一种用于识别气液两相流流型的检测装置及方法与流程

1.本发明涉及多相流测量技术以及流型识别技术领域，具体涉及一种用于识别气液两相流流型的检测装置及方法，适用于油气输送管道内两项流型识别和积液情况判断。


背景技术：

2.气液两相流管广泛存在于工业过程中，当气液混合物在管道内流动时，气液两相在管道内呈现不同的分布形式，即流型。气液两相流流型的精确识别，不仅有助于准确表征管道内流体的流动特性和传热传质特性，还有助于预测管道内未检测区域内的流动状态，从而达到合理设置输送参数、有效制定管道清理制度、延长管道使用寿命的目的，所以气液两相流流行的识别一直是油气输送管道领域研究的热点。
3.目前，常见的气液两相流流行主要为段塞流、环状流和层流，其中，根据气液两相流的两项界面形状，层流又可划分为平板状层流、环状层流、弯曲状层流和波状层流。常见的管道内部流型检测方法分为介入式和非介入式两种，超声波检测技术作为一种无损检测技术，目前其在国内外的运用最广泛、使用频率最高，超声波具有在不同阻抗物质界面处反射回波不同的特性，能够对管道内的气液两相流流型进行识别，确定管道内的液位高度。
4.目前，现有技术主要集中于对段塞流、层流和环状流的流型识别以及对平板状层流液面高度的测量，其要就报道主要有：
5.专利cn 202916242 u公开了一种气液两相流流型在线监测装置，采用6个长度相同的探针作为传感器布置在管道内部，通过测量探针输出信号来实现流型测量，该方法作为一种介入式方法，影响管道内流场，传感器件容易污损，测量时需要对现有管道系统进行调整改造，并且该方法对被测介质有明确要求，对于气、油两相流，由于气相和液相介质均不导电，该装置将无法使用。
6.专利cn 110160473 a中公开了一种基于超声测量气液两相流周向液膜厚度的装置，该装置包括超声换能器、测量管道和固定在测量管道两端的法兰，在测量管道的外壁周向设置多个开孔，并设置固定套，在固定套的周向于测量管道外壁周向相对的位置也设置多个贯穿固定套的通孔，并将固定套上的各个通孔在固定套的一侧贯通，用以引出超声换能器电缆线端口，固定套与测量管道固定连接，测量管道的开孔分别和固定套的通孔一一对其，固定套的通孔能够容纳超声换热器并开设有内螺纹，通过压紧螺丝将超声换能器固定在通孔内。
7.专利cn 106247917 a中公开了一种水平气液两相流流行定量判定方法及装置，水平气液两相流流型定量判定装置包括获取模块、处理模块、计算模块和判断模块，获取模块用于获取多种流型下两相流液膜厚度数据，处理模块用于按照多尺度熵概念对多种流型下两相流液膜厚度数据进行信号处理分析，提取不同流型的特征，计算模块用于根据提取的流型特征确定多尺度熵排列分布特征曲线，计算多尺度熵排列分布图中不同流型曲线的多尺度熵率，判定模块用于根据多种流型下两相流液膜厚度数据、多尺度熵排列分布特征曲线、多尺度熵率建立流型数据库，得到流型识别定量判定表格，实现对流型的定量判定；该
专利还公开了一种水平气液两相流流型定量判定方法，通过获取多种流型下两相流液膜厚度数据，按照多尺度熵概念对多种流型下两相流液膜厚度数据进行信号分析处理，提取不同流型的特征，再根据提取的流型特征得到多尺度熵排列分布特征曲线，并计算多尺度熵排列分布图不同流型曲线的多尺度熵率，根据多种流型下两相流液膜厚度数据、多尺度熵排列分布特征曲线、多尺度熵率建立流型数据库，得到流型识别的定量判定表格，实现对水平气液两相流流型的定量判定。
8.综上所述，现有技术未对不同界面形状的层流信息区分，同时，尚未对除平板状层流以外的流型界面形状进行研究。


技术实现要素：

9.针对现有技术的不足，本发明提出了一种用于识别气液两相流流型的检测装置及方法，实现了对管道内部气液两相流流型识别参数的准确测量，同时提出了涵盖3大类6中气液两相流流型识别和气液截面刻画的新方法，具有流型识别全面、界面形状刻画精确的特点，弥补了现有技术在不同界面形状流层流型识别和界面形状刻画方面的空白。
10.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
