CZ297486B6 - Zpusob urcování mnozství pevného a/nebo kapalnéhomateriálu obsazeného v dvoufázovém proudení s plynným nosným médiem - Google Patents
Zpusob urcování mnozství pevného a/nebo kapalnéhomateriálu obsazeného v dvoufázovém proudení s plynným nosným médiem Download PDFInfo
- Publication number
- CZ297486B6 CZ297486B6 CZ20000002A CZ20002A CZ297486B6 CZ 297486 B6 CZ297486 B6 CZ 297486B6 CZ 20000002 A CZ20000002 A CZ 20000002A CZ 20002 A CZ20002 A CZ 20002A CZ 297486 B6 CZ297486 B6 CZ 297486B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- solid
- liquid material
- attenuation
- frequency
- alternating electric
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N22/00—Investigating or analysing materials by the use of microwaves or radio waves, i.e. electromagnetic waves with a wavelength of one millimetre or more
- G01N22/04—Investigating moisture content
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/74—Devices for measuring flow of a fluid or flow of a fluent solid material in suspension in another fluid
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
Do dvoufázového proudení se zavádí elektrický signál, který se snímá v míste posunutém od místa zavádení po nebo proti smeru proudení, zjistuje se zmena snímaného elektrického signálu ve vztahu k zavádenému elektrickému signálu a na základe této zmeny a kalibracních merení s nulovým nebo definovaným mnozstvím pevného a/nebo kapalného materiálu se urcuje mnozství pevného a/nebo kapalného materiáluobsazeného v dvoufázovém proudení. Elektrickým signálem je strídavé elektrické pole schopné sírení jako nikoliv elektromagnetická vlna. Nejdríve se zmenou frekvence strídavého elektrického pole pod mezní frekvencí stanoví útlum mericí dráhy jako funkce frekvence, v oblasti nejstrmejsího nárustu prubehu útlumu se urcí priblizne lineární oblast mezihorní mezní hodnotou útlumu a jí príslusnou spodní frekvencí a spodní mezní hodnotou útlumu a jí príslusnou horní frekvencí a ulozí jako referencní oblast, a na základe stanovení posuvu rozsahu frekvence této priblizne lineární oblasti ve srovnání skalibracními mereními se stanoví mnozství pevnéhoa/nebo kapalného materiálu v dvoufázovém proudení.
Description
Způsob určování množství pevného a/nebo kapalného materiálu obsaženého v dvoufázovém proudění s plynným nosným médiem
Oblast techniky
Vynález se týká určování množství pevného a/nebo kapalného materiálu obsaženého v dvoufázovém proudění s plynným nosným médiem. Vynález lze aplikovat zejména na množství uhelnatého prachu, transportovaného pneumatiky přívodem k hořáku uhelné elektrárny.
Dosavadní stav techniky
Transport pevných a/nebo kapalných materiálů ve formě malých nebo nejmenších částic v dvoufázovém proudění s plynným nosným médiem probíhá nejčastěji za turbulentního proudění, aby se dosáhlo dostatečné rychlosti transportu a dostatečného dopravovaného množství pevného a/nebo kapalného materiálu. Zejména při transportu nejjemnějších pevných částic nelze v reálných dopravních systémech zabránit tomu, aby v dopravním kanálu nevznikaly tak zvané prameny se zvýšenou hustotou. Takové prameny mohou být buď geometricky velmi stabilní a nehybné, mohou se však také stochasticky vyskytovat na nejrůznějších místech a měnit jak svoje rozměry, tak i hustotu, nebo uvnitř dopravního kanálu putovat. Zejména v místě odboček může v důsledku vytváření pramenů docházet k velmi nerovnoměrnému rozložení dopravovaného množství pevného materiálu v jednotlivých dopravních kanálech.
Je tedy značným probléme, jestliže se má určit množství transportovaného materiálu v pneumatickém dopravním systému, zejména v jednotlivých odbočných kanálech rozvětveného dopravního systému.
Známé způsoby, například v různých měřicích bodech isokineticky odsávající trubky, dávají často velmi zkreslené výsledky měření, protože takto se jen sotva nebo jen náhodně mohou podchytit prameny. K tomu přistupuje ještě zdlouhavost takových měření, protože výsledky měření jsou často znám až za několik hodin, takže je vyloučeno použití těchto metod měření v regulačních okruzích.
Aby bylo možno kontrolovat pneumatické dopravní systémy a regulovat množství dopravovaného materiálu v rozvětvených systémech, jsou zapotřebí rychlé měřicí systémy. Již delší dobu se činí pokusy s využitím mikrovln pro taková měření. Do úseku kanálu, který je upraven jako měřicí dráha, se přitom zavádějí mikrovlny o určité frekvenci a na konci měřicí dráhy se měří změna amplitudy a fáze těchto mikrovln. Uvedený princip měření je založen na tom, že v nosném plynu obsažené pevné a/nebo kapalné materiály vedou v dopravním kanálu ke změně komplexní dielektrické konstanty a v závislosti na této dielektrické konstantě dochází k útlumu a fázovému posuvu mikrovln. Příslušná měřicí metoda je popsána například v dokumentech EP 0717269 a EP 669522 nebo také v dokumentu US 5 17 444. Citlivost známých měřicích metod s využitím mikrovln je však pro pneumatické dopravní systémy nedostatečná, zejména tehdy, jestliže v důsledku rozvětvení dopravního kanálu jsou v jednotlivých kanálech nebo úsecích kanálů transportována různá množství materiálu, popřípadě jestliže v důsledku již zmíněného vytváření pramenů dochází uvnitř potrubního nebo kanálového systému ke značným prostorovým rozdílům koncentrace pevného a/nebo kapalného materiálu na m3 nosného plynu. Například, pro dostatečně přesnou regulaci přívodu uhelného prachu k hořákovému systému elektrárenského kotle je zapotřebí měření s rozlišením 1 g uhelného prachu na m3 nosného plynu. Takové nepatrné rozdíly obsahu uhelného prachu však vyvolávaní jen extrémně malé změny komplexní dielektrické konstanty a ovlivňují tedy jen velmi nepatrně útlum a fázi mikrovln.
Použití mikrovln k měření obsahu pevných a/nebo kapalných materiálů v pneumatických transportních systémech je kromě toho spojeno se značnými problémy v důsledku rušivých vlivů způ- 1CZ 297486 B6 sobovaných odraženými mikrovlnami. Zejména při nízkém obsahu pevných a/nebo kapalných materiálů je útlum mikrovln velmi nepatrný, takže mikrovlny se v kanálovém systému šíří jako ve vlnovodu do značných vzdáleností a v místech zúžení, odboček nebo konců se odrážejí. Tento jev může vést k superponování přímých a odražených mikrovln a tím ke značnému zkreslení výsledků měření.
Známý způsob s použitím mikrovln trpí navíc nevýhodou spočívající v tom že vyžaduje značně nákladné přístrojové vybavení. Ve většině případů je třeba do kanálového systému zařadit úsek upravený jako měřicí dráha, který musí být vysoce geometricky přesný a být opatřen přizpůsobenými vysílacími a přijímacími anténami. Je také známo nákladné zabudování štěrbinových zářičů, které ve stávajícím kanálu slouží jako vysílací a přijímací zařízení, přičemž tento kanál musí mít určitou geometrii.
Úkolem vynálezu je s přihlédnutím k těmto nedostatkům známého stavu techniky nalezení takového způsobu určování množství v plynném nosném médiu obsaženého pevného a/nebo kapalného materiálu, který bude použitelný i při nízkém obsahu nebo malých rozdílech obsahu pevného a/nebo kapalného materiálu a nebude vyžadovat žádný podstatnější zásah do stávajících kanálových systémů. Úkolem vynálezu je také nalezení takového způsobu, který bude mít rozlišovací schopnost měřit kolem 1 g na m3 nosného média a nebude klást žádné přehnané požadavky na geometrii měřicí dráhy.
