。 Salehi等人0研究了不同电容传感器形式（对臂 式,螺旋式，双环式）在不同流型的油气两相流测 量中的特性，对传感器的灵敏度以及流型的依赖 性进行了对比，并且在基本的电容传感器形式上 加以改进，提出了一种新型的传感器结构。Libert 等人使用了一种特别设计的对臂式传感器，用 于气液两相流的液相含量测量

29、，在基本标定的曲 线中加入了一项用气速表征流型的修正项，从而 使得他们的方法能适用于更广泛的流型。不难看出，已有的基于电容传感器的液相含 率测量研究中，几乎都采用了 “在特定流型下测 量”的思想。这是因为，电容传感器检测场灵敏 度分布不均匀，管道内两相流流型的变化会对电 容传感器的测量值造成很大的影响。因此，目前 基于电容传感器的液相含率测量方法大多数都是 采用分流型测量策略进行的，即在特定流型下进 行液相含率测量。分流型测量的方法可概括为： 在特定流型情况下进行标定实验,获得传感器输 出与液相含量之间的函数关系，并根据测试数据 拟合标定曲线函数，用于实际测量中。4电容法在两相流流型识别中的应

30、用早在1966年Hubbard和Dukler就将水平 管道气液两相流压力信号的功率谱分析结果用于 流型判别。随着信息与电子技术的发展,20世纪 90年代后期,Choi2&等用高速摄影法拍摄管道内 的气液两相流流型图像，并利用图像处理技术对 流型做了实验研究。周云龙等也通过使用高速 摄影系统获得气液两相流流动图像，利用数字图 像处理技术和小波分析等再与神经网络、支持向 量机等相结合实现流型识别”。目前，基于电容法的两相流流型识别的方法 主要是基于电容传感器的测量信号，或协同其他 电学传感器（如静电传感器）信号,通过分析测量 信号得到流体某些参数的变化信息，进而实现监 测及识别流型咨。在基于电容法

31、的气固两相流 流型识别方面，杨五强29、王化祥耶、刘石等 人多年致力于对ERT电阻层析成像、ECT电容层 析成像等电学法层析成像技术的研发，在传感器 设计、信号采集、场域灵敏度分析及图像重构算法 方面都有较深入的研究。黄志尧等E提取两电 极电容传感器获得的小通道气液两相流电容波动 信号，对每层分量提取能量特征,将提取的流型特 征参数作为最小二乘支持向量机分类器的输入向 量实现流型识别。我们在研究中发现,虽然诸多学者在流型识 别方面采用的传感器、算法有所不同，但流型识别 的策略可以概括为如下几类：1）利用电容传感器的信号，或结合静电传感 器的信号，提取信号的特征，结合神经网络类算法 （如支持向量

32、机等），达到流型识别的目标；2）借助ECT重构的图像，对图像提取流型特 征，并将其输入流型识别分类器进行流型识别;3）数据融合方案，将策略1）和策略2）的结 果进行数据融合，得到流型识别结果。对于策略1），本课题组在气力输粉实验平台 上对空气煤粉两相流进行实验，利用静电传感器 获取两相流动的颗粒荷电信息，进行流型识别实 验。具体过程为:对静电噪声信号经过预处理之 后提取MFCC特征量，训练HMM模型实现流型 识别，如图5所示。图5利用静电信号的流型识别策略Fig. 5 Flow pattern recognition strategy utilizing electrostatic signa

33、l这里采用连续高斯混合密度CGM（ Continuous Gaussian Mixture）来拟合各状态下的观测概 率密度函数构成CGHMM。识别正确率达 95. 3%，其中层流的识别率为100%，错误主要发 生在均匀流与绳流之间。5若干待解决问题与研究进展基于电容法的两相流参数检测技术发展至今 仍有许多需要解决的问题。这些问题部分源于被 测对象的固有属性,部分源于电容传感器的原理 本身。以下选取部分待解决的问题进行讨论。1）气固两相流固相颗粒荷电对电容法测量 影响的消除在气固两相流中，由于固相颗粒在运动过程 中，颗粒与颗粒、颗粒与管壁之间产生碰摩，颗粒 通常因此而荷电。Gao等人即分析了颗粒

34、荷电 影响电容传感器测量的机理，当颗粒荷电时，电荷 运动在电容传感器上产生附加电流，这部分电流 在调理电路中体现为传感器贡献了额外的电容测 量值。颗粒荷电产生的额外电流将严重影响ECT 图像重构的效果3334，同时也会影响一般单电容 传感器的测量结果。Wang等人弟据此又提出了 一种解决颗粒荷电影响的方案，即在调理电路中 加入低通滤波环节,从而滤除颗粒所带电荷贡献 的额外电流。然而，加入滤波环节后，由于滤波器 的惯性，电容测量值的变化将滞后于气固两相流 固相含率或流型的变化，并且有可能引起测量值 波动较剧烈，这对ECT系统而言存在弊端。同样致力于解决颗粒荷电影响的问题,Tang 等人从灵敏度系

35、数矩阵的角度思考，提出了考虑 颗粒荷电的复合灵敏度系数矩阵理论如，用于补 偿ECT系统因颗粒荷电影响产生的图像失真。 复合灵敏度系数矩阵实际上是在传统的ECT灵 敏度系数矩阵（介电常数灵敏度系数矩阵）中加 入了能反应颗粒电荷对电容测量贡献的电荷灵敏 度系数，从而在ECT图像重构时能将颗粒所带电 荷加入考虑。然而，Tang等人提出的复合灵敏度 理论目前只对ECT传感器做出了讨论，而对于单 电容传感器,该理论尚未加以推广。Wang等人闵提出了一种基于极限学习机的 颗粒带电对ECT系统的影响消除方法。该方法 直接建立颗粒带电情况下电容测量向量与ECT 图像的映射关系，从而回避了电路上的优化和复 杂度

36、。但是该方法需要大量的训练样本，实施较 为困难。2）非气固两相流相速度测量问题两相流的相速度是十分关键的物理量。因电 容传感器只对管道内介电常数的空间分布敏感， 因此，气固两相流在运行过程中，由于颗粒的摩 擦,固相通常携带电荷。因此，气固两相流中的固 相速度通常可以采用静电传感器测量，常用手段 包括基于静电信号时延估计的方法（如互相关 法参39、自适应滤波法耶），以及基于静电传感 器空间滤波效应的频域分析方法41_42。而对于 非气固两相流而言，通常两相物质皆为电中性，因 此,静电传感器不再能测量某相的速度。对于非气固两相流分相流速的电容法测量， 目前鲜有报道。作者在研究中发现，对于电容传 感器,也可采用类似于静电传感器空间滤波效应 的方法进行流速测量。以气液两相流中水的分相 流速测量为例，仿照静电传感器空间滤波法的原 理,仿真得到电容传感器的空间滤波频率特性,并 通过分析电容传感器输出电容值波形的频谱，得 到水相流速值。3）介质的高电导率对电容测量的影响工业生产过程中，存在一类两相流对象含有 具备高电导率的相。例如,天然气运输管道中的 水来自于储气岩层,在鄂尔多斯地区,其矿化度平 均值可达48. 37g/L43，此时，管道内的气水两相 流中的水相即为高电导率相。目前，关于电导率 对电容测量影响的讨论不多见。作者在研究过程 中发现，当被测介质的电导率较大时，电容测量电 路的输出