JPH04500857A - インピーダンス測定を用いた組成のモニタ装置及びモニタ方法 - Google Patents
インピーダンス測定を用いた組成のモニタ装置及びモニタ方法Info
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- JPH04500857A JPH04500857A JP1511263A JP51126389A JPH04500857A JP H04500857 A JPH04500857 A JP H04500857A JP 1511263 A JP1511263 A JP 1511263A JP 51126389 A JP51126389 A JP 51126389A JP H04500857 A JPH04500857 A JP H04500857A
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- G01N33/2823—Oils, i.e. hydrocarbon liquids raw oil, drilling fluid or polyphasic mixtures
Abstract
Description
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.複数構成々分混合物モニターにおいて、該混合物を挿入するための物理的に 開いた端部を有する囲いを形成する導電性の壁をもつ変換器、少くとも1つの電 磁波送信用アパーチャーおよび1つの電磁波受信用アパーチャーにして、前記少 くとも1つの電磁波送信用アパーチャーは前記囲い内で電磁波を生成するように 配置されまた前記受信用アパーチャーは前記囲いからの電磁波を受信するように 配置され、前記少くとも1つの電磁波送信アパーチャーおよび前記受信用アパー チャーは前記囲いを横切って伸びる2つの平行面の間の試験部内に配設されたア パーチャー、前記試験部の各端部で前記試験部を終結させるための無効部あるい は抵抗部、その内部で前記変換器が少くとも1つの電気的通路を有するブリッジ 回路、および電磁干渉パターンを誘導して前記ブリッジ回路からの最小または最 大出力を生成するための手段にして、最小または最大出力を生成するための少く とも1つの条件が混合物中の構成々分の相対適比率を特徴づけるのに役立つ手段 からなる複数構成々分混合物モニター。 2.請求の範囲1に記載の複数構成々分混合物モニターにおいて、前記試験部を 終結させるための前記無効部が前記送信用および受信用アパーチャーの一方の側 に配置された前記導電性の壁内の複数の物理的不連続部からなる複数構成々分混 合物モニター。 3.請求の範囲2に記載の複数構成々分混合物モニターにおいて、前記導電性の 壁内の複数の物理的不連続部の各々が前記導電性の壁の残余部分より大きい断面 積を有する前記導電性の壁の少くとも1部分からなる複数構成々分混合物モニタ ー。 4.請求の範囲3に記載の複数構成々分混合物モニターにおいて、該複数の不連 続部が該囲いの伸びる方向に対して横向きに前記導電性の壁の周囲に完全に伸び ている複数構成々分混合物モニター。 5.請求の範囲1に記載の複数構成々分混合物モニターにおいて、前記送信用お よび受信用アパーチヤーが前記導電性の壁内に配置された複数構成々分混合物モ ニター。 6.請求項1に記載の複数構成々分混合物モニターにおいて、前記試験部を終結 させるための前記無効部が前記尊電性の壁の内表面上に配置された絶縁材料のス リーブからなり、前記絶縁材料のスリーブは前記送信用および受信用アパーチヤ ー上にまたがる第1の絶縁材料の第1の部分を有し、前記絶縁材料のスリーブは 前記送信用および受信用アパーチャーの一方の側上で該第1の部分に合体する第 2の絶縁材料の複数の第2の部分を有し、該第2の絶縁材料は該第1の絶縁材料 とはかなり異なる誘電率を有する複数構成々分混合物モニター。 7.請求の範囲6に記載の複数構成々分混合物モニタ−において、該第1および 第2の絶縁材料がセラミックまたは誘電性プラスチック材料である複数構成々分 混合物モニター。 8.