11.一种用于识别气液两相流流型的检测装置，包括爬行器、控制器和一对爬行器行驶导轨；
12.所述爬行器包括车体和设置于车体上的超声波检测探头、耦合剂涂抹装置和摄像机；所述车体包括底板和固定支架，所述底板的底部装配有一对前轮和一对后轮，前轮和后轮均为磁力轮，后轮与动力马达相连接，底板的中心位置处设置有检测口，底板顶面设置有固定支架；所述固定支架的一对固定立柱分居于检测口两侧，通过固定杆相连接，固定杆上平行设置有第一运动轨道和第二运动轨道，第一运动轨道和第二运动轨道均位于检测口的上方，第一运动轨道的轴向与固定杆的轴向相垂直；所述超声波检测探头、耦合剂涂抹装置分别通过可伸缩连杆与第一运动轨道滑动连接，超声波检测探头位于第一运动轨道靠近后轮一侧，耦合剂涂抹装置位于第一运动轨道靠近前轮一侧，摄像机通过可伸缩连杆与第二运动轨道滑动连接，位于第二运动轨道靠近后轮一侧，超声波检测探头、耦合剂涂抹装置、摄像机、动力马达和可伸缩连杆均与控制器相连接；
13.所述爬行器行驶轨道沿管道周向设置，与管道外壁相紧贴，爬行器行驶轨道内侧嵌有磁铁，爬行器的前轮和后轮均嵌于爬行器行驶轨道内，与爬行器行驶轨道滑动连接。
14.优选地，所述控制器包括超声波信号激发与处理系统、处理器、显示电路和电源电路，所述超声波信号激发与处理装置包括发射电路和接收电路，发射电路一端与超声波检测探头相连接，另一端通过接受电路与处理器相连接，经处理器处理后的信号输入至显示电路的波形记录模块中，波形记录模块对获取的信号进行记录后在显示电路的显示屏上显示，超声波信号激发与处理系统、处理器、显示电路均与电源电路相连接。
15.优选地，所述发射电路包括信号放大电路和变压器组件。
16.优选地，所述接收电路包括同向选频放大电路、滤波放大电路和整形电路。
17.优选地，所述爬行器行驶轨道之间的间距与爬行器前轮之间的间距相等。
18.一种用于识别气液两相流流型的方法，采用如上所述的用于识别气液两相流流型的检测装置，具体包括以下步骤：
19.步骤1，将爬行器行驶轨道固定于待检测管道外壁，再将爬行器安装在爬行器行驶轨道上，置于待检测管道的0点钟位置处；
20.步骤2，开启控制器，利用控制器控制爬行器沿爬行器行驶轨道移动，爬行器移动到待检测位置后停止，记录此时爬行器在待检测管道上的位置，利用控制器控制耦合剂涂抹装置沿第一运动轨道运动至检测点后，再利用控制器控制与耦合剂涂抹装置相连接的可伸缩连杆，使得耦合剂涂抹装置与管道外壁相紧贴，耦合剂涂抹装置将耦合剂涂抹在检测点处；
21.步骤3，耦合剂涂抹完成后，利用控制器控制耦合剂涂抹装置沿第一运动轨道运动至第一运动轨道靠近前轮一侧；
22.步骤4，利用控制器控制超声波检测探头沿第一运动轨道运动至检测点处进行超声波检测，得到该检测点处的回波信号，同时控制器控制摄像机沿第二运动轨道运动至与超声波检测探头平行位置处，记录超声波检测过程，再控制超声波检测探头沿第一运动轨道运动至第一运动轨道靠近后轮一侧，完成对该检测点的超声波检测；
23.步骤5，以管道外壁上0点钟到6点钟之间的区域作为检测区域，利用控制器控制动力马达8驱动爬行器在检测区域内缓慢移动，在检测区域内设置多个检测点，分别针对各检测点进行测量，重复步骤2至步骤4，得到检测区域内各检测点处的回波信号；
24.步骤6，根据各检测点位置处的回波信号，获取气液两相流流型判别参数，包括突变点、液膜厚度和回波特征曲线稳定性，根据气液两相流流型判别参数进行流型识别，确定流型识别结果；
25.步骤7，根据流型识别结果进行界面形状打印，输出流型识别和界面形状打印的结果。
26.优选地，所述步骤4中，利用超声波检测探头对检测点进行超声波检测，具体包括以下子步骤：
27.步骤4.1，处理器发射的脉冲信号，经发射电路的信号放大电路和变压器组件升压放大后，驱动超声波检测探头发射超声波；
28.步骤4.2，超声波检测探头1发射的超声波遇到目标物，发生发射形成反射波，反射波经原路径返回，超声波检测探头1吸收后产生反射信号；
