本发明涉及两相流测量领域，更具体地，涉及一种两相流测量装置。
背景技术：
两相流动是指固体、液体、气体三相中的任何两相组合在一起、具有相间界面的流动体系。蒸发器、再沸腾器、冷凝器、气液反应器，各类管路如三通管、u形管、倾斜管等等都会出现两相流现象。在反应堆热工水力分析中，两相流现象可以引起堆芯流量和功率的震荡，严重时会对反应堆的安全构成威胁。除此之外，两相流的参数测量对cap1400重大专项的许多试验有着重要意义。在非能动堆芯冷却系统性能试验中，主回路系统、非能动余热排出系统、自动降压系统、压力平衡管、波动管等系统和管线均存在两相流，这些系统和管线中两相流流型的测量对于试验现象的观测和热工水力机理的研究均具有重要意义。传统两相流测量方式如射线、示踪、拍照等存在测量结果不直观，准确性差，后处理繁琐等缺点。
另外，现有的测量传感器钢丝电极多采用一体化封装，长期使用过程中若钢丝发生损坏，不可或较难拆卸更换；线阵列电极之间相互位置通过钢丝固定端保证，对钢丝固定端的加工和装配要求较高。
技术实现要素：
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。
为此，本发明提出一种两相流测量装置，该两相流测量装置测量结果直观，准确性好。
根据本发明实施例的两相流测量装置，包括：基体，所述基体内限定有测量通道，所述基体具有与所述测量通道连通的进口和出口，所述基体的内壁面包括第一壁面、第二壁面、第三壁面和第四壁面，所述第一壁面与所述第二壁面相对设置，所述第三壁面与所述第四壁面相对设置；多个发射电极，多个所述发射电极的一端与所述第一壁面相连，且另一端从所述第二壁面伸出；多个接收电极，多个所述接收电极与所述发射电极在所述测量通道的轴向上间隔开分布，多个所述接收电极的一端与所述第三壁面相连，且另一端从所述第四壁面伸出，多个所述发射电极与多个所述接收电极在所述测量通道的截面上的投影形成格栅；绝缘垫片，所述绝缘垫片设在所述基体内且位于所述发射电极和所述接收电极之间以隔开所述发射电极和所述接收电极。
根据本发明实施例的两相流测量装置，通过在测量通道内设置沿轴向间隔开且交叉布置的发射电极和接收电极，格栅状的发射电极和接收电极将待测容器或管道的横截面分成格栅形状的测量点，测量时，发射电极被依次激活，所有的接收电极全部处于接收状态，并采集测量信息，该结构的两相测量装置可以测得每一测量点处介质的电学性质，从而得到瞬态下截面的流体分布，通过后处理软件重现流过截面的流体动态三维模型，测量结果更为直观，准确性更好，并且采用绝缘垫片对发射电极和接收电极进行定位和分隔，对发射电极和接收电极定位端的加工工艺的依赖度降低，制备方便，成本低廉。
另外，根据本发明实施例的两相流测量装置，还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一个实施例，所述绝缘垫片形成为环形，所述绝缘垫片的内圈与所述测量通道导通。
根据本发明的一个实施例，多个所述发射电极和多个所述接收电极分别位于垂直于所述测量通道的轴向上的两个平面内，多个所述发射电极平行设置，多个所述接收电极平行设置，所述绝缘垫片上设有多个与所述发射电极或接收电极位置相对应的定位槽。
根据本发明的一个实施例，所述绝缘垫片包括一个，所述绝缘垫片的两侧分别设有所述定位槽。
根据本发明的一个实施例，所述绝缘垫片包括第一片体和第二片体，所述第一片体和所述第二片体沿所述测量通道的轴向分布，所述第一片体和所述第二片体上分别设有所述定位槽。
根据本发明的一个实施例，所述发射电极与所述接收电极互相垂直形成所述格栅，所述第一片体上的所述定位槽与所述第二片体上的所述定位槽互相垂直。
根据本发明的一个实施例，所述定位槽形成为v形槽。
根据本发明的一个实施例，所述绝缘垫片为云母材质垫片。
根据本发明的一个实施例，所述基体大致形成为柱状，所述测量通道位于所述基体中心。
根据本发明的一个实施例，所述发射电极与所述接收电极在所述测量通道的截面上的投影所形成的所述格栅位于所述测量通道内。
根据本发明的一个实施例，所述两相流测量装置还包括：上盖，所述上盖与所述基体通过螺栓可拆卸地相连。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明实施例的两相流测量装置的结构示意图；
