具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。

实施例1：

如图1和图2所示，一种水下流量计射线收发体系，包括流量计本体10，该流量计本体10上贯穿有流体计量通道，所述流体计量通道按照常规设置为圆孔型通道，在所述流量计本体10上设有分居于流体计量通道两侧的发射窗和探取窗，所述发射窗的内端与所述探取窗的内端正对设置且分别与所述流体计量通道接通，在所述发射窗内安装有射线发射模块，在所述探取窗内安装有射线探取模块，所述射线发射模块发出射线并垂直于流体计量通道的孔心线经过，所述射线探取模块探取接收经过所述流体计量通道的射线；

所述射线发射模块包括依次设置的放射源组21、准直器22和第一隔离座24，所述第一隔离座24位于所述发射窗的内端，所述第一隔离座24将所述流体计量通道和所述发射窗分隔并密封，所述第一隔离座24的内端端面与所述流体计量通道的内壁平齐并相适应；

所述射线探取模块包括依次设置的探头组件31、压紧环32和第二隔离座34，所述第二隔离座34位于所述探取窗的内端，所述第二隔离座34将所述流体计量通道和所述探取窗分隔并密封，所述第二隔离座34的内端端面与所述流体计量通道的内壁平齐并相适应；

在所述准直器22和所述第一隔离座24之间设有第一铍垫23，所述第一隔离座24为钛合金材质；

在所述压紧环32和所述第二隔离座34之间设有第二铍垫33，所述第二隔离座34为钛合金材质。

所述第一隔离座24朝向所述准直器22的面上设有第一嵌入沉孔，所述准直器22上设有与所述第一嵌入沉孔相匹配的第一顶块221，在所述第一顶块221上设有铍片嵌入口，该铍片嵌入口朝向所述第一嵌入沉孔的孔底，所述第一铍垫23嵌设在该铍片嵌入口内并与其相匹配，所述第一顶块221伸入所述第一嵌入沉孔内，所述第一顶块221的伸入端与所述第一嵌入沉孔的孔底抵紧，所述第一铍垫23与所述第一嵌入沉孔的孔底抵紧，所述准直器22上贯穿有准直孔22a，所述准直孔22a的孔心线与所述流体计量通道的孔心线垂直并相交，所述准直孔22a的包括两段，其一段的孔径相对另一段小，该准直孔22a的小孔端朝向所述放射源组21，该准直孔22a的大孔端与所述铍片嵌入口接通并朝向所述第一铍垫23。

在所述第二隔离座34朝向所述压紧环32的面上设有第二嵌入沉孔，所述第二铍垫33嵌设于所述第二嵌入沉孔内并与其相匹配，所述压紧环32同时压紧所述第二铍垫33和所述第二隔离座34；所述第二嵌入沉孔包括圆孔段和圆台孔段，其中圆孔段靠近所述流体计量通道，所述圆台孔段朝向所述压紧环32，所述第二铍垫33嵌设于所述圆孔段内，所述压紧环32朝向所述第二嵌入沉孔的端面上设有一圈压紧凸缘321，所述压紧凸缘321靠近所述压紧环32的内圈设置，所述压紧凸缘321的内圈与所述压紧环32的内圈平齐，所述压紧凸缘321嵌设在所述圆台孔段内，所述压紧凸缘321外圈与所述圆台孔段的孔壁相适应并相互匹配，所述压紧环32和所述压紧凸缘321一体成型，所述压紧凸缘321的外圈外壁与其两个端面之间均弧形过渡，所述圆台孔段的大口段与其相应的端面之间也弧形过渡，以避免承压时应力集中，压紧环32和第二隔离座34损坏，所述压紧凸缘321的嵌入端端面将所述第二铍垫33压紧，所述压紧环32以及所述压紧凸缘321的外圈将所述第二隔离座34压紧，所述第二铍垫33的厚度大于所述第一铍垫23的厚度。

实施例2：

一种水下流量计的扣除计量方法，按以下步骤进行：

步骤一、设置如实施例1所述的水下流量计射线收发体系，利用所述放射源组21的任意两组能级穿透所述流体计量通道，由所述探头组件31分别获取相应第一、第二能级的伽马计数率N；

所述放射源组21可以采用Ba133放射源组，Ba133放射源主要有三个能级可用于流量测定，分别为31keV、81 keV、356 keV，作为一种具体的实施方式，利用Ba133的31keV和81keV两个能级测定多相流；