Podstata vynálezu
Uvedený úkol řeší a nedostatky známých řešení tohoto druhu do značné míry odstraňuje způsob určování množství pevného a/nebo kapalného materiálu obsaženého v dvoufázovém proudění s plynným nosným médiem, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že
A. v dvoufázovém proudění v elektricky vodivém úseku potrubí nebo kanálu se vybuzuje střídavé elektrické pole schopné šíření jako nikoliv elektromagnetická vlna a v definovaném místě, posunutém od místa vybuzování po nebo proti směru dvoufázového proudění, se pomocí přijímací antény zjišťuje přenos tohoto střídavého elektrického pole,
B. nejdříve se ke stanovení parametrů měřicí dráhy s nulovým nebo definovaným množstvím určovaného pevného a/nebo kapalného materiálu stanoví útlum měřicí dráhy jako funkce frekvence a v oblasti nejstrmějšího nárůstu průběhu útlumu se zjišťuje přibližně lineární oblast mezi horní mezní hodnotou útlumu a jí příslušnou spodní frekvencí a spodní mezní hodnotou útlumu a jí příslušnou horní frekvencí a ukládá se jako referenční oblast, a
C. ke stanovení množství pevného a/nebo kapalného materiálu v dvoufázovém proudění se pomocí vhodného měřicího postupu stanoví posuv frekvence této přibližně lineární oblasti a z tohoto se stanoví množství pevného a/nebo kapalného materiálu obsaženého v dvoufázovém proudění.
Pro stanovení množství pevného a/nebo kapalného materiálu v dvoufázovém proudění podle kroku C se vytváří střídavé elektrické pole o frekvenci, která je o hodnotě Af, která odpovídá posuvu frekvence přibližně lineární oblasti při maximálním v dané aplikaci se vyskytujícím obsahu kapalného a/nebo pevného materiálu a podle vztahu Af = f0 (1 - 1 A/pr εΓ), kde f0 je mezní frekvence trubkového nebo kanálového systému bez kapaliny nebo pevné látky, ju je relativní permeabilita a εΓ je relativní dielektrická konstanta směsi plynného nosného média a v něm obsaženého množství pevného a/nebo kapalného materiálu, nižší než v kroku B. zjištěná spodní frekvence, pomocí přijímací antény se změří útlum střídavého elektrického pole, který se porovnává s útlumem zvoleným jako referenční hodnota, který se nachází mezi v kroku B. vypočtenou spodní a horní mezní hodnotou útlumu, a při překročení se frekvence střídavého elektrického pole zvyšuje tak dlouho, až hodnota měřeného útlumu odpovídá útlumu zvolenému jako refe
-2CZ 297486 B6 renční hodnota a z odchylky frekvence mezi frekvencí příslušející ke zvolenému útlumu v rámci referenčního rozsahu v případě plynu bez pevného a/nebo kapalného materiálu a frekvencí příslušející k této hodnotě útlumu v případě plynu s pevným a/nebo kapalným materiálem se určuje v plynu obsažené množství tohoto pevného a/nebo kapalného materiálu.
K výpočtu parametrů měřící dráhy podle kroku B. se s výhodou určuje přibližně lineární oblast v blízkosti inflexního bodu.
K výpočtu posuvu Af frekvence se jako referenční hodnota volí inflexní bod.
Pro určení množství pevného a/nebo kapalného materiálu v dvoufázovém proudění se
D. nejdříve vybudí střídavé elektrické pole o frekvenci, která je o hodnotě Af, která odpovídá posuvu frekvence přibližně lineární oblasti při maximálním obsahu pevného a/nebo kapalného materiálu, nižší než v kroku B. vypočtená spodní frekvence referenční oblasti, pomocí přijímací antény se změří útlum střídavého elektrického pole a toto se porovnává s referenční oblastí,
E. při překročení horní mezní hodnoty útlumu se frekvence střídavého elektrického pole zvýší maximálně o rozdíl mezi horní a spodní frekvencí referenční oblasti a pomocí přijímací antény se znovu změří střídavého elektrického pole, tento krok se opakuje tak dlouho, dokud se změřený útlum nedostane mezi spodní a horní mezní hodnotu útlumu, a
F. z odchylky frekvence mezi frekvencí příslušející ke změřenému útlumu a frekvencí příslušející k této hodnotě útlumu v rámci referenční oblasti v případě plynu bez pevného a/nebo kapalného materiálu se určuje množství v plynu obsaženého pevného a/nebo kapalného materiálu.
Uvnitř úseku elektricky vodivého potrubního systému, kterým prochází dvoufázové proudění, se v čase střídavě vybuzují dvě střídavá elektrické pole natočená azimutně vůči sobě navzájem o 90°, v definované vzdálenosti ve směru nebo proti směru dvoufázového proudění od azimutálně o 90° navzájem vůči sobě natočených míst buzení se pomocí dvou rovněž azimutálně o 90° navzájem vůči sobě natočených přijímacích antén, které jsou axiálním směru v zákrytu s místy buzení střídavých elektrických polí a které jsou vždy přiřazeny k jednomu místu buzení, snímají přeslechy střídavých elektrických polí, přičemž se podle kroků B. a C. určuje v plynu obsažené množství pevného a/nebo kapalného materiálu a ze série jednotlivých měření se určuje střední hodnota množství v plynu obsaženého pevného a/nebo kapalného materiálu.
S měřeními se ve výše uvedeném případě pokračuje s výhodou tak dlouho, až vytvářená střední hodnota množství v plynu obsaženého pevného a/nebo kapalného materiálu nevybočuje z předem zadané toleranční oblasti.
Jiná možnost spočívá v tom, že uvnitř úseku elektricky vodivého potrubního systému s přibližně kruhovým průřezem, který prochází dvoufázové proudění, se současně vybuzují dvě střídavá elektrická pole natočená azimutálně vůči sobě navzájem o 90°, v definované vzdálenosti ve směru nebo proti směru dvoufázového proudění od azimutálně o 90° navzájem vůči sobě natočených míst se pomocí dvou rovněž azimutálně o 90° navzájem vůči sobě natočených přijímacích antén, které jsou v axiálním směru v zákrytu s místy buzení střídavých elektrických polí, přičemž předkládáním obou o 90° navzájem natočených střídavých elektrických polí se vytváří výsledné střídavé elektrické pole, které se měněním amplitud azimutálně o 90° navzájem natočených střídavých elektrických polí a obrácením fáze jednoho z vybuzených střídavých elektrických polí může v azimutálním směru natáčet o maximálně 180° tak, že na základě výsledného střídavého elektrického pole se podle kroků B. a C. určuje v plynu obsažen množství pevného a/nebo kapalném materiálu, přičemž výsledné střídavé elektrické pole se v azimutálním směru natáčí tak dlouho, dokud se nezjistí vždy maximální a minimální množství vplynu obsaženého pevného a/nebo kapalného materiálu a z těchto hodnot a jejich prostorového přiřazení se vypočítává celkové v plynu obsažené množství pevného a/nebo kapalného materiálu a přibližně také určuje
-3CZ 297486 B6 poloha a hustota přítomného pramenu, jehož azimutální poloha je jednoznačně určitelná pouze v úhlovém rozsahu 180°.
Pro jednoznačné určení polohy pramenu v úhlovém rozsahu 360° se v předchozím případě nejdříve určuje poloha pramenu v úhlovém rozsahu 180° a v následujícím kroku způsobu se vybudí střídavé elektrické pole o frekvenci v přibližně lineární oblasti průběhu útlumu, které se snímá přijímací anténou natočenou vůči vysílací anténě azimutálně o 90°, přičemž na základě fázové polohy střídavých napětí, které se indukují na přijímací anténě, se provádí jednoznačné zařazení polohy pramenu tak, že vycházeje z azimutálního úhlu 0° v poloze vysílací antény se pramen nachází v oblasti > 90° až < 270° a při protifázi v oblasti > 270° až < 90°.
Buzení střídavých elektrických polí a snímání přeslechů střídavých elektrických polí se s výhodou provádí pomocí krátkých Hertzových zářičů s kompenzovanými vadami.
Řešení podle vynálezu využívá známého fyzikálního jevu, že závislost útlumu na frekvenci střídavého elektrického pole na konstantní dráze má pod mezní frekvencí, která je charakteristická pro šíření vln, poměrně strmý a téměř lineární přechod z vysoké hodnoty útlumu na nízkou hodnotu útlumu, přičemž tento přechod se podobá skokové funkci. Tento přechod je co se týká jeho tvaru, to jest skokové funkce, od nosného plynu bez pevného a/nebo kapalného materiálu a k nosnému plynu s poměrně vysokým obsahem pevného a/nebo kapalného materiálu do značné míry neměnný. V závislosti na obsahu pevného a/nebo kapalného materiálu v nosném plynu se však posouvá oblast frekvencí, ve které se tento přechod nachází, a to směrem k nižším frekvencím, přičemž velikost posuvu frekvence je měřítkem obsahu pevného a/nebo kapalného materiálu v nosném plynu.
