1、相含率是多相流測量過程中一個尤為重要的參數(shù)，它對生產(chǎn)過程的計量、控制和可靠運行均具有重大意義。然而由于水平油水兩相流的流動狀態(tài)比較復(fù)雜，使得相含率的測量成為難題。本課題研究工作以小管徑水平油水兩相流為測量對象，以電容式相含率傳感器為研究對象，主要對電容傳感器的幾何結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化與設(shè)計。
　　 首先，在歸納總結(jié)國內(nèi)外對于電容傳感器研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，選擇了兩種最具代表性的極板結(jié)構(gòu)形式，即對壁與螺旋式兩種電容結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計。然后，利用

2、有限元法在靜電場分析中的優(yōu)勢，通過計算機輔助設(shè)計，編制一套計算電容傳感器檢測場靈敏度分布的有限元軟件。在此基礎(chǔ)之上，引入相對靈敏度、均勻性、線性度等優(yōu)化指標，對于對壁和螺旋式兩種結(jié)構(gòu)的傳感器進行二維、三維的優(yōu)化仿真，得出了各幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)對于各指標的影響方式；并通過其對于水平狀態(tài)下各種流型的響應(yīng)得出了流型對于其結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響；最終得到了兩種結(jié)構(gòu)下的最優(yōu)幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)。具體考慮到兩種結(jié)構(gòu)對于水平油水兩相流流型的響應(yīng)差別，最終選擇了線性度更好的