請求の範囲1に記載の複数構成々分混合物モニターにおいて、前記試験部が 前記送信用および受信用アパーチャーの一方の側上で横に伸びる前記導電性の壁 の第1の部分を含み、前記送信用および受信用アパーチャーは前記導電性の壁の 第1の部分に配置され、また前記試験部を終結させるための前記無効部が該第1 の部分の一方の側上に配置された前記導電性の壁の複数の第2の部分を含み、該 第1の部分は該第2の部分より大きい断面を有する複数構成々分混合物モニター 。 9.請求の範囲8に記載の複数構成々分混合物モニターにおいて、さらに前記導 電性の壁の該第1の部分および該第2の部分を通って伸びる絶縁スリーブを有す る複数構成々分混合物モニター。 10.請求の範囲1に記載の複数構成々分混合物モニターにおいて、前記試験部 を終結させるための前記無効部が前記試験部の各端部に接続された導波管無効負 荷部が前記試験部の伸びる方向にほぼ平行な前記導波管無効負荷部内の複数の金 属面によって分割される複数構成々分混合物モニター。 11.請求の範囲1に記載の復数構成々分混合物モニターにおいて、前記導電性 の壁の周囲に配置された複数の組をなす電磁波送信用および受信用アパーチャー が存在する複数構成々分混合物モニター。 12.請求の範囲1に記載の複数構成々分混合物モニターにおいて、前記少くと も1つの送信用アパーチヤーが少くとも1対の送信用アパーチャーからなり、前 記受信用アパーチヤーが前記対の送信用アパーチャーの間に配置される複数構成 々分混合物モニター。 13.請求の範囲1に記載の複数構成々分混合物モニターにおいて、前記試験部 を終結させるための前記抵抗部が各端部で前記試験部に接続された抵抗負荷部か らなり、前記複数混合物モニターは前記試験部への入力信号を第1および第2信 号部分に分割するための前記試験部の外に置かれた手段を含み、前記ブリッジ回 路は該第1および第2の信号部分を平衡させるのに役立ち、前記入力信号を分割 するための手段は該第1および第2の信号部分の少くとも1つが前記試験部を通 過するように接続され、また前記ブリッジ回路からの最小または最大出力を生成 するための前記手段は最小または最大を生成するため該第1および第2の信号部 分の少くとも1つに同調する自的で該第1および第2の信号部分の少くとも1つ を受信するように接続された複数構成々分混合物モニター。 14.請求項の範囲13に記載の複数構成々分混合物モニターにおいて、前記試 験部が前記対の送信用アパーチャーによって範囲を定められた前記試験部内に前 記囲いの範囲を定めるほぼ無損失の導波材料を有し、また前記試験部を終結させ るための前記抵抗部が前記試験部一方の側上に前記囲いの範囲を定める損失の多 い導波材料を有する複数構成々分混合物モニター。 15.請求の範囲13に記載の複数構成々分混合物モニターにおいて、前記ブリ ッジ回路からの最小または鼓大出力を生成するための前記手段が前記対の送信用 アパーチヤーおよび前記受信用アパーチャーによって範囲を定められた前記変換 器の2つの部分の間で180度の送信位相差を得るための手段を含む複数構成々 分混合物モニター。 16.請求の範囲13に記載の複数構成々分混合物モニターにおいて、前記ブリ ッジ回路からの最小または最大出力を生成するための前記手段がゼロ出力を生成 するために第2の電気通路の伝達性を調節するための手段を含みゼロ出力を生成 する第2の電気通路の伝達性が第1の電気通路に同様な伝達性の特徴をあたえる ことに役立つ複数構成々分混合物モニター。 17.請求の範囲20に記載の複数構成々分混合物モニターにおいて、第2の電 気通路の伝達性を調節するための前記手段が第2の電気通路の減衰を調節するた めの手段を含む複数構成々分混合物モニター。 18.請求の範囲1に記載の複数構成々分混合物モニターにおいて、さらに電磁 波の周波数を変化させるために前記少くとも1つの送信用アパーチャーに接続さ れた手段を有する複数構成々分混合物モニター。 19.請求の範囲1に記載の複数構成々分混合物モニターにおいて、前記混合物 用囲いが該混合物に前記変換器を貫流させるための手段を含む複数構成々分混合 物モニター。 20.請求の範囲1に記載の複数構成々分混合物モニターにおいて、混合物の流 量を求めるための手段に接続された複数構成々分混合物モニター。 21.