29.步骤4.3，反射信号经过接收电路的同向选频放大电路、滤波放大电路及整形电路放大后，传输至显示电路，经波形记录模块记录波形后，在显示屏上显示。
30.优选地，所述步骤6中，突变点根据超声波回波曲线确定，超声波检测探头沿管道周向运动过程中，当示波器上显示的回波特征曲线发生突变时，则表面该位置处管道内界面已由固-气界面变为固-液界面或固-液界面变成固-气界面，该点是固-液界面和固-气界面的临界点，确定该位置处为突变点。
31.优选地，所述步骤6中，液膜厚度根据壁厚回波、界面回波到达接收探头的时间间隔δt和超声波在液相中的传播速度v来确定，检测位置的液膜厚度为h，h＝v
×
δt/2；若未发现界面回波信号，则表明该位置液膜厚度为0。
32.优选地，所述步骤6中，若同一位置每一次识别出的界面结果不尽相同，则说明该位置界面状态不稳定，管内流型是段塞流或波状分层流。
33.优选地，所述段塞流与波状分层流的区别依据为：段塞流由于管内横截面上的气
液相分布特征不断发生变化，同一位置上每一次识别的界面都不尽相同，该特征出现在整个检测区域内；波状分层流气液界面由若干周期正弦曲线组成，界面形状随着正弦波的震动呈现周期性变化规律，突变点仅在一定范围内上下移动。
34.优选地，所述步骤6中，根据气液两相流流型判别参数识别气液两相流流型时，各流型的识别特征为：
35.段塞流的识别特征为：整个检测区域同一位置检测结果不尽相同，回波特性曲线随时间变化；
36.环状流的识别特征为：不存在突变点，整个检测区域都是固-液界面，各位置液膜厚度不为0，回波曲线不随时间变化；
37.平板状层流的识别特征为：存在突变点，突变点液膜厚度为0，且突变点位置的高度与管道6点钟位置液膜厚度相等，回波曲线稳定；
38.弯曲状层流的识别特征为：存在突变点，突变点液膜厚度为0，且突变点位置的高度与管道6点钟位置液膜厚度不相等，回波曲线稳定；
39.环状层流的识别特征为：存在突变点，突变点液膜厚度不为0，且突变点液膜厚度与管道6点钟位置液膜厚度相等，回波曲线稳定；
40.波状层流的识别特征为：存在突变点，但突变点位置一直在变，变动范围有限，且在管道6点钟方向每次液膜高度的检测结果也不尽相同。
41.优选地，所述步骤7，界面形状打印过程中，对于段塞流，其形状无法确定，只需识别流型，无需进行界面形状打印；
42.对于环状流，根据管道0点钟、3点钟、6点钟位置处的液膜厚度，确定右半部分界面形状；
43.对于平板状层流、弯曲状层流、环状层流，根据突变点和管道6点钟位置处的液膜厚度，确定界面形状；
44.对于波状层流，通过多次检测，确定正弦波的波峰和波谷位置，根据突变点动态变化确定正弦波周期，确定管内界面形状。
45.优选地，由于管内在6点钟～12点钟区域的界面形状与0点钟～6点钟区域界面形状相对称，根据0点钟～6点钟区域界面形状绘制6点钟～12点钟区域的界面形状，确定完整的界面形状，完成整个管内界面形状的绘制。
46.本发明所带来的有益技术效果：
47.1、本发明提出了一种用于识别气液两相流流型的检测装置，利用爬行器行驶带动超声波检测探头沿管道外壁周向运动，避免了因检测对管壁结构的损伤，同时，通过控制爬行器调整超声波检测探头的探测位置，提高了超声波检测探头探测结果的准确性，为管内气液两相流流型的识别提供了准确的判别参数。
48.2、本发明还提出了一种用于识别气液两相流流型的方法，相比于现有技术主要集中于以平板状层流为代表的水平液面高度检测方法的研究，鲜有针对环状流、弯曲层状流、波状层流等流型气液界面形态的研究，本发明方法实现了对段塞流、环状流、平板状层流、弯曲状层流、环状层流和波状层流的层流流型的识别，同时，通过对不同流型的两相界面形状进行了准确刻画，解决了现有技术中流型识别不全界面形状刻画不全面、界面形态刻画精度低的问题。
49.3、本发明弥补了不同界面形状层流流型识别和界面形状刻画领域的空白，具有广阔的应用前景，有利于对油气输送管道内部两相流型的识别，判断油气输送管道内部的积液情况。
附图说明
50.图1为本发明一种用于识别气液两相流流型的检测装置的结构示意图。