图2是根据本发明实施例的两相流测量装置的剖视图；
图3是根据本发明实施例的两相流测量装置的局部结构示意图；
图4是根据本发明实施例的两相流测量装置的另一局部结构示意图；
图5是根据本发明实施例的两相流测量装置的第一片体的结构示意图；
图6是根据本发明实施例的两相流测量装置的第一片体的剖视图；
图7是根据本发明实施例的两相流测量装置的第二片体的结构示意图。
附图标记：
两相流测量装置100；
基体10；第一壁面11；第二壁面12；第三壁面13；第四壁面14；测量通道15；通孔16；
发射电极20；绝缘端21；
接收电极30；
数据处理单元40；
固定部50；第一绝缘套51；安装部511；弹性件52；第二绝缘套53；第三绝缘套54；
上盖60；
绝缘垫片70；定位槽71；第一片体72；第二片体73。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面结合附图具体描述根据本发明实施例的两相流测量装置100。
如图1至图7所示，根据本发明实施例的两相流测量装置100包括基体10、多个发射电极20、多个接收电极30和绝缘垫片70。
具体而言，基体10内限定有测量通道15，基体10具有与测量通道15连通的进口和出口，基体10的内壁面包括第一壁面11、第二壁面12、第三壁面13和第四壁面14，第一壁面11与第二壁面12相对设置，第三壁面13与第四壁面14相对设置。多个发射电极20的一端与第一壁面11相连，且另一端从第二壁面12伸出，多个接收电极30与发射电极20在测量通道15的轴向上间隔开分布，多个接收电极30的一端与第三壁面13相连，且另一端从第四壁面14伸出，多个发射电极20与多个接收电极30在测量通道15的截面上的投影形成格栅。绝缘垫片70设在基体10内且位于发射电极20和接收电极30之间以隔开发射电极20和接收电极30。
换言之，根据本发明实施例的两相流测量装置100主要由基体10、多个发射电极20和多个接收电极30组成，基体10适于安装在待测容器或者管路内，基体10内设有适于待测容器或者管路内流体经过的测量通道15。基体10具有四个壁面，即第一壁面11、第二壁面12、第三壁面13和第四壁面14，四个壁面中的两个相对设置，另外两个也相对设置。多个发射电极20的一端与第一壁面11可以弹性连接，另一端从相对的第二壁面12伸出与数据处理单元40相连，多个接收电极30的一端与第三壁面13可以弹性连接，另一端从相对的第四壁面14伸出与数据处理单元40相连。
发射电极20与接收电极30在测量通道15的轴向上间隔开分布，并且发射电极20与接收电极30交叉布置以在测量通道15的截面上的投影形成格栅结构。发射电极20与接收电极30交叉布置可以将待测容器或者管道的横截面分成格栅形状的测量点，测量时，发射电极20被依次激活，所有的接收电极30全部处于接收状态，并采集测量信息，该结构的两相测量装置可以测得每一测量点处介质的电学性质，从而得到瞬态下截面的流体分布，通过后处理软件重现流过截面的流体动态三维模型。
另外，发射电极20和接收电极30的一端分别与第一壁面11和第三壁面13弹性连接，弹性连接结构可以补充热膨胀产生的电极变形，补偿电极在使用过程中发生的弹性及微塑性变形，不至于因为电极变形导致发射电极20与接收电极30之间搭接而影响使用，解决了长时间使用电极易变形且不适用于高温高压工况的问题。
由此，根据本发明实施例的两相流测量装置100，通过在测量通道15内设置沿轴向间隔开且交叉布置的发射电极20和接收电极30，格栅状的发射电极20和接收电极30将待测容器或管道的横截面分成格栅形状的测量点，测量时，发射电极20被依次激活，所有的接收电极30全部处于接收状态，并采集测量信息，该结构的两相测量装置可以测得每一测量点处介质的电学性质，从而得到瞬态下截面的流体分布，通过后处理软件重现流过截面的流体动态三维模型，测量结果更为直观，准确性更好，并且采用绝缘垫片70对发射电极20和接收电极30进行定位和分隔，对发射电极20和接收电极30定位端的加工工艺的依赖度降低，制备方便，成本低廉。
下面具体描述根据本发明实施例的发射电极20与接收电极30的分隔结构。
如图5和图7所示，在本申请中，绝缘垫片70形成为环形，绝缘垫片70的内圈与测量通道15导通。