請求の範囲20に記載の複数構成々分混合物モニターおよび流量決定手段 の組合せにおいて、前記流量決定手段が前記複数構成々分混合物モニターにせつ ぞくされた請求の範囲1にもとづく第2の混合物モニターおよび前記複数構成々 分混合物モニターおよび前記第2の混合物モニターからの出力信号を相互相関さ せるための手段を含む複数構成々分混合物モニターおよび流量決定手段の組合せ 。 22.請求の範囲20に記載の複数構成々分混合物モニターおよび流量決定手段 の組合せにおいて、前記流量決定手段が前記複数混合物モニターから既知の距離 上流側に接続された材料注入口を有する複数構成々分混合物モニターおよび流量 決定手段の組合せ。 23.請求の範囲1に記載の複数構成々分混合物モニターにおいて、前記変換器 が前記ブリッジ回路内に1つの電気通路を有し、また前記ブリッジ回路内の第2 の電気通路が前記変換器の外部に調節可能な回路素子を有する複数構成々分混合 物モニター。 24.請求の範囲23に記載の複数構成々分混合物モニターにおいて、該調節可 能な回路素子は1ケの可変減衰器および1ケの移相器からなる複数構成々分混合 物モニター。 25.請求の範囲1に記載の複数構成々分混合物モニターにおいて、前記変換器 が前記ブリッジ回路内に2つの電気通路を有する複数構成々分混合物モニター。 26.複数構成々分混合物モニター変換器において、混合物用の囲いを形成する 導電性の壁、前記囲いに面する少くとも一対の電磁波送信用アパーチャーおよび 1つの電磁波受信用アパーチヤーにして、前記すくなくとも一対の電磁波送信用 アパーチャーは前記囲い内で電磁波を生成するように配置されまた前記囲いから の電磁波を生成するように配置されまた前記囲いからの電磁波を受信するために 前記少くとも一対の電磁波送信用アパーチヤーの間に配置されたアパーチャー、 および前記囲いを通る流体の流れの方向を横切って伸びる2つの平行な面の間に 前記少くとも一対の送信用アパーチャーおよび前記受信用アパーチヤーを含め試 験部を電気的に隔離するための手段からなる複数構成々分混合物モニター変換器 。 27.請求の範囲26に記載の複数構成々分混合物モニター変換器において、前 記少くとも一対の送信用アパーチャーが前記受信用アパーチヤーから異なる距離 だけ間隔を置いて配置される複数構成々分混合物モニター変換器。 28.請求の範囲26に記載の複数構成々分混合物モニター変換器において、前 記試験部を電気的に隔離するための前記手段が前記対の送信用アパーチヤーによ って範囲を定められる試験部内の流体の流れのために前記囲いの範囲を定めるほ ぼ無損失の導波材料と前記試験部の一方の側上の流体の流れのために前記囲いの 範囲を定める損失の多い導波材料を組合わせて有する複数構成々分混合物モニタ ー変換器。 29.請求の範囲26に記載の複数構成々分混合物モニター変換器において、混 合物用の前記囲いが前記変換器を貫通して混合物を流すための手段を含む複数構 成々分混合物モニター変換器。 30.複数構成々分混合物の組成測定法において、少くとも一対の電磁波送信用 アパーチヤーにして少くとも一対の送信用アパーチヤーの間に配置された受信用 アパーチヤーから異なる距離で隔てられた電磁波送信用アパーチヤーを配設し、 流れの混合物中に電磁波を送信し、該電磁波の周波数を変化させ、送信されたエ ネルギーの最大または最小値が受信された周波数を観察することからなる方法。 31.請求の範囲30に記載の方法において、さらに複数構成々分混合物の密度 の測定段階を含む方法。 32.請求の範囲31に記載の方法において、さらに、複数構成々分混合物の温 度および圧力を測定し、観察した最大または最小値の周波数から複数構成々分混 合物の誘電率を求め、測定した温度および圧力および予備較正した構成々分のイ ンピーダンス・データから複数構成々分混合物の構成々分の誘電率および密度を 計算し、混合物の物理的状態および混合物の構成々分の1つの容積比がゼロであ ることを仮定し、複数構成々分混合物の誘電率から混合物の残る各構成々分の容 積比を計算し、混合物の残る構成々分の容積比の計算値から該複数構成々分混合 物の密度を計算し、混合物の密度の計算値を混合物の密度の計算値と比較し、混 合物の密度の計算値が混合物の密度の測定値より大きい場合には、構成々分の1 