51.图2为本发明一种用于识别气液两相流流型的检测装置的俯视图；图中箭头所指方向为摄像机的运动方向。
52.图3为本发明控制器的结构示意图。
53.图4为本发明气液两相流流型图；其中，(a)为环状流的流型图，(b)为平板状层流的流型图，(c)为环状层流的流型图，(d)为弯曲状层流的流型图，(e)为波状层流的流型图。
54.图5为本发明一种用于识别气液两相流流型的方法的流程图。
55.图中：1、超声波检测探头，2、耦合剂涂抹装置，3、摄像机，4、底板，5、固定支架，6、前轮，7、后轮，8、动力马达，9、检测口，10、固定杆，11、第一运动轨道，12、第二运动轨道，13、可伸缩连杆。
具体实施方式
56.下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。
57.本发明提出了一种用于识别气液两相流流型的检测装置，包括爬行器、控制器和一对爬行器行驶导轨。
58.爬行器包括车体和设置于车体上的超声波检测探头1、耦合剂涂抹装置2和摄像机3，超声波检测探头1用于对管道进行超声波检测，耦合剂涂抹装置2用于在管壁上涂抹耦合剂，摄像机3用于监测超声波检测探头和耦合剂涂抹装置的位置，使得检测过程中耦合剂涂抹装置和超声波检测探头能够准确移动至待检测位置处，如图1和图2所示，爬行器的车体包括底板4和固定支架5，底板4的底部装配有一对前轮6和一对后轮7，前轮6和后轮7均为磁力轮，能够固定在爬行器行驶导轨上，实现对管道外壁的定点测量，后轮7与动力马达8相连接，动力马达8设置于用于连接两个后轮的传动杆上，用于为爬行器的运动提供动力；底板4的中心位置处设置有检测口9，检测口用于将超声波检测探头、耦合剂涂抹装置和摄像机从车体内部伸出；底板4顶面设置有固定支架5，固定支架5的一对固定立柱分居于检测口两侧，通过固定杆10相连接，固定杆10上固定有第一运动轨道11和第二运动轨道12，第一运动轨道11和第二运动轨道12平行设置于检测口9上方，第一运动轨道11的轴向与固定杆10的轴向相垂直。超声波检测探头1、耦合剂涂抹装置2分别通过可伸缩连杆13与第一运动轨道11滑动连接，超声波检测探头1位于第一运动轨道11靠近后轮7一侧，耦合剂涂抹装置2位于第一运动轨道11靠近前轮6一侧，摄像机3通过可伸缩连杆13与第二运动轨道12滑动连接，位于第二运动轨道12靠近后轮7一侧，可伸缩连杆13能够通过伸缩控制所连接装置的位置，超声波检测探头1、耦合剂涂抹装置2、摄像机3、动力马达8和可伸缩连杆13均与控制器相连接。
59.控制器包括超声波信号激发与处理系统、处理器、显示电路和电源电路，如图3所示，超声波信号激发与处理装置包括发射电路和接收电路，其中，发射电路包括信号放大电
路和变压器组件，接收电路包括同向选频放大电路、滤波放大电路和整形电路，显示电路包括波形记录模块和显示器；发射电路位于处理器与超声波检测探头之间，发射电路一端与超声波检测探头相连接，另一端依次经过同向选频放大电路、滤波放大电路及整形电路后与处理器相连接，经处理器处理后的信号输入至显示电路的波形记录模块中，波形记录模块对获取的信号进行记录后在显示电路的显示屏上显示，超声波信号激发与处理系统、处理器、显示电路均与电源电路相连接，电源电路用于为控制器中的所有部分供电。
60.爬行器行驶轨道沿管道周向设置，与管道外壁相紧贴，爬行器行驶轨道内侧嵌有磁铁，爬行器的前轮6和后轮7均嵌于爬行器行驶轨道内，磁铁对爬行器的磁性轮产生磁力，当动力马达8不为爬行器施加动力来源时，在磁力作用下爬行器能够克服自身重力的影响固定在管道外壁上，爬行器的磁性轮被磁铁吸附固定后保持静止，有效防止了爬行器掉落，利用控制器控制动力马达8即可控制爬行器沿爬行器行驶轨道运动。
61.本发明还提出了一种用于识别气液两相流流型的方法，如图5所示，采用上述用于识别气液两相流流型的检测装置，具体包括以下步骤：
62.步骤1，将爬行器行驶轨道固定于待检测管道外壁，再将爬行器安装在爬行器行驶轨道上，置于待检测管道的0点钟位置处。