Podstata způsobu podle vynálezu tedy spočívá v tom, že se uvnitř úseku kanálu nebo trubky vybudí střídavé elektrické pole snímá se šíření tohoto střídavého elektrického pole na pevné dráze, která leží ve směru nebo proti směru proudění, přičemž nejdříve se pro případ plynu bez pevného a/nebo kapalného materiálu zjistí průběh a frekvenční oblast změněného přechodu hodnoty útlumu a následně se zjistí frekvenční posuv tohoto přechodu směrem k nižším frekvencím v důsledku přítomnosti pevného a/nebo kapalného materiálu v plynu a z tohoto se na základě známých vztahů vypočte obsah pevného a/nebo kapalného materiálu v nosném plynu.
Předmětem vynálezu je tedy způsob určování množství pevného a/nebo kapalného materiálu obsaženého v dvoufázovém proudění s plynným nosným médiem, při kterém se do dvoufázového proudění zavádí elektrický signál, který se snímá v místě posunutém od místa zavádění po nebo proti směru proudění, zjišťuje se změna snímaného elektrického signálu ve vztahu k zaváděnému elektrickému signálu a na základě této změny a kalibračních měření s nulovým nebo definovaným množstvím pevného a/nebo kapalného materiálu se určuje množství pevného a/nebo kapalného materiálu obsaženého v dvoufázovém proudění, při kterém
A. elektrickým signálem je střídavé elektrické pole schopné šíření jako nikoliv elektromagnetická vlna a
B. nejdříve se změno frekvence střídavého elektrického pole pod mezní frekvencí stanoví útlum měřicí dráhy jako funkce frekvence, v oblasti nejstrmějšího nárůstu průběhu útlumu se určí přibližně lineární oblast mezi horní mezní hodnotou útlumu a jí příslušnou spodní frekvencí a spodní mezní hodnotou útlumu a jí příslušnou horní frekvencí a uloží jako referenční oblast, a
C. na základě stanovení posuvu frekvence této přibližně lineární oblasti ve srovnání s kalibračními měřeními se stanoví množství pevného a/nebo kapalného materiálu v dvoufázovém proudění. Je výhodné, jestliže se za tím účelem v rámci přechodu určí přibližně lineární oblast, která je vymezena horní mezní hodnotou útlumu s příslušnou spodní frekvencí a spodní mezní hodnotou útlumu s příslušnou horní frekvencí, přičemž při použití reálného přijímače s konečnou citlivostí se uvnitř této přibližně lineární oblasti na průběhu útlumu v závislosti na frekvenci nachází
-4CZ 297486 B6 inflexní bod tohoto průběhu, který lze matematicky a technicky snadno zjistit. V rámci této přibližně lineární oblasti jsou malé změny frekvence spojeny s velkými změnami útlumu. Body, popřípadě pásma v rámci této přibližně lineární oblasti lze tudíž zjistit, popřípadě učit, s vysokou přesností.
Z technického hlediska si lze představit různé varianty podstaty vynálezu.
Například, v rámci přibližně lineární oblasti lze při plynu bez pevného a/nebo kapalného materiálu zvolit charakteristickou hodnotu útlumu s příslušnou frekvencí a pro stanovení obsahu pevného a/nebo kapalného materiálu v plynu měnit, to jest zvyšovat, frekvenci zaváděného střídavého elektrického pole, počínaje startovací frekvencí, tak dlouho, až má útlum měřený při plynu s pevným a/nebo kapalným materiálem stejnou hodnotu, jako je zmíněná charakteristická hodnota útlumu. Jako startovací frekvence se s výhodou volí frekvence, která je nižší než nebo rovna spodní frekvenci přibližně lineární oblasti při maximálním obsahu pevného a/nebo kapalného materiálu, který se v dané aplikaci způsobu může vyskytnout. Tuto startovací frekvenci lze určit tak, že se od spodní frekvence přibližně lineární oblasti v případ plynu bez pevného a/nebo kapalného materiálu odečte maximální posuv Af frekvence, to jest posuv frekvence, ke kterému dojde v důsledku maximálního obsahu pevného a/nebo kapalného materiálu v plynu. Tento posuv Af frekvence lze snadno vypočíst ze vztahu Af = f0 (1 - l/Vpr εΓ), kde f0 je mezní frekvence trubkového nebo kanálového systému bez pevného a/nebo kapalného materiálu, μτ je relativní permeabilita a εΓ je relativní dielektrická konstanta směsi plynného nosného média a v něm obsaženého množství pevného a/nebo kapalného materiálu.
Rozdíl frekvencí odpovídajících zvolené charakteristické hodnotě útlumu v případě plynu bez a s v pevným a/nebo kapalným materiálem je pak měřítkem obsahu tohoto pevného a/nebo kapalného materiálu v tomto n osném plynu.
Je bez dalšího výkladu zřejmé, že pro docílení maximální citlivosti způsobu by se zvolená hodnota útlumu měla nacházet v nestrmější, to jest přibližně lineární oblasti závislosti útlumu na frekvenci, přičemž z technických důvodů je nejvýhodnější bod zvratu tohoto průběhu v této přibližně lineární oblasti.
V zájmu urychlení procesu měření je výhodné, jestliže se vyjde ze zmíněné startovací frekvence a frekvence se po stupních, které se vypočtou z rozdílu mezi horní a spodní frekvencí přibližně lineární oblasti, zvyšuje tak dlouho, dokud se měřený útlum nedostane do přibližně lineární oblasti. Rozdíl frekvencí mezi frekvencí odpovídající naměřenému útlumu v případě plynu bez pevného a/nebo kapalného materiálu a změřenou frekvencí je pak, jak již bylo uvedeno, měřítkem obsahu pevného a/nebo kapalného materiálu v nosném plynu.
Přirozeně je také možné, že změřený útlum, který se nachází uvnitř přibližně lineární oblasti, a příslušná frekvence se na základě linearizace, která tuto přibližně lineární oblast popisuje, přepočtou na jinou zvolenou charakteristickou hodnotu útlumu a určí se pak posuv frekvence této charakteristické hodnoty útlumu při přechodu ze stavu bez pevného a/nebo kapalného materiálu do stavu s pevným a/nebo kapalným materiálem v nosném plynu.
Podstatnou výhodu způsobu podle vynálezu lze jako celek spatřovat především v to, že v prostoru měřicí dráhy, na které se zjišťuje útlum střídavého elektrického pole, se nemusejí klást žádné extrémní požadavky na kruhovost průběhu potrubí. Měření se může provádět například v běžných potrubích, která splňují požadavky technických norem DIN. Citlivost měřicí metody je i v takových potrubích velmi dobrá a umožňuje rozlišení rozdílů obsahu pod 1 g pevného a/nebo kapalného materiálu na m3 nosného plynu.
Další přednost způsobu podle vynálezu spočívá vtom že elektrická střídavá pole se vytvářejí krátkými Hertzovými zářiči s kompenzovanými vadami. Stejným způsobem jsou provedeny také přijímací antény. Takto se dosáhne toho, že citlivost měřicí metody není téměř vůbec ovlivněna
-5CZ 297486 B6 abrazí antén a výměna těchto antén pro jejich opotřebení je zapotřebí až po delší době provozu.
Kromě toho, krátké Hertzovy zářiče lze bez větších nákladů zabudovat také do stávajících potrubních nebo kanálových systémů.
Řešení podle vynálezu lze s výhodou použít také tehdy, jestliže se uvnitř potrubního systému vytvářejí prameny se zvýšeno hustotou. Ke zjištění a zohlednění pramenů ve výsledku měření je zapotřebí vytvářet dvě v azimutálním směru o 90° navzájem natočená střídavá elektrická pole a již popsaným způsobem zjišťovat posuv frekvence přibližně lineární oblasti křivky útlumu těchto střídavých elektrických polí na předem zadané měřicí dráze.
Jedna z možných variant způsobu spočívá v tom, že obě v azimutálním směru o 90° vůči sobě natočená střídavá elektrická pole se vybuzují v čase střídavě a v definované vzdálenosti ve směru nebo proti směru dvoufázového proudění od azimutálně o 90° navzájem vůči sobě natočených míst buzení se pomocí dvou rovněž azimutálně o 90° navzájem vůči sobě natočených přijímaných antén, které jsou v axiálním směru v zákrytu s místy buzení střídavých elektrických polí a které jsou vždy přiřazeny k jednomu místu buzení, snímají přeslechy střídavých elektrických polí a tím posuv frekvence přibližně lineární oblast křivky útlumu. Přítomné prameny vedou k různým posuvům frekvence křivek útlumu v azimutálním směru o 90° navzájem natočených střídavých elektrických polí. Vytvářením střední hodnoty, které se s výhodou provádí tak dlouho, až další měření již nevedou k žádné podstatnější změny výsledku, se pak určí posuv frekvenci, který odpovídá střední koncentraci pevného a/nebo kapalného materiálu v nosném plynu, ve kterém jsou prameny.