也就是说，在本申请中，绝缘垫片70为设在基体10内的环形垫片，绝缘垫片70的内圈与测量通道15同轴。由此，该结构的绝缘垫片70在间隔发射电极20与接收电极30的同时，不会影响测量通道15内流体的正常流动。
根据本发明的一个实施例，多个发射电极20和多个接收电极30分别位于垂直于测量通道15的轴向上的两个平面内，多个发射电极20平行设置，多个接收电极30平行设置，绝缘垫片70上设有多个与发射电极20或接收电极30位置相对应的定位槽71。
具体地，在本申请中，绝缘垫片70上还设有定位槽71，绝缘垫片70在间隔发射电极20和接收电极30的同时，还可以对各发射电极20和各接收电极30进行间隔，既保证了发射电极20与接收电极30不会接触，也保证了各发射电极20和各接收电极30之间不会相互接触。
在本发明的一些具体实施方式中，绝缘垫片70包括一个，绝缘垫片70的两侧分别设有定位槽71。在本发明的另一些具体实施方式中，绝缘垫片70包括第一片体72和第二片体73，第一片体72和第二片体73沿测量通道15的轴向分布，第一片体72和第二片体73上分别设有定位槽71。优选地，发射电极20与接收电极30互相垂直形成格栅，第一片体72上的定位槽71与第二片体73上的定位槽71互相垂直。
换言之，在本申请中，绝缘垫片70可以为一个，一个绝缘垫片70的两侧分别设有定位槽71，多个发射电极20间隔开设在绝缘垫片70一侧的定位槽71内，多个接收电极30间隔开设在绝缘垫片70另一侧的定位槽71内。
绝缘垫片70也可以包括第一片体72和第二片体73(如图5和图7所示)，第一片体72和第二片体73沿测量通道15的轴向分布，第一片体72朝向发射电极20的一侧设有定位槽71，第二片体73朝向接收电极30的一侧设有定位槽71，第一片体72上的定位槽71与第二片体72上的定位槽71互相垂直。
由此，发射电极20与接收电极30之间间隔的距离可以通过绝缘垫片70的厚度来保证，绝缘垫片70厚度的尺寸精度比通过孔道间隔开发射电极20和接收电极30的间距精度更容易实现，对机加工精度和安装工艺的要求更低。
在本发明的一些具体实施方式中，定位槽71形成为v形槽。优选地，绝缘垫片70为云母材质垫片。
由此，v形槽的加工更便捷，定位精度更高，并且云母材质的绝缘垫片70绝缘效果更好，制备更方便。
根据本发明的一个实施例，多个发射电极20和多个接收电极30分别位于垂直于测量通道15的轴向上的两个平面内，多个发射电极20平行设置，多个接收电极30平行设置。
也就是说，在本申请中，多个发射电极20位于同一平面内，该平面垂直于测量通道15的轴线，该平面内的多个发射电极20互相平行，多个接收电极30位于同一平面内，该平面也垂直于测量通道15的轴线，并且该平面内的多个接收电极30也互相平行。
优选地，在本发明的一些具体实施方式中，发射电极20与接收电极30互相垂直形成格栅。
具体地，如图2所示，在本申请中，每一个发射电极20与每一个接收电极30均是垂直布置的，多个发射电极20和多个接收电极30互相交叉形成矩阵格栅，将待测容器或管道的横截面分成矩阵状的测量点，可以进一步提高发射电极20与接收电极30的测量精确度。
根据本发明的一个实施例，基体10大致形成为柱状，测量通道15位于基体10中心。进一步地，发射电极20与接收电极30在测量通道15的截面上的投影所形成的格栅位于测量通道15内。
也就是说，如图2所示，发射电极20与接收电极30交叉所形成的矩阵状测量点均位于测量通道15内，待测容器或管道内的流体在经过测量通道15时，可以均匀地流过多个测量点，由此可以对流体进行更精确的测量，进一步提高测量精确度。
下面对发射电极20和接收电极30与基体10弹性连接的结构进行具体说明。
如图2至图4所示，根据本发明的一个实施例，第一壁面11、第二壁面12、第三壁面13和第四壁面14上分别设有多个位置相对应的通孔16，发射电极20的一端设在第一壁面11的通孔16内且另一端从第二壁面12上的通孔16内伸出，接收电极30的一端设在第三壁面13的通孔16内且另一端从第四壁面14上的通孔16内伸出。
具体地，第一壁面11和第三壁面13的通孔16内设有固定部50、第一绝缘套51和弹性件52。
其中，固定部50设在通孔16的朝向测量通道15的一端上，第一绝缘套51沿通孔16的轴向可活动地设在通孔16内且与固定部50间隔开，发射电极20和接收电极30的一端分别穿过固定部50与第一绝缘套51绝缘连接，弹性件52止抵在固定部50与第一绝缘套51之间。