63.步骤2，开启控制器，记录此时爬行器在待检测管道上的位置，利用控制器控制耦合剂涂抹装置2沿第一运动轨道运动至检测点后，再利用控制器控制与耦合剂涂抹装置2相连接的可伸缩连杆13，使得耦合剂涂抹装置2与管道外壁相紧贴，耦合剂涂抹装置2将耦合剂涂抹在检测点处。
64.步骤3，耦合剂涂抹完成后，利用控制器控制耦合剂涂抹装置2沿第一运动轨道11运动至第一运动轨道11靠近前轮6一侧。
65.步骤4，利用控制器控制超声波检测探头1沿第一运动轨道运动11至检测点处进行超声波检测，同时控制器控制摄像机3沿第二运动轨道12运动至与超声波检测探头1平行位置处，记录超声波检测过程，超声波检测过程包括以下步骤：
66.步骤4.1，处理器发射200mhz的脉冲信号，经发射电路的信号放大电路和变压器组件升压放大后，驱动超声波检测探头发射超声波。
67.步骤4.2，超声波检测探头发射的超声波遇到目标物以后，发生发射形成反射波，反射波经原路径返回，超声波检测探头吸收后产生反射信号；
68.步骤4.3，由于传播过程中超声波的能量不断被吸收、衰减，同时夹杂着各类干扰噪声，反射回来的波形非常薄弱以至于处理器无法直接识别，从而需要对反射信号分别进行同向选频放大、滤波放大和整形操作，选用同相位交流放大电路将200mhz的频带进行放大，通过滤波放大电路进行二次放大，利用整形电路解决发射电路的拖尾问题，避免拖尾波被耦合到回收波中，提高测量精度。
69.经过接收电路的同向选频放大电路、滤波放大电路及整形电路放大后的信号传输至显示电路，经波形记录模块记录波形后，在显示屏上显示。
70.利用超声波检测探头测量得到该检测点处的回波信号，控制超声波检测探头沿第一运动轨道11运动至第一运动轨道11靠近后轮7一侧，完成对该检测点的超声波检测。
71.步骤5，以管道外壁上0点钟到6点钟之间的区域作为检测区域，利用控制器控制动力马达8驱动爬行器在检测区域内缓慢移动，在检测区域内设置多个检测点，其中包括管壁
3点钟位置处和6点钟位置处，分别针对各检测点进行测量，重复步骤2至步骤4，得到检测区域内各检测点处的回波信号。
72.步骤6，根据各检测点位置处的回波信号，获取气液两相流流型判别参数，气液两相流流型判别参数包括突变点、液膜厚度和回波特征曲线稳定性，各气液两相流流型判别参数的确定过程为：
73.针对突变点，由于超声波在固-气界面和固-液界面反射系数的不同，导致同一次数的壁厚回波衰减程度会有所差异，固-液界面的衰减速度要快于固-气界面，随着回波次数的增加，两种界面超声回波特性曲线的差距会越来越明显。除此之外，内界面是固－液界面时，回波特性曲线由壁厚回波和管内气－液界面回波组成，而内界面是固－气界面时，回波特征曲线由壁厚回波组成。因此，超声波检测探头移动过程中，当示波器上的回波特性曲线发生突变(下称突变点)时，表明该位置内界面已由固-气界面变成固-液界面或固-液界面变成固-气界面，该点是固-液界面和固-气界面的临界点。
74.针对液膜厚度，根据透射的超声波在管内传播的时间计算该位置处的液膜厚度。对于液膜厚度薄的情况，为了解决壁厚回波和管内气液界面回波两波叠加对波形判断的影响，首先结合管厚、超声波在管道金属材质中的传播速度计算出壁厚回波循环的周期，观察波形变化，当显示器上波形开始呈现不规则形状变得杂乱无章时，则说明界面回波已返回至接收探头。因此，根据壁厚回波、界面回波到达接收探头的时间间隔δt和超声波在液相中的传播速度v来确定，检测位置的液膜厚度为h，h＝v
×
δt/2；若未发现界面回波信号，则表明该位置液膜厚度为0。
75.针对回波特征曲线稳定性，若同一位置每一次识别出的界面结果都不尽相同，则说明该位置界面状态不稳定，管内流态有可能是段塞流，也有可能是波状分层流；进一步对段塞流和波状分层流进行区分，段塞流由于管内横截面上的气液相分布特征不断发生变化，同一位置上每一次识别的界面都不尽相同，该特征出现在整个检测区域内；波状分层流气液界面由若干周期正弦曲线组成，界面形状随着正弦波的震动呈现周期性变化规律，突变点仅在一定范围内上下移动。
76.根据气液两相流流型判别参数进行流型识别，确定流型识别结果，各流型的识别特征为：