V rámci způsobu podle vynálezu je však také možné určovat prostorovou polohu pramenů uvnitř potrubního systému. Za tímto účelem se stejným způsobem vytvářejí uvnitř potrubí dvě azimutálně o 90° vůči sobě navzájem natočená střídavá elektrická pole se stejnou frekvencí a fázi a zjišťuje se posuv frekvence přibližně lineární oblasti křivky útlumu těchto střídavých elektrických polí na předem zadané měřicí dráze. Vytváření střídavých elektrický polí a zjišťování posuvu frekvence se v tomto případě provádí současně. Obě střídavá elektrická pole se skládají ve výsledné střídavé elektrické pole. Analogicky, výsledný posuv frekvence přibližně lineární oblasti křivky útlumu je měřítkem obsahu pevného a/nebo kapalného materiálu v nosném plynu v azimutálním směru výsledného střídavého elektrického pole. Měřením amplitud azimutálně o 90° vůči sobě navzájem natočených střídavých elektrických polí lze v azimutálním směru natáčet výsledné střídavé elektrické pole, přičemž amplituda výsledného střídavého elektrického pole by se měla udržovat pokud možno konstantní. Na základě azimutálního natočení výsledného střídavého elektrického pole se pak stanoví maximální a minimální posuv frekvence přibližně lineární oblasti křivky útlumu. Maximální a minimální posuv frekvence jsou za přítomnosti pramenu natočeny vůči sobě navzájem o 90°. Z příslušných azimutálních směrů pak lze vypočítat polohu pramenu, přičemž tento výsledek je však dvojznačný, protože střídavé elektrické pole je osově symetrické. To znamená, že azimutální orientace střídavého elektrického pole při maximálním posuvu frekvence odpovídá azimutální poloze pramenu následujícím způsobem: ast = ομ + n 180°, kde aSt = azimutální úhel pramenu, aF = azimutální úhel střídavého elektrického pole a n je jedno z přirozených čísel. Takto zjištěný pramen se tedy může nacházet vždy v jednom ze dvou středově symetricky protilehlých kvadrantů.
Z poměru minimálního a maximálního posuvu frekvence lze přímo stanovit poměr minimální a maximální intenzity střídavého elektrického pole, které prochází skrze pramen. Na základě známého kvantitativního rozložení intenzity střídavého elektrického pole v potrubí lze určit radiální polohu pramenu.
Aby byla umožněna jednoznačná azimutální lokalizace pramenu, musí se v dalším kroku způsobu zjistit polovina průřezu potrubí, ve které se pramen nachází. Toto se podle vynálezu provádí tak, že se vyhodnocuje střídavé napětí, které se indukuje na přijímací anténě, která je vůči vysílací anténě natočena azimutálně o 90°, takže v poloze 180° se zjistí střídavé elektrické pole stejné intenzity, avšak opačné polarity. V poloze 90° je při homogenním rozložení pevného a/nebo
-6CZ 297486 B6 kapalného materiálu v nosném plynu intenzita střídavého elektrického pole a tím i na přijímací anténě indukované střídavé elektrické napětí rovno nule. Při přítomnosti pramenu v polovině průřezu potrubí, kde se nachází vysílací anténa, je střídavé elektrické pole zdeformováno tak, že na o 90° natočené přijímací anténě se projeví střídavé elektrické pole s opačnou polaritou, které indukuje střídavé elektrické napětí, které je v protifázi ke střídavému elektrickému napětí, kterým se napájí vysílací anténa. Jestliže se pramen nachází v polovině průřezu potrubí odvrácené od vysílací antény, zjistí se na vysílací a přijímací anténě střídavá elektrická napětí se shodnou fází. Popsané měření se s výhodou opakuje po vzájemné záměně vysílací a přijímací antény, aby se mohly dostatečně společně detekovat i prameny, které se nacházejí v bezprostřední blízkosti vysílací a přijímací antény.
Způsob podle vynálezu kromě toho umožňuje také měření transportní rychlosti transportovaného pevného a/nebo kapalného materiálu. V dvou axiálně vůči místu buzení střídavého elektrického pole posunutých místech, s výhodou ve směru a proti směru proudění transportovaného pevného a/nebo kapalného materiálu, se za tím účelem snímá kolísání koncentrace tohoto pevného a/nebo kapalného materiálu v čase, ke kterému dochází vždy v důsledku turbulentního charakteru proudění. Pomocí korelačního filtru se pak vyhodnocuje časový posuv obou časových průběhů. Z tohoto časového posuvu a axiální vzdálenosti míst měření lze vypočítat transportní rychlost transportovaného pevného a/nebo kapalného materiálu. Na základě střední hustoty tohoto pevného a/nebo kapalného materiálu a transportní rychlosti lze vypočítat průtok tohoto pevného a/nebo kapalného materiálu.
Přehled obrázků na výkresech
Podstata vynálezu je dále objasněna na příkladech jeho provedení, které jsou popsány na základě připojených výkresů, které znázorňují:
- na obr. 1 část potrubí v přívodu k hořáku úhelné elektrárny,
- na obr. 2 průběh útlumu v závislosti na frekvenci v oblasti strmého přechodu z vysokého útlumu na nízký útlum,
- na obr. 3 výsledné střídavé elektrické pole za přítomnosti pramenu se zvýšenou hustotou uvnitř přívodu k hořáku (azimutální směs 0°), a
- na obr, 4 výsledné střídavé elektrické pole za přítomnosti pramenu se zvýšenou hustotou uvnitř přívodu k hořáku (azimutální směr 90°).
Příklady provedení vynálezu
Úkolem je stanovit množství jemnozmného uhlí transportovaného v proudu vzduchu přívodem 1 k hořáku uhelné elektrárny a detekovat případné prameny. Přívod 1 k hořáku má kruhový průřez a průměr 500 mm. Teplota v přívodu 1 k hořáku se předpokládá konstantní v čase.
V rovné části přívodu 1 k hořáku jsou v axiálním zákrytu za sebou vytvořeny dva otvory se vzájemnou vzdáleností 1000 mm, do kterých jsou zamontovány krátké vysokofrekvenční zářiče 2, 3 o délce 5 cm. Mohou se k tomu použít například běžné koaxiální průchodky. Je výhodné použít takové antény s kompenzovanými vadami, protože tyto se jednak méně mechanicky opotřebují, jednak u nich vzniklým mechanickým opotřebením je v menší míře ovlivněna citlivost elektrického systému.
První zářič 2 ve směru proudění směsi vzduchu s uhlím slouží jako vysílací anténa, zatímco druhý zářič 3 slouží jako přijímací anténa. Aby se v přívodu 1 k hořáku potlačily šíření schopné vyšší harmonické frekvence, jsou anténám, to jest zářičům 2 a 3, předřazeny filtry se strmou charakteristikou, jejichž mezní frekvence se nachází těsně nad mezní frekvencí přívodu 1 k hořáku.
-7CZ 297486 B6
Pro stanovení parametrů měřicí dráhy se nejdříve v nezatíženém stavu zjistí a znamená útlum střídavého elektrického pole na měřicí dráze jako funkce frekvence. Uvnitř přívodu 1 k hořáku se za tím účelem prvním zářičem 2, to jest vysílací anténou, vybudí střídavé elektrické pole a normovaně se zaznamená přenos tohoto střídavého elektrického pole na druhý zářič 3, to jest přijímací anténu, v závislosti na frekvenci. Zjistí se na obr. 2 znázorněný typický průběh, u kterého v rámci pásma přibližně 1,3 MHz útlum poměrně strmě, přibližně lineárně klesá. V rámci tohoto přechodu z vysokého na nízký útlum se nachází přibližně lineární referenční oblast, která leží mezi horní mezní hodnotou útlumu přibližně 45 dB při spodní frekvenci přibližně 348,5 MHz a spodní mezní hodnotou útlumu přibližně 20 dB při horní frekvenci přibližně 349,8 MHz. V rámci tohoto frekvenčního pásma lze přibližně na frekvenci 349,3 MHz při útlumu přibližně 32 dB stanovit inflexní bod průběhu tlumení.
Uvnitř této přibližně lineární oblasti je spád průběh útlumu nejstrmější, to jest malé změny zatížení způsobují při konstantní měřicí frekvenci velké změny útlumu.