步骤二、在所述流体计量通道放空的条件下，由所述探头组件31分别测定得到两组能级的第一、第二空管计数率、；

在计量状态下，油气水三相混合流经过所述流体计量通道，由所述探头组件31分别测定得到两组能级的第一、第二测量计数率、；

步骤三、在空管伽马吸收能谱上划定第一空管扣除值和第二空管扣除值；在测量伽马吸收能谱上划定第一测量扣除值和第二测量扣除值；

具体的，所述第一空管扣除值、第二空管扣除值、第一测量扣除值、第二测量扣除值均按照以下方法计算得到：

在所述空管伽马吸收能谱和测量伽马吸收能谱上分别对应第一能级和第二能级划定扣除范围，所述扣除范围包括两个与伽马吸收能谱横坐标轴垂直的扣除划线，两个所述扣除划线分居于对应能级的峰顶值两侧，两个所述扣除划线与对应伽马吸收能谱横坐标轴的交点分别为、，两个所述扣除划线与对应伽马吸收能谱谱线的交点分别为、；

i=0，x；

j=1，2；

所述第一空管扣除值为在空管伽马吸收能谱上对应第一能级划定的，，，四个点围成的梯形或矩形面积；

所述第二空管扣除值为在空管伽马吸收能谱上对应第二能级划定的，，，四个点围成的梯形或矩形面积；

所述第一测量扣除值为在测量伽马吸收能谱上对应第一能级划定的，，，四个点围成的梯形或矩形面积；

所述第二测量扣除值为在测量伽马吸收能谱上对应第二能级划定的，，，四个点围成的梯形或矩形面积；

分别对所述第一空管计数率、第二空管计数率、第一测量计数率、第二测量计数率进行扣除修正，依次得到第一空管扣除计数率、第二空管扣除计数率、第一测量扣除计数率、第二测量扣除计数率；

；

；

；

；

图3展示了在Ba133放射源的空管伽马吸收能谱上对应第一能级（31keV）扣除，以及对应第二能级（81keV）扣除的过程示意图，其中两个扣除划线是人为设定的，在人工设定扣除划线后，、、、均为常数，扣除划线的设定位置在一定程度上对计量结果有较小影响，但在可接受程度内，以空管伽马吸收能谱上的第一能级（31keV）为例：

所述探头组件31测得的实际上包括和两部分，其中是Ba133自身发出的第一能级（31keV）伽马射线经空管后由探头组件31探取的伽马计数率；而是Ba133发出的较高能级的射线（比如部分81 keV能级的射线）经康普顿散射后，降低到31keV，其穿过空管后被所述探头组件31探取得到，这部分被当做Ba133自身发出的第一能级（31keV）射线而叠加在空管伽马吸收能谱上，造成探头组件31探取的31keV伽马空管吸收计数率失真。

同理：在空管伽马吸收能谱上对应第二能级（81keV）扣除，在测量伽马吸收能谱上对应第一能级（31keV）扣除，在测量伽马吸收能谱上对应第二能级（81keV）扣除的过程均与上述情况一致。

步骤四、按照以下公式计算得到多相混合流中的气相含量、油相含量、水相含量；

；

其中：

d为伽马射线穿过所述流体计量通道的距离，即为流体计量通道的直径；

为气相对第一能级的伽马射线的吸收系数，为常数；

为油相对第一能级的伽马射线的吸收系数，为常数；

为水相对第一能级的伽马射线的吸收系数，为常数；

为气相对第二能级的伽马射线的吸收系数，为常数；

为油相对第二能级的伽马射线的吸收系数，为常数；

为水相对第二能级的伽马射线的吸收系数，为常数。

实施例3：

采用实施例2的计量方法对测试多相混合流进行扣除计量，得到扣除含水率，并采用传统计量方法得到失真含水率，将其与测试多相混合流的真实含水率进行比较，并计算得到扣除含水计量误差W ₁和失真含水计量误差W ₂。其中，采用的传统计量方法与实施例2的区别仅在于：传统计量方法不包括步骤三，采用以下公式计算失真含水率、失真含油率、失真含气率：

。

含水计量误差W ₁和失真含水计量误差W ₂分别按照公式计算：

；

。

测试过程中随机选取以进行比较的5组测试多相混合流的真实含水率等数据见表1：

表1、测试多相混合流真实含水率等数据表

计算得到的与表1相对应的5组测试多相混合流的扣除含水率、失真含水率、扣除含水计量误差W ₁和失真含水计量误差W ₂见表2：

表2、测试多相混合流含水率及含水计量误差

从表2可以看出：采用实施例2的扣除算法，计量得到的扣除含水率与真实含水率较为接近，其对应的计量误差（扣除含水计量误差）相对不扣除的传统算法的误差（失真含水计量误差）更小。

本发明的有益效果体现在两方面：一方面体现在结构上，采用钛合金和金属铍组合，并以新的结构形式安装配合，通过相对容易加工成型的钛合金封隔流体计量通道，采用钛合金和铍垫组合承压，采用铍垫减少对伽马射线的吸收；从而解决由于材料（陶瓷）问题导致的加工不便、寿命不长、可靠性不高等问题。另一方面体现在计量方法上，通过在伽马吸收能谱上将探测得到的散射低能级的计数率扣除，以更接近真实计数率的结果计量，避免康普顿散射效应对伽马射线测定多相流的结果造成较大影响，提高计量准确性。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。