つの容積比をゼロより大きい値に設定し、混合物の密度の計算値が混合物の密度 の測定値に等しくなるまで残る構成々分の容積比を調整し、密度の計算値が密度 の測定値より小さい場合には混合物に異なる物理的状態を仮定し、混合物の最も 密度の低い構成々分の容積比をゼロと仮定し、残る構成々分の容積比を計算し、 得られた容積比を用いて混合物の誘電率を計算し、混合物の誘電率の計算値を混 合物の誘電率の測定値と比較し、誘電率の計算値が誘電率の測定値より大きい場 合には最も高い誘電率の構成々分の容積比を減らし、誘電率の研鑚値が誘電率の 測定値より小さい場合には最も高い誘電率の構成々分の容積比を増やし、密度の 計算値が密度の測定値に等しくなるまで残る構成々分の容積比を調節し、誘電率 の計算値が誘電率の測定値に等しくなるまで誘電率の計算およびひつような場合 には容積比の調整を反復して混合物の構成々分の容積比を求める各段階を含む方 法。 33.請求の範囲32項に記載の方法において、最初に仮定する物理的状態が水 の連続エマルジヨンであり、次に仮定する物理的状態が油の連続混合物であり、 混合物の構成々分の1つが気体である方法。 34.請求の範囲30に記載の方法において、電磁波が混合物用囲いのある断面 の周囲の複数の地点で送信され受信される方法。 35.請求の範囲30に記載の方法において、複数構成々分混合物が少くとも一 対の送信用アパーチャーおよび受信用アパーチャーを通って流れる方法。 36.請求の範囲30に記載の方法において、さらに送信用および受信用アパー チャーを受信用アパーチャーから隔たった送信用アパーチヤーの両側で無効また は抵抗負荷を用いて隔離する段階を含む方法。 37.請求の範囲30に記載の方法において、さらに複数構成々分混合物の流量 が請求の範囲30に基づく複数構成々分混合物の組成の第1の測定点から離れた 位置で2度目に請求の範囲30に基づく複数構成々分混合物の組成の測定を行い 第1および第2の測定を相互相関させることによって求められる方法。 39.請求の範囲37に記載の方法において、複数構成々分混合物の流量が請求 の範囲27に基づく組成測定点から既知の距離の地点で該複数構成々分混合物の 中にある材料を注入し、組成測定点までの注入された材料の移動時間から流量を 求めることによって求められる方法。 40.複数構成々分混合物の構成々分の容積比を求める方法において、混合物の 温度、圧力、誘電率、および密度を測定し、温度および圧力の測定値および予備 較正した構成々分のインピーダンス・データから複数構成々分混合物の構成々分 の誘電率および密度を計算し、混合物の物理的状態および混合物の構成々分の1 つの容積比がゼロであることを仮定し、複数構成々分の流動する流体混合物の誘 電率から混合物の残る各構成々分の容積比を計算し、混合物の残る構成々分の容 積比の計算値から該複数構成々分の流動流体混合物の密度を計算し、混合物の密 度の計算値を混合物の密度の測定値と比較し、混合物の密度の計算値が混合物の 測定値より大きい場合には構成々分の1つの容積比をゼロより大きい値に設定し 、混合物の密度の計算値が混合物の密度の測定値に等しくなるまで残る構成々分 の容積比を調整し、密度の計算値が密度の測定値より小さい場合には混合物に異 なる物理的状態を仮定し、混合物の最も密度の低い構成々分の容積比をゼロと仮 定し、残る王政構成々分の容積比を計算し、得られた容積比を用いて混合物の誘 電率を計算し、混合物の誘電率の計算値を混合物の誘電率の測定値と比較し、誘 電率の計算値が誘電率の測定値より大きい場合には最も高い誘電率の構成々分の 容積比を減らし、誘電率の計算値が誘電率の測定値より小さい場合には最も高い 誘電率の構成々分の容積比を増やし、密度の計算値が密度の測定値に等しくなる まで残る構成々分の容積比を調整し、誘電率の計算値が誘電率の測定値に等しく なるまで誘電率の計算および必要な場合には容積比の調整を反復して混合物の構 成々分の容積比を求める方法。 41.請求の範囲40に記載の方法において、最初に仮定する状態が水の連続エ マルジヨンであり、次に仮定する物理的状態が油の連続混合物であり、混合物の 構成々分の1つが気体である方法。
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