Absolutní hodnoty horní a spodní mezní hodnoty útlumu závisejí na výkonu vybuzeného střídavého elektrického pole a na citlivosti přijímače. Z obr. 2 lze stanovit mezní frekvenci f0 přibližně 350 MHz, pod kterou již nedochází k žádnému šíření vln střídavého elektrického pole.
V předloženém příkladu použití se počítá maximálně s obsahem 1500 g jemnozmného uhlí na m3 vzduchu. Z uvedeného vyplývá pro směs vzduchu s uhlím relativní dielektrická konstanta ε = 1,003. Relativní permeabilita je kolem hodnoty 1. Podle vztahu Af = f0 (1 - τ/μ, ε,) se vypočte hodnota frekvence Af = 523 kHz. Za účelem stanovení množství jemnozmného uhlí, které je obsaženo v proudícím vzduchu, se nyní vysílací anténou, to jest prvním zářičem 2, v proudu vzduchu sjemnozmným uhlím vybudí střídavé elektrické pole se startovací frekvencí přibližně 347,9 MHz (spodní frekvence odpovídající horní mezní hodnotě útlumu v případě vzduchu bez uhlí, minut posuv Af frekvence) a pomocí přijímací antény, to jest druhého zářiče 3, se na měřicí dráze určí útlum. Tento se bude zpočátku nacházet nad přibližně lineární referenční oblastí. Frekvence střídavého elektrického pole se pak po krocích zvyšuje tak dlouho, dokud se příslužný útlum nenachází v rámci přibližně lineární referenční oblasti. Diagram hodnot útlumu v případě proudu vzduchu s uhlím, vypočtených při různých frekvencích, je na obr. 2 znázorněn čárkovanou křivkou. Při frekvenci střídavého elektrického pole 348,2 MHz se v případě proudu vzduchu s uhlím dosáhne útlumu 44 dB. Tento útlum leží v přibližně lineární referenční oblasti. V případě proudu vzduchu bez uhlí se tohoto útlumu dosáhne při frekvenci 348,6 MHz. Přibližně lineární oblast průběhu útlumu v případě proudu vzduchu s uhlím posunuta o 0,4 MHz. Pomocí vztahu Af = f0 (1 - l/Vpr εΓ) lze z tohoto posuvu Af frekvence přibližně lineární oblasti na základě změny relativní dielektrické konstanty εΓ směsi vzduchu s uhlím vypočítat obsah jemnozmného uhlí v proudu vzduchu. Relativní permeabilita gr má přitom hodnotu 1. Takto lze vypočítat koncentraci 0,16 g uhlí na m3 vzduchu. V zájmu zvýšení citlivosti měřicí metody je výhodné, jestliže se uvnitř přibližně lineární oblasti zvolí jako vztažný bod inflexní bod a frekvence střídavého elektrického pole se při určování množství jemnozmného uhlí, které je obsaženo v proudu vzduchu, mění tak dlouho, dokud příslušný útlum neodpovídá útlumu v inflexním bodu. Toto je výhodné z toho důvodu, že přibližně lineární oblast má v inflexním bodu největší strmost, takže se dosáhne nejvyšší citlivosti.
V zájmu urychlení průběhu měření je výhodné, vycházeje ze startovací frekvence vypočtené pro maximální obsah uhlí ve vzduchu, zvýšit tuto startovací frekvenci pro druhý měřicí bod o hodnotu frekvence mezi horní a spodní frekvencí přibližně lineární oblasti, v daném příkladu o 1,3 MHz. Dosáhne se tím toho, že se takto s minimálním počtem měření nalezne měřicí bod s útlumem v rámci přibližně lineární oblasti. V tomto měřicím bodě pak lze buď přímo určit posuv frekvence přibližně lineární oblasti, nebo se nejdříve pomocí linearizace přibližně lineární oblasti provede výpočet inflexního bodu pro případ proudu vzduchu s uhlím a poté na základě
-8CZ 297486 B6 obou bodů zvratu výpočet posuvu frekvence přibližně lineární oblasti pro případ proudu vzduchu s uhlím ve srovnání s případem proudu vzduchu bez uhlí.
Pro vyhodnocení pramenů ve výsledku měření je zapotřebí do přívodu 1 k hořáku zabudovat další vysílací anténu 4 a přijímací anténu 5, které jsou vůči zářičům 2 a 3 azimutálně natočeny o 90°, avšak v axiálním směru se nacházejí v téže poloze jako zářiče 2 a 3.
Pro stanovení průměrného obsahu uhlí ve vzduchu, ve kterém budou zohledněny prameny, se pomocí elektrických střídavých polí buzených a snímaných prostřednictvím střídavě zářičů 2 a 3 a antén 4 a 5 popsaným způsobem vypočte obsah jemnozmného uhlí v proudu vzduchu a z obou měření se vypočte střední hodnota. Tato pak respektuje přítomné prameny. Vícenásobným opakováním tohoto cyklu s vytvářením střední hodnoty lze zvýšit přesnost výsledku měření. Je účelné opakovat cyklus tak dlouho, až se jako celek vytvářená střední hodnota nemění nebo téměř nemění.
Za účelem detekování pramenů se vysílacími anténami 2 a 4 vybudí dvě střídavá elektrická pole se shodnou frekvencí a fází. Tato se na sebe v přívodu 1 k hořáku superponují a vytvářejí výsledné střídavé elektrické pole. Pomocí přijímacích antén 3 a 5 se pak snímají přeslechy obou střídavých elektrických polí se shodnou frekvencí a fází a z toho se vypočte útlum výsledného střídavého elektrického pole podél měřicí dráhy. Změnou amplitud střídavých elektrických polí se shodnou frekvencí a fází, to jest pevně fázově spřažených polí, lze směr výsledného střídavého elektrického pole, které vzniká vzájemnou superpozicí obou navzájem o 90° natočených střídavých elektrických polí, natočit azimutálně maximálně o 90°. Přídavným obrácením fáze jednoho ze střídavých elektrických polí lze rozsah natočení výsledného střídavého elektrického pole rozšířit o 180°.
V předloženém příkladu přívodu 1 k hořáku o průměru 500 mm se v tomto přívodu 1 k hořáku budí střídavé elektrické pole anténami 2 a 4 a útlumem + 20 dB, což odpovídá vysílacímu výkonu přibližně 100 mW. Aby se dosáhlo azimutálního natočení výsledného střídavého elektrického pole, které vzniká skládáním jednotlivých střídavých elektrických polí, která jsou vůči sobě navzájem natočena o 90°, v krocích po 22,5°, zaved se do přívodů k anténám 2 a 4 tlumení podle níže uvedené tabulky:
| azimutální směr | anténa 2 | anténa 4 |
| 0° | 0 dB | -50 dB |
| 22,5° | -1 dB | -9dB |
| 45° | -3 dB | -3 dB |
| 67,5° | -9 dB | -1 dB |
| 90° | -50 dB | 0 dB |
| 112,5° | -9 dB (obrácení fáze o 180°) | -1 dB |
| 135° | - 3 dB (obrácení fáze o 180°) | -3 dB |
| 157° | - 1 dB (obrácení fáze o 180°) | -9dB |
V jednotlivých uvedených azimutálních směrech výsledného střídavého elektrického pole se provádí výpočet posuvu frekvence lineární oblasti a kromě toho výpočet obsahu jemnozmného uhlí v proudu vzduchu, jak již bylo popsáno výše. Vypočtené posuvy frekvence jsou shrnuty v následující tabulce:
azimutální směr posuv frekvence
| 0° | 125 kHz |
| 22,5° | 177 kHz |
| 45° | 200 kHz |
| 67,5° | 266 kHz |
-9CZ 297486 B6
90° 112,5° 135°
157,5°
376 kHz
260 kHz
192 kHz
160 kHz
Maximální hodnotu posuvu frekvence a tím i obsahu uhlí ve vzduchu lze jednoznačně nalézt v azimutálním směru 90°. Uvedené znamená, že v azimutálním směru 90° musí být přítomen pramen. Na obr. 3 a 4 jsou znázorněna výsledná střídavá elektrická pole uvnitř přívodu 1 k hořáku v azimutálním směru 0° (obr. 3) a v azimutálním směru 90° (obr. 4).
