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流体广泛存在于石油、化工、冶金、能源、食品、制药等众多工业生产过程中。电导率是流体的一项重要基本物理参数,它的测量具有重要的工业应用价值。然而,目前工业生产过程中广泛应用的电导率测量技术是接触式测量,存在着电极极化效应以及电化学腐蚀反应等问题,其应用受到一定限制。电容耦合式非接触电导检测(Capacitively Coupled Contactless Conductivity Detection,简写为C4D)技术是一种新型电导率测量技术,可有效克服接触式电导率测量技术所存在的问题。然而,耦合电容的存在极大地限制了现有C4D传感器的测量范围、测量分辨率以及测量灵敏度。为克服耦合电容的影响,研究者们提出了诸如高频法、电压差法、谐振法以及PSD (Phase Sensitive Demodulation)法等方法。但这些方法还存在着实现复杂或激励频率不可调等不足,因此仍需寻求新的克服耦合电容影响的思路和方法。本文基于阻抗相消原理,设计了一种新型C4D传感器,以克服传统C4D传感器中耦合电容的影响,并将其应用于流体电导率测量和气液两相流参数测量当中。本文的主要工作和创新点概括如下：(1)提出了一种基于阻抗相消的新型C4D测量方法。该方法通过构建容性阻抗,将其阻抗信号与耦合电容的阻抗信号进行差分,从而消除耦合电容的不利影响。提高了C4D传感器的测量分辨率和适用范围,并从原理上降低了C4D传感器对激励频率的要求。(2)设计研发了阻抗相消模块,该模块由阻抗提取模块、容性阻抗模块、差分模块三个子模块构成,可有效地消除C4D传感器测量通路中耦合电容的影响。(3)设计了一种基于阻抗相消的新型C4D传感器,研制了由阻抗相消模块、传感元件、信号处理电路以及数据采集模块组成的硬件系统,编写了相应的软件程序。(4)在1.8 mm、3.3 mm、5.4 mm和7.6 mm四种内径的管道中对新型C4D传感器进行了电导率测量、频率特性和输出特性对比实验研究。实验结果表明：所设计的新型C4D传感器是成功的,其电导率测量性能令人满意,电导率测量值与商业型接触式电导率仪的参考值相比,最大相对偏差小于5%；新型C4D传感器的激励频率可在150 kHz - 400 kHz范围内调节,整体输出特性一致,减小了C4D传感器对激励频率的依赖；新型C4D传感器有效克服了耦合电容对测量造成的不利影响,具有较好的测量灵敏度。(5)将基于阻抗相消的新型C4D传感器应用于气液两相流参数检测,搭建了一套气液两相流参数测量系统。在内径为3.3 mm和3.8 mm的管道内进行了初步的实验研究,获取了气液两相流在不同流型下的电导率测量信号,分析了不同流型下的电导率信号特征,并对典型的段塞流/泡状流进行了气液两相流相关流速测量实验。实验结果表明：所设计的新型C4D传感器的输出信号能够反映气液两相流不同流型下的流动特性,可应用于气液两相流的参数测量。总体而言,本研究提出的基于阻抗相消的新型C4D测量方法是可行的。该方法可克服C4D传感器中耦合电容的不利影响,可有效提高C4D传感器的测量分辨率和适用范围,减小C4D传感器对激励频率的依赖。所设计的基于阻抗相消的新型C4D传感器是成功的。该新型C4D传感器具有良好的测量性能,可应用于流体电导率测量和气液两相流参数测量。