77.段塞流的识别特征为：整个检测区域同一位置检测结果不尽相同，回波特性曲线随时间变化。
78.环状流的识别特征为：不存在突变点，整个检测区域都是固-液界面，各位置液膜厚度不为0，回波曲线不随时间变化。
79.平板状层流的识别特征为：存在突变点，突变点液膜厚度为0，且突变点位置的高度与管道6点钟位置液膜厚度相等，回波曲线稳定。
80.弯曲状层流的识别特征为：存在突变点，突变点液膜厚度为0，且突变点位置的高度与管道6点钟位置液膜厚度不相等，回波曲线稳定。
81.环状层流的识别特征为：存在突变点，突变点液膜厚度不为0，且突变点液膜厚度与管道6点钟位置液膜厚度相等，回波曲线稳定。
82.波状层流的识别特征为：存在突变点，但突变点位置一直在变，变动范围有限，且在管道6点钟方向每次液膜高度的检测结果也不尽相同。
83.步骤7，根据流型识别结果进行界面形状打印，其中，对于段塞流，其形状无法确定只需识别流型，无需进行界面形状打印；对于环状流，根据管道0点钟、3点钟、6点钟位置处的液膜厚度，确定右半部分界面形状；对于平板状层流、弯曲状层流、环状层流，根据突变点和管道6点钟位置处的液膜厚度，确定界面形状；对于波状层流，通过多次检测，确定正弦波的波峰和波谷位置，根据突变点动态变化确定正弦波周期，确定管内界面形状。
84.绘制完0点钟～6点钟区域界面形状后，根据0点钟～6点钟区域界面形状补充6点钟～12点钟区域的界面形状，得到完整的界面形状，输出流型识别和界面形状打印的结果。
85.实施例1
86.采用本发明方法识别环状层流，识别方法为：不存在突变点，整个检测区域都是固-液界面，各位置液膜厚度不为0，回波曲线不随时间变化。
87.界面刻画过程为：分别确定0点钟、3点钟、6点钟的液膜厚度，然后将三点相连即可确定右半部分界面形状，界面形状如图4(a)所示。
88.实施例2
89.采用本发明方法识别平板状层流，识别方法为：存在突变点，突变点处液膜厚度为0，同时，突变点位置的高度与6点钟位置液膜厚度相等，回波曲线稳定。
90.界面刻画过程为：分别确定突变点和6点钟方向液膜厚度，然后将两点相连即可确定右半部分界面形状，左半部分按照关于0点钟-6点钟连线对称原则补充完整，界面形状如图4(b)所示。
91.实施例3
92.采用本发明方法识别环状层流，识别方法为：存在突变点，突变点液膜厚度不为0，且突变点液膜厚度与6点钟位置液膜厚度相等，回波曲线稳定。
93.界面刻画过程为：分别确定0点钟、3点钟、6点钟的液膜厚度，然后将三点相连即可确定右半部分界面形状，左半部分按照关于0点钟-6点钟连线对称原则补充完整，界面形状如图4(c)所示。
94.实施例4
95.采用本发明方法识别弯曲状层流，识别方法为：存在突变点，突变点液膜厚度为0，且突变点位置的高度与6点钟位置液膜厚度不相等，回波曲线稳定。
96.界面刻画过程为：分别确定突变点和6点钟方向液膜厚度，然后将两点相连即可确定右半部分界面形状，左半部分按照关于0点钟-6点钟连线对称原则补充完整，界面形状如图4(d)所示。
97.实施例5
98.采用本发明方法识别波状层流，识别方法为：存在突变点，但突变点位置一直在变，变动范围有限，同时，6点钟方向液膜高度每次的检测结果也不尽相同。
99.界面刻画过程为：通过多次检测，确定正弦波的波峰、波谷位置，根据突变点动态变化确定正弦波周期，最终确定管内液膜形状，界面形状如图4(e)所示。
100.实施例6
101.采用本发明方法识别段塞流，整个检测区域同一位置检测结果不尽相同，回波特性曲线随时间变化。
102.在本发明描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安
装”、“相连”、“连接”、“固定”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，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
103.当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。