Z poměru maximálního posuvu frekvence (maximální obsah uhlí ve vzduchu) k minimálnímu posuvu frekvence (minimální obsah uhlí ve vzduchu) lze usuzovat o radiální poloze pramenu. V předloženém případě, to jest při poměru 1:3, se pramen nachází v blízkosti stěny přívodu 1 k hořáku. Čím více se tento poměr blíží k jedničce, tím blíže se pramen nachází ke středu průběhu přívodu 1 k hořáku. Pramen, který se nachází přímo a symetricky ve středu průřezu přívodu 1 k hořáku, nelze detekovat.
Samozřejmě, detekování pramenu je účelné jen tehdy, jestliže je tento pramen relativně nehybný, to znamená jestliže je při porovnání s dobou měření kvazistacionámí. Toto je v praxi obvyklý případ při reálných dobách měření rozsahu několika milisekund. Účelem detekování pramenů jsou v předloženém příkladu ostatně stejně opatření k odstranění těchto pramenů. V tomto směru jsou významné pouze kvazinehybné prameny.
Claims (10)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Způsob určování množství pevného a/nebo kapalného materiálu obsaženého v dvoufázovém proudění s plynným nosným médiem, vyznačující se tím, žeA. v dvoufázovém proudění v elektricky vodivém úseku potrubí nebo kanálu se vybuzuje střídavé elektrické pole schopné šíření jako nikoliv elektromagnetická vlna a v definovaném místě, posunutém od místa vybuzování po nebo proti směru dvoufázového proudění, se pomocí přijímací antény zjišťuje přenos tohoto střídavého elektrického pole,B. nejdříve se ke stanovení parametrů měřicí dráhy s nulovým nebo definovaným množstvím určovaného pevného a/nebo kapalného materiálu stanoví útlum měřicí dráhy jako funkce frekvence a v oblasti nejstrmějšího nárůstu průběhu útlumu se zjišťuje přibližně lineární oblast mezi horní mezní hodnotou útlumu a jí příslušnou spodní frekvencí a spodní mezní hodnotou útlumu a jí příslušnou horní frekvencí a ukládá se jako referenční oblast, aC. ke stanovení množství pevného a/nebo kapalného materiálu v dvoufázovém proudění se pomocí vhodného měřicího postupu stanoví posuv frekvence této přibližně lineární oblasti a z tohoto se stanoví množství pevného a/nebo kapalného materiálu obsaženého v dvoufázovém proudění.
- 2. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že pro stanovení množství pevného a/nebo kapalného materiálu v dvoufázovém proudění podle kroku C nároku 1 se vytváří střídavé elektrické pole o frekvenci, která je o hodnotu Af, která odpovídá posuvu frekvence přibližně lineární oblasti při maximálním, v dané aplikaci se vyskytujícím obsahu kapalného a/nebo pevného materiálu a podle vztahu Af = f0 (1 - l/Vpr εΓ), kde fo je mezní frekvence trubkového nebo kanálového systému bez kapaliny nebo pevné látky, μΓ je relativní permeabilita a εΓ je relativní dielektrická konstanta směsi plynného nosného média a v něm obsaženého množství pevného a/nebo kapalného materiálu, nižší než v kroku B. zjištěná spodní frekvence, pomocí přijímací antény se změří útlum střídavého elektrického pole, který se porovnává s útlumem zvoleným jako-10CZ 297486 B6 referenční hodnota, který se nachází mezi v kroku B. vypočtenou spodní a horní mezní hodnotou útlumu, a při překročení se frekvence střídavého elektrického pole zvyšuje tak dlouho, až hodnota měřeného útlumu odpovídá útlumu zvolenému jako referenční hodnota a z odchylky frekvence mezi frekvencí příslušející ke zvolenému útlumu v rámci referenčního rozsahu v případě plynu bez pevného a/nebo kapalného materiálu a frekvencí příslušející k této hodnotě útlumu v případě plynu s pevným a/nebo kapalným materiálem se určuje v plynu obsažené množství tohoto pevného a/nebo kapalného materiálu.
- 3. Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že k výpočtu parametrů měřicí dráhy podle kroku B. nároku 1 se určuje přibližně lineární oblast v blízkosti inflexního bodu.
- 4. Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že k výpočtu posuvu Af frekvence podle nároku 2 se jako referenční hodnota volí inflexní bod.
- 5. Způsob podle nároku 1 nebo 2, v y z n a č u j í c í se tím, že pro určení množství pevného a/nebo kapalného materiálu v dvoufázovém proudění seD. nejdříve vybudí střídavé elektrické pole o frekvenci, která je o hodnotu Af, která odpovídá posuvu frekvence přibližně lineární oblasti při maximálním obsahu pevného a/nebo kapalného materiálu, nižší než v kroku B. nároku 1 vypočtená spodní frekvence referenční oblasti, pomocí přijímací antény se změří útlum střídavého elektrického pole a toto se porovnává s referenční oblastí,E. při překročení horní mezní hodnoty útlumu se frekvence střídavého elektrického pole zvýší maximálně o rozdíl mezi horní a spodní frekvencí referenční oblasti a pomocí přijímací antény se znovu změří útlum střídavého elektrického pole, tento krok se opakuje tak dlouho, dokud se změřený útlum nedostane mezi spodní a horní mezní hodnotu útlumu, aF. z posuvu Af frekvence mezi frekvencí příslušející ke změřenému útlumu a frekvencí příslušející k této hodnotě útlumu v rámci referenční oblasti v případě plynu bez pevného a/nebo kapalného materiálu se určuje množství v plynu obsaženého pevného a/nebo kapalného materiálu.
- 6. Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že uvnitř úseku elektricky vodivého potrubního systému, kterým prochází dvoufázové proudění, se v čase střídavě vybuzují dvě střídavá elektrická pole natočená azimutálně vůči sobě navzájem o 90°, v definované vzdálenosti ve směru nebo proti směru dvoufázového proudění od azimutálně o 90° navzájem vůči sobě natočených míst buzení se pomocí dvou rovněž azimutálně o 90° navzájem vůči sobě natočených přijímacích antén, které jsou v axiálním směru v zákrytu s místy buzení střídavých elektrických polí a které jsou vždy přiřazeny k jednomu místu buzení, snímají přeslechy střídavých elektrických polí, přičemž se podle kroků B. a C. nároku 1 nebo nároků 2 až 5 určuje v plynu obsažené množství pevného a/nebo kapalného materiálu a ze série jednotlivých měření se určuje střední hodnota množství v plynu obsaženého pevného a/nebo kapalného materiálu.
- 7. Způsob podle nároku 6, vyznačující se tím, žes měřeními se pokračuje tak dlouho, až vytvářená střední hodnota množství v plynu obsaženého pevného a/nebo kapalného materiálu nevybočuje z předem zadané toleranční oblasti.
- 8. Způsob podle některého z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že uvnitř úseku elektricky vodivého potrubního systému s přibližně kruhovým průřezem, kterým prochází dvoufázové proudění, se současně vybuzují dvě střídavá elektrická pole natočená azimutálně vůči sobě navzájem o 90°, v definované vzdálenosti ve směru nebo proti směru dvoufázového proudění od azimutálně o 90° navzájem vůči sobě natočených míst buzení se pomocí dvou rovněž azimutálně o 90° navzájem vůči sobě natočených přijímacích antén, které jsou v axiálním směru v zákrytu s místy buzení střídavých elektrických polí, měří útlum těchto střídavých elektrických polí, přičemž překládáním obou o 90° navzájem natočených střídavých elektrických-11CZ 297486 B6 polí se vytváří výsledné střídavé elektrické pole, které se měněním amplitud azimutálně o 90° navzájem natočených střídavých elektrických polí a obracením fáze jednoho z vybuzených střídavých elektrických polí natáčí v azimutálním směru o maximálně 180° tak, že na základě výsledného střídavého elektrického pole se podle kroků B. a C. nároku 1 nebo nároků 2 až 5 určuje v plynu obsažené množství pevného a/nebo kapalného materiálu, přičemž výsledné střídavé elektrické pole se v azimutálním směru natáčí tak dlouho, dokud se nezjistí vždy maximální a minimální množství v plynu obsaženého pevného a/nebo kapalného materiálu a z těchto hodnot a jejich prostorového přiřazení se vypočítává celkové v plynu obsažené množství pevného a/nebo kapalného materiálu a přibližně také určuje poloha a hustota přítomného pramenu, jehož azimutální poloha je jednoznačně určitelná pouze v úhlovém rozsahu 180°.
