科技日报记者 陈曦
在天津大学天津市过程检测与控制重点实验室，一场持续20年的科研接力，始终紧扣“复杂流体检测”这一主线展开。从最初的单参数流量测量，到多相流状态感知，再到复杂流场的成像重构，实验室逐步构建起从基础器件、核心传感部件到系统级仪器装备的完整技术体系。一系列成果实现突破并走出实验室，服务于能源、航天、核电、轨道交通等领域，为我国重大工程装备的安全、高效运行提供了坚实支撑。
2005年，天津大学教授张涛团队研制的“数字式金属浮子流量计”成功应用于中国科学院珠峰科考。该仪表具备高寒低压等极端环境自适应能力，显著提升了恶劣工况下的测量可靠性。
随后由张涛主持研发的“宇航员生命保障系统专用流量计”，先后成功应用于天宫一号、天宫二号空间实验室。同时，团队研制的冷却液流量传感器也在天和核心舱载荷应用系统循环制冷子系统的泵开合控制中实现应用，为我国载人航天工程提供了关键测量保障。
在此基础上，实验室将研究对象由单相流体拓展至油气田中广泛存在、却长期难以精准计量的湿气和凝析天然气两相流。天津大学教授徐英团队自主研制的凝析天然气两相流量计，占地面积仅约1平方米，却能够同步、实时测量气相和液相流量，功能上确可替代传统一整座集气计量站。
“天然气刚从井口采出时是一种湿气，如果一定要先分离再计量，成本和管理压力都非常大。”徐英说，“我们的目标就是把计量前移到井口，在不分离的情况下，把该测的参数一次性测清楚。”
该技术自2010年起，陆续在中石油西南油气田分公司川中、蜀南等气矿开展示范应用，在我国页岩气地面工艺的降本增效大规模开发中做出了开拓性贡献。
随着流量计量技术的不断成熟，实验室进一步迈向更高阶的系统级仪器研发。实验室负责人、天津大学电气自动化与信息工程学院院长谭超团队开发的工业过程层析成像仪器，实现了对复杂多相流动状态的原位、在线、可视化监测，将复杂流体检测能力从“测流量”提升到“看流场”。
该仪器已部署于深海油气开发和国产盾构机等大型装备中，保障国之重器的稳定高效运行，并在新能源化工、消防干粉喷射、核电厂蒸汽水锤监测等国家重大科研和工程项目中发挥着不可替代的作用，解决了高温、高压、高振动等极端工况下不透光容器内多相流体状态在线监测的国际性难题。
“我们填补了大型装备在复杂极端工况下多相流动状态原位在线监测的技术与仪器空白。”谭超说。
面向未来，实验室将持续聚焦复杂流体在线检测难题，进一步攻坚核心技术，通过自主创新为科技强国筑牢检测技术之基。
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