王洪涛 刘智敏 徐振忠 徐晓龙 杨丹

中国电子科技集团公司第四十九研究所，黑龙江哈尔滨 150001

0 前言

气液两相流为气体与液体的混合流动，是两相流中最为普遍的一种形式。在日常生活和工程设备中，气液两相流都广泛存在，因此，其参数的有效准确检测对理论研究及实际应用均有着重要意义。气液两相流空隙率在两相流测量中是一项重要参数，其测量方法有模型预测法、光学法、电学法、快关阀法、热学法等[1-4]。其中，热学法是一种基于接触式检测方法，具有结构简单，适用范围广，能够连续测量等特点。因此，本文基于热容原理，结合某航天器实际应用需求，设计了一种小管径气液两相流传感器，用于识别管路内气体体积含量。气体的体积小于测量管段体积的50%时，传感器输出电压低压信号；管路内气体体积大于测量管段体积的80%时，传感器输出高压信号。

1 传感器的工作原理

传感器利用液体与气体具有不同的导热性进行设计。在传感器进口处设计铂电阻作为参比电阻，在出口处设计工作铂电阻、加热器复合结构。根据流动液体可以带走较多的热量，保持加热器周围的温度升高幅度较低，基本保持不变，而流动的气体由于导热能力弱，加热器周围的温升较高这一原理，在进口当管道内是液体流动时，温度变化不大，两铂电阻阻值基本相同，产生的电压差值很小，经过比较器输出低电压；当管道内是气体的时候，出口处温度高于进口处，两铂电阻阻值相差大，产生的电压差较大，经过比较器输出高电压，从而达到分辨管道内部气液含量的目的[5]。……