- 9. Způsob podle nároku 8, v y z n a č u j í c í se tím, že pro jednoznačné určení polohy pramenu v úhlovém rozsahu 360° se nejdříve podle nároku 8 určuje poloha pramenu v úhlovém rozsahu 180° a v následujícím kroku způsobu se vybudí střídavé elektrické pole o frekvenci v přibližně lineární oblasti průběhu útlumu, které se snímá přijímací anténou natočenou vůči vysílací anténě azimutálně o 90°, přičemž na základě fázové polohy střídavých napětí, které se indukují na přijímací anténě, se provádí jednoznačné přiřazení polohy pramenu tak, že vycházeje z azimutálního úhlu 0° v poloze vysílací antény se pramen nachází v oblasti 90° až 270° a při protifázi v oblasti 270° až 90°.
- 10. Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že buzení střídavých elektrických polí a snímání přeslechů těchto střídavých elektrických polí se provádí pomocí krátkých Hertzových zářičů s kompenzovanými vadami.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19728612A DE19728612C2 (de) | 1997-07-04 | 1997-07-04 | Verfahren zur Bestimmung der in einer Zweiphasenströmung mit gasförmigem Trägermedium enthaltenen Menge festen und/oder flüssigen Materials |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ20002A3 CZ20002A3 (cs) | 2000-11-15 |
| CZ297486B6 true CZ297486B6 (cs) | 2006-12-13 |
Family
ID=7834654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20000002A CZ297486B6 (cs) | 1997-07-04 | 1998-07-04 | Zpusob urcování mnozství pevného a/nebo kapalnéhomateriálu obsazeného v dvoufázovém proudení s plynným nosným médiem |
Country Status (17)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6109097A (cs) |
| EP (1) | EP0993603B1 (cs) |
| JP (1) | JP4181643B2 (cs) |
| KR (1) | KR100791617B1 (cs) |
| CN (1) | CN1225646C (cs) |
| AT (1) | ATE220204T1 (cs) |
| AU (1) | AU737393B2 (cs) |
| CZ (1) | CZ297486B6 (cs) |
| DE (1) | DE19728612C2 (cs) |
| DK (1) | DK0993603T3 (cs) |
| ES (1) | ES2179531T3 (cs) |
| HK (1) | HK1028996A1 (cs) |
| PL (1) | PL193174B1 (cs) |
| RU (1) | RU2218557C2 (cs) |
| TR (1) | TR199903338T2 (cs) |
| UA (1) | UA51797C2 (cs) |
| WO (1) | WO1999001752A2 (cs) |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10137009C1 (de) * | 2001-07-28 | 2003-04-03 | Mic Measuring Ideas Consulting | Verfahren und Vorrichtung zur Messung des Massenstroms |
| DE10164107C1 (de) * | 2001-12-24 | 2003-09-18 | Promecon Prozess & Messtechnik | Mikrowellen-Messeinrichtung zur Bestimmung der Beladung einer Zweiphasenströmung |
| US7359803B2 (en) * | 2002-01-23 | 2008-04-15 | Cidra Corporation | Apparatus and method for measuring parameters of a mixture having solid particles suspended in a fluid flowing in a pipe |
| US6799525B2 (en) | 2002-09-13 | 2004-10-05 | General Electric Company | Automatic coal damper |
| PL205259B1 (pl) * | 2003-05-27 | 2010-03-31 | Zak & Lstrok Ad Aparatury Pomi | Sposób pomiaru stężenia substancji unoszonej w ośrodku gazowym |
| US7066008B2 (en) | 2004-05-19 | 2006-06-27 | Zaklad Aparatury Pomiarowet Kwant Sp Z.O.O. | Method for measuring concentration of solid or liquid particulate matter in a gaseous carrier medium |
| GB0428547D0 (en) * | 2004-12-31 | 2005-02-09 | Euroflow Uk Ltd | Methods and apparatus for observing vessel contents |
| GB0428545D0 (en) * | 2004-12-31 | 2005-02-09 | Euroflow Uk Ltd | Flow methods and apparatus for detection in conduits |
| US20070000416A1 (en) * | 2005-06-30 | 2007-01-04 | General Electric Company | Method and System for controlling coal flow |
| NO326977B1 (no) * | 2006-05-02 | 2009-03-30 | Multi Phase Meters As | Fremgangsmåte og innretning for måling av konduktiviteten av vannfraksjonen i en våtgass |
| NO324812B1 (no) * | 2006-05-05 | 2007-12-10 | Multi Phase Meters As | Fremgangsmåte og innretning for tomografiske multifasestrømningsmålinger |
| WO2008037674A1 (de) * | 2006-09-25 | 2008-04-03 | Basf Se | Verfahren zur kontinuierlichen herstellung wasserabsorbierender polymerpartikel |
| US8862411B2 (en) * | 2007-08-24 | 2014-10-14 | Expro Meters, Inc. | Velocity and impingement method for determining parameters of a particle/fluid flow |
| WO2009153796A1 (en) * | 2008-06-19 | 2009-12-23 | Microcoal, Inc. | System and method for treatment of materials by electromagnetic radiation (emr) |
| NO330911B1 (no) | 2008-12-12 | 2011-08-15 | Multi Phase Meters As | Fremgangsmåte og apparat for måling av sammensetning og strømningsrater for en våtgass |
| NO334550B1 (no) | 2008-12-12 | 2014-04-07 | Multi Phase Meters As | Fremgangsmåte og apparat for strømningsmålinger til en våtgass og målinger av gassverdier |
| DE102011102991B4 (de) * | 2011-05-24 | 2014-02-13 | Krohne Messtechnik Gmbh | Vorrichtung zur Bestimmung des Volumenanteils wenigstens einer Komponente eines mehrphasigen Mediums |
| US9184593B2 (en) | 2012-02-28 | 2015-11-10 | Microcoal Inc. | Method and apparatus for storing power from irregular and poorly controlled power sources |
| AU2013301900B2 (en) * | 2012-08-09 | 2016-10-20 | Linde Aktiengesellschaft | Method and device for detecting moving objects in a gas stream during cryogenic gas separation |
| NO20140689A1 (no) * | 2014-06-03 | 2015-12-04 | Roxar Flow Measurement As | Cutoff regulator |
| CN104515562A (zh) * | 2014-12-22 | 2015-04-15 | 安徽中控仪表有限公司 | 一种多相流微压差测量装置及流量计量方法 |
| US9810480B2 (en) | 2015-06-12 | 2017-11-07 | Targeted Microwave Solutions Inc. | Methods and apparatus for electromagnetic processing of phyllosilicate minerals |
| CN105424564A (zh) * | 2015-11-05 | 2016-03-23 | 东北电力大学 | 煤粉浓度微波测量参数的整定方法 |
| FR3044087B1 (fr) | 2015-11-25 | 2018-11-16 | Continental Automotive France | Procede de calibration automatique d’un capteur d’arbre a cames pour moteur de vehicule automobile et capteur associe |
| DE102016013220B3 (de) * | 2016-11-04 | 2018-05-09 | PROMECON Prozeß- und Meßtechnik Conrads GmbH | Mikrowellenmessanordnung zur Bestimmung der Beladung einer Zweiphasenströmung |
| CN110455465B (zh) * | 2019-08-14 | 2020-07-03 | 合肥工业大学 | 一种基于频率波动的钠中气泡探测信号处理方法 |
Family Cites Families (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3710615A (en) * | 1971-03-25 | 1973-01-16 | Trw Inc | Acoustic particle concentration measuring instrument and method |
| US4301400A (en) * | 1979-12-26 | 1981-11-17 | Texaco Inc. | Microwave water in crude monitor |
| US4357603A (en) * | 1980-11-24 | 1982-11-02 | The United States Of America As Represented By The Depart Of Energy | Method and apparatus for acoustically monitoring the flow of suspended solid particulate matter |
| US4423623A (en) * | 1981-08-24 | 1984-01-03 | Rockwell International Corporation | Microwave meter for fluid mixtures |
| JPS58151517A (ja) * | 1982-03-05 | 1983-09-08 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 粉粒体の流量測定方法及び装置 |
| AT381173B (de) * | 1982-05-11 | 1986-09-10 | List Hans | Verfahren zur quantitativen bestimmung von partikelfoermigen verbrennungsrueckstaenden |
| DE3316328A1 (de) * | 1982-05-27 | 1983-12-01 | Atomic Energy of Canada Ltd., Ottawa, Ontario | Mikrowellen-messgeraet fuer den leerraumanteil in einer fluessigkeitsstroemung |
| US4658208A (en) * | 1985-06-19 | 1987-04-14 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Downhole steam quality measurement |
| US4745353A (en) * | 1985-09-25 | 1988-05-17 | Shell Oil Company | In situ BS&W measurement |
| US4628830A (en) * | 1986-02-07 | 1986-12-16 | Combustion Engineering, Inc. | Microwave detection of fuel flow |