具体地，如图2所示，以发射电极20为例，在图2所示的示例中，发射电极20为沿左右方向延伸的电极，第一壁面11和第二壁面12沿左右方向相对设置，第一壁面11位于图中左侧，第二壁面12位于图中右侧，第一壁面11和第二壁面12上分别设有沿左右方向延伸的多个通孔16，通孔16的个数与需要的发射电极20的个数相对应，每个发射电极20的左端分别对应地设在一个通孔16内，每个发射电极20的右端也分别对应的设在一个通孔16内，第一壁面11和第二壁面12上的多个通孔11沿上下方向间隔开均匀且平行分布。第一壁面11上的通孔16内设有固定部50、第一绝缘套51和弹性件52。
固定部50分别设在第一壁面11上每个通孔16的右端，第一绝缘套51沿左右方向可活动地设在第一壁面11上每个通孔16内，第一绝缘套51与固定部50之间设有弹性件52，发射电极20的左端穿过固定部50与第一绝缘套51相连。
正常状态下，弹性件52处于松开状态，弹性件52的两端分别止抵固定部50和第一绝缘套51。当发射电极20在使用过程中发生变形时，发射电极20拉动第一绝缘套51，第一绝缘套51挤压弹性件52，向右发生运动，从而补偿发射电极20在使用过程中发生的弹性及微塑性变形。
在本发明的一些具体实施方式中，发射电极20和接收电极30分别为钢丝，发射电极20和接收电极30的一端分别设有绝缘端21，第一绝缘套51的背向测量通道15的一端内设有安装部511，绝缘端21穿过第一绝缘套51与安装部511相连。
如图2和图3所示，在本申请中，发射电极20和接收电极30分别为钢丝电极，同样以发射电极20为例，发射电极20的左端设有绝缘端21，绝缘端21形成为球形，第一绝缘套51的左端设有安装部511，绝缘端21穿过安装部511与第一绝缘套51的安装部511相连以实现发射电极20与第一绝缘套51的连接。
由此，发射电极20的弹性连接端采用球状绝缘端21放置于第一绝缘套51内，发射电极20不直接与弹性件52接触，一方面保证了发射电极20与基体10的绝缘，另一方面该结构也便于在发射电极20发生损坏时进行更换。
具体地，根据本发明的一个实施例，弹性件52为弹簧，弹簧的两端分别止抵固定部50和第一绝缘套51，绝缘端穿过弹簧与第一绝缘套51相连。由此，第一绝缘套51与固定部50配合结构更合理，装配和更换更方便。
进一步地，在本发明的一些具体实施方式中，两相流测量装置100还包括第二绝缘套53，第二绝缘套53沿通孔16的轴向延伸的设在弹簧和固定部50内，绝缘端21穿过第二绝缘套53与第一绝缘套51相连。
也就是说，如图2和图3所示，在本申请中，发射电极20与通孔16配合处还设有第二绝缘套53，第二绝缘套53依次穿过固定部50和弹簧，发射电极20的绝缘端21穿过该第二绝缘套53与安装部511相连。
由此，发射电极20的绝缘端21穿过第二绝缘套53与第一绝缘套51相连，发射电极20弹性件52不直接接触，机械结构简单，可实现发射电极20损坏之后的更换。
根据本发明的一个实施例，第二壁面12和第四壁面14的通孔16内设有第三绝缘套54，发射电极20和接收电极30的另一端穿过第三绝缘套54伸出基体10。
具体地，如图2和图4所示，以发射电极20为例，发射电极20的右端穿过第二壁面12上通孔16内的第三绝缘套54伸出基体10与外部数据处理单元40相连，可以保证发射电极20与基体10的绝缘，发射电极20的右端与第三绝缘套53之间填充密封胶进行密封，可以保证密封效果。
需要说明的是，在本申请中，以发射电极20为例具体说明了发射电极20与基体10的弹性连接和装配，接收电极30与基体10的装配结构类似，因此不再详细描述。
在本发明的一些具体实施方式中，两相流测量装置100还包括上盖60，上盖60与基体10通过螺栓可拆卸地相连。
具体地，如图1所示，基体10可以形成为基体法兰结构，上盖60通过螺栓与基体10可拆卸地相连，相比于传统的一体化封装结构，该结构的上盖60便于拆卸，从而方便对基体10内的发射电极20和接收电极30进行检查或者更换。
根据本发明实施例的两相流测量装置100的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。