气液两相流广泛存在于石油、化工、核能等工业领域。存在两相流动的体系中两相流量计量通常难以回避。与单相流相比,两相流一个显著的特征就是流动具有强烈的波动性和随机性,因此在两相流工作中的仪表处于极度不稳定状态。同时随着油气管理日益向精细化方向发展,多相流准确计量变的愈发困难。研究新一代气液两相流量计量装置和方法对工业发展和多相计量系统具有重要意义。本文融合传统分离和非分离多相计量方法的优点,提出一种新型在线多相流量计量方法,即气液两相流管内相分离计量方法:首先采用整流装置将上游的各个流型调整成均匀的环状流。环状流的液膜区采用超声多普勒流速仪测量其厚度和速度曲线,对液膜速度分布曲线采用环面积分法即可获得液相质量流量。采用L型皮托管测量位于中心的气体速度,通过速度面积公式计算气相质量流量。本文采用数值模拟和实验结合的方法进行研究。研究了在相同条件下,不同整流装置对下游液膜分布的影响。分析了整流装置对管内气液两相流的分离效率的影响。优选出了流型调整装置结构。本文以空气和水为实验介质,在气-液两相流实验环道上开展了气液两相流管内相分离及流量测量实验。测试段采用透明有机玻璃管制成,以便观察和记录气液流动特征。实验液相折算速度范围为0.03-0.39m/s,气相折算速度范围为3.39-17.79m/s。测试段布置主要有旋流叶片、整流器、超声多普勒流速仪、皮托管以及数据采集系统。超声多普勒流速仪探头固定安装在距整流器末端一倍管径处的管道底部,皮托管安装在超声多普勒流速仪下游。试验流型包括波浪流、段塞流和环状流等多种流型。实验同时将电容探针和CVA444测量芯片相结合测量液膜厚度,将测量结果与超声多普勒测量结果对比。实验结果表明,在以上气液折算速度范围内,旋流叶片能将上游的各种流型调整成均匀的环状流,消除了气液界面波动对计量的影响。液相流量计量误差基本都在±10%;气相流量计量误差都在20%以内。