| DE3627966A1 (de) * | 1986-02-07 | 1987-08-13 | Freiberg Brennstoffinst | Verfahren und vorrichtung zur phasenverteilungsmessung an unverfestigten schuettguetern oder verfestigten geologischen kernen |
| US4764718A (en) * | 1986-04-23 | 1988-08-16 | Chevron Research Company | Microwave oil saturation scanner |
| US4862060A (en) * | 1986-11-18 | 1989-08-29 | Atlantic Richfield Company | Microwave apparatus for measuring fluid mixtures |
| US5120648A (en) * | 1988-05-26 | 1992-06-09 | Lim Technology Laboratories, Inc. | Chemical analyzer using rf radiation attenuation measurements |
| CA1322222C (en) * | 1988-09-26 | 1993-09-14 | Nicholas George Cutmore | Determination of carbon in fly ash |
| US5103181A (en) * | 1988-10-05 | 1992-04-07 | Den Norske Oljeselskap A. S. | Composition monitor and monitoring process using impedance measurements |
| MX173811B (es) * | 1989-10-04 | 1994-03-29 | Agar Corp Ltd | Mejoras a medicion de aceite/agua |
| US5121629A (en) * | 1989-11-13 | 1992-06-16 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Method and apparatus for determining particle size distribution and concentration in a suspension using ultrasonics |
| US5355284A (en) * | 1990-02-20 | 1994-10-11 | K. W. Muth Company, Inc. | Mirror assembly |
| US5132917A (en) * | 1990-04-23 | 1992-07-21 | Shell Oil Company | Method and apparatus for the combined use of dual density measurements to achieve a fast and accurate density measurement in pneumatically transported solids |
| US5383353A (en) * | 1991-06-21 | 1995-01-24 | Texaco Inc. | Means and method for analyzing a petroleum stream |
| DE4206532A1 (de) * | 1992-03-02 | 1993-09-23 | Torsten Dipl Ing Pechstein | Verfahren zur prozessgekoppelten, nichtselektiven konzentrationsmessung in fluessigen mehrkomponentengemischen |
| DE4406046C2 (de) * | 1994-02-24 | 1997-11-20 | Wagner Int | Einrichtung und Verfahren zum Messen eines Pulver-Massestromes |
| DE4426280A1 (de) * | 1994-07-25 | 1996-02-01 | Reich Ernst | Verfahren zum Ermitteln der Beladung eines Gasstroms mit Feststoffanteilen |
| US5485743A (en) * | 1994-09-23 | 1996-01-23 | Schlumberger Technology Corporation | Microwave device and method for measuring multiphase flows |
| DE4444248A1 (de) * | 1994-12-13 | 1996-06-20 | Conrads Hans Georg Dipl Ing | Vorrichtung zur berührungsfreien Messung des Massedurchsatzes in Förderleitungen bei Zweiphasenströmungen mit Hilfe von Mikrowellen |
-
1997
- 1997-07-04 DE DE19728612A patent/DE19728612C2/de not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-04-07 UA UA2000020606A patent/UA51797C2/uk unknown
- 1998-07-04 DK DK98944970T patent/DK0993603T3/da active
- 1998-07-04 TR TR1999/03338T patent/TR199903338T2/xx unknown
- 1998-07-04 PL PL337795A patent/PL193174B1/pl unknown
- 1998-07-04 ES ES98944970T patent/ES2179531T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1998-07-04 RU RU2000102905/28A patent/RU2218557C2/ru active
- 1998-07-04 WO PCT/DE1998/001905 patent/WO1999001752A2/de active IP Right Grant
- 1998-07-04 AU AU92517/98A patent/AU737393B2/en not_active Expired
- 1998-07-04 JP JP50613399A patent/JP4181643B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1998-07-04 CN CNB988088282A patent/CN1225646C/zh not_active Expired - Lifetime
- 1998-07-04 KR KR1019997012572A patent/KR100791617B1/ko active IP Right Grant
- 1998-07-04 CZ CZ20000002A patent/CZ297486B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1998-07-04 EP EP98944970A patent/EP0993603B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-07-04 AT AT98944970T patent/ATE220204T1/de active
- 1998-07-06 US US09/110,908 patent/US6109097A/en not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-10-19 HK HK00106662A patent/HK1028996A1/xx not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19728612A1 (de) | 1999-02-04 |
| KR20010014397A (ko) | 2001-02-26 |
| TR199903338T2 (xx) | 2000-04-21 |
| CN1225646C (zh) | 2005-11-02 |
| ES2179531T3 (es) | 2003-01-16 |
| HK1028996A1 (en) | 2001-03-16 |
| US6109097A (en) | 2000-08-29 |
| AU737393B2 (en) | 2001-08-16 |
| CZ20002A3 (cs) | 2000-11-15 |
| JP4181643B2 (ja) | 2008-11-19 |
| JP2002508066A (ja) | 2002-03-12 |
| ATE220204T1 (de) | 2002-07-15 |
| KR100791617B1 (ko) | 2008-01-03 |
| DK0993603T3 (da) | 2002-10-28 |
| CN1269886A (zh) | 2000-10-11 |
| EP0993603A2 (de) | 2000-04-19 |
| AU9251798A (en) | 1999-01-25 |
| WO1999001752A3 (de) | 1999-05-14 |
| DE19728612C2 (de) | 2001-11-29 |
| EP0993603B1 (de) | 2002-07-03 |
| UA51797C2 (uk) | 2002-12-16 |
| PL337795A1 (en) | 2000-09-11 |
| RU2218557C2 (ru) | 2003-12-10 |
| WO1999001752A2 (de) | 1999-01-14 |
| PL193174B1 (pl) | 2007-01-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CZ297486B6 (cs) | Zpusob urcování mnozství pevného a/nebo kapalnéhomateriálu obsazeného v dvoufázovém proudení s plynným nosným médiem | |
| US7712381B2 (en) | Antenna device for injecting or extracting microwaves into/from tubular hollow bodies, and device for measuring mass flow by using antenna devices of this type | |
| CA2469216C (en) | Microwave measuring device for detecting the charge of a two-phase flow | |
| US7852091B2 (en) | Microwave determination of location and speed of an object inside a pipe | |
| CA2328204A1 (en) | Procedure and device for detecting nonuniformities in the wall thickness of inaccessible metal pipes | |
| WO1994017373A1 (en) | Procedure for determining material flow rate | |
| KR20190079647A (ko) | 2상 유동의 부하를 결정하는 마이크로파 측정 장치 | |
| KR100886776B1 (ko) | 기체 개리어 매체에 수반되는 유전체 성분을 갖는 미립자의량을 측정하는 방법 | |
| EP1489391A2 (en) | Method for measuring the concentration of solid or liquid particulate matter in a gaseous carrier medium | |
| US7066008B2 (en) | Method for measuring concentration of solid or liquid particulate matter in a gaseous carrier medium | |
| JPH074942A (ja) | 内径計測方法 | |
| US6490909B1 (en) | Method and apparatus for calculating carbon content of fly ash | |
| MXPA00000208A (en) | Method for determining quantity of solid and/or liquid material contained in a two-phase current with a gaseous carrier medium | |
| FI83268B (fi) | Foerfarande jaemte anordning foer bestaemning av mikrovaogors daempning och/eller fasvridning vid transmission genom ett material. | |
| CN117907348A (zh) | 基于双频微波透射传感器的固相浓度测量系统及方法 | |
| SU1503020A1 (ru) | Способ определени тока в подземном токопроводе бесконтактным методом | |
| RU2415409C1 (ru) | Способ определения физических свойств жидкостей или газов | |
| SU1467448A1 (ru) | Способ измерени концентрации электропроводной пульпы | |
| SU1688157A1 (ru) | Способ измерени физических свойств вещества в трубопроводе и устройство дл его осуществлени | |
| US6639404B1 (en) | Device for measuring flow rate | |
| RU2124210C1 (ru) | Способ измерения линейной скорости | |
| CZ20014446A3 (cs) | Způsob a měřicí přístroj ke zjią»ování svarového ąvu podélně svařovaných trubek | |
| Shanaurin et al. | Reliability of tests using ferromagnetic transducers | |
| RU2196311C2 (ru) | Способ определения места течи в напорном трубопроводе и устройство для его осуществления | |
| Piel et al. | Principle of the resonance cone method, laboratory verification and application for the diagnostics of ionospheric plasma |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic | ||
| MK4A | Patent expired |
Effective date: 20180704 |