NL8602690A

NL8602690A - Inrichting voor het bepalen van de stromingssnelheid van een medium in een cylindrische leiding.

Info

Publication number: NL8602690A
Application number: NL8602690A
Authority: NL
Original assignee: Servex Bv
Priority date: 1986-10-27
Filing date: 1986-10-27
Publication date: 1988-05-16
Also published as: ES2022310B3; EP0268314A1; ATE61473T1; DE3768428D1; EP0268314B1; US4831884A

Description

'f

865105/Ti/AP

A

Titel: Inrichting voor het bepalen van de stromingssnelheid van een medium in een cylindrische leiding.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting zoals beschreven in de aanhef van conclusie 1.

Een dergelijke inrichting is op zich bekend uit ÜS-A-4 103 551. Hoewel met deze bekende inrichting de stromings-5 snelheid nauwkeurig kan worden bepaald, heeft deze inrichting het bezwaar dat het verkregen meetresultaat onjuist is wanneer in de stroming nevenstromingen ("swirl") optreden. De richting en grootte van deze nevenstromingen heeft een merkbare invloed op het meetresultaat wat des te onaangenamer is omdat nooit 10 met zekerheid kan worden vastgesteld met welke sterkte swirl optreedt.

De door welke oorzaak dan ook opgewekte swirl sterft slechts zeer langzaam uit en het komt in de praktijk altijd voor na verstoringen zoals bochten, afsluiters e.d., waardoor de me-15 ting wordt vervalst.

De uitvinding beoogt dit bezwaar te ondervangen. Volgens de uitvinding wordt dit bereikt door de maatregelen zoals beschreven in het kenmerk van conclusie 1.

Een nevenstroming (swirl) gericht in de richting waarin 20 de eerste omzetter uitzendt, zal tot gevolg hebben dat het meetresultaat verkregen met de eerste en tweede omzetters over een bepaald bedrag te groot is. In de andere opstelling echter waarin dus de derde en vierde omzetters samenwerken, zal deze zelfde nevenstroming tot gevolg hebben dat een te kleine snel-25 heid wordt gemeten. Het gemiddelde van de beide meetresultaten is de, gezochte, snelheid.

Het verschil van beide meetresultaten is een maat voor de sterkte van de swirl waarmee de omrekening van gemeten -naar gemiddelde snelheid gecompenseerd kan worden.

30 Gunstige uitvoeringsvormen zijn beschreven in de volg- conclusies.

De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van de tekening.

Figuur 1 is een schematische afbeelding van een uitvoe-35 ringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding.

Figuur 2 en 3 zijn doorsneden door de leiding.

8602600 fi 2

Figuur 4 is een schematische afbeelding van een bij een tweede uitvoeringsvorm te gebruiken omzetter.

In figuur 1 is met het verwijzingscijfer 1 aangegeven een leiding waarin een medium stroomt in de richting van de 5 pijl 2. Met de inrichting volgens de uitvinding wordt beoogd de stromingssnelheid van dit medium exact te bepalen, en wel zodanig dat in het medium optredende nevenstromingen (swirl) zoals schematisch aangegeven met de streeplijnen 4 in de figuren 2 en 3 op het meetresultaat geen invloed hebben.

10 Daartoe omvat de inrichting volgens de uitvinding een eerste meetopstelling van de uit US-A-4 103 551 bekende soort, bestaande uit een in de positie Pos. 1 aangebracht eerste ultrasone omzetter 6 en een in de positie Pos. 2 aangebrachte tweede ultrasone omzetter 8, beide verbonden met een meet- en bekrach-15 tigingsinrichting 10 die eveneens van de op zich bekende soort, is. De omzetter 6 zendt een ultrasone golf uit in de richting van de pijl 12 onder een hoek met het middenlangsvlak .14 van de pijp en een hoekβ met het vlak 16 loodrecht op dit middenlangsvlak. Na twee reflecties op de pijpwanden, en wel 20 ter plaatse 18 en 20 bereikt deze ultrasone golf de omzetter 8 in Pos. 2. Met de meetinrichting 10 wordt de looptijd van de akoestische golf tussen de omzetters 6 en 8 gemeten. Daarna zendt de omzetter 8 een akoestische golf langs hetzelfde traject terug naar de omzetter 6 en wederom wordt met de meetinrichting 25 10 de looptijd van deze tweede golf gemeten. Uit de aldus ver kregen meetresultaten wordt een grootheid afgeleid die een maat is voor de stromingssnelheid van het medium in de richting van de pijl 2 en die deze snelheid goed representeert wanneer in de stroming geen nevenstromingen ("swirl") voorkomen.

30 Indien dit wel het geval is hebben richting en grootte van deze swirl een merkbare invloed op het meetresultaat. Deze invloed wordt volgens de uitvinding ondervangen doordat op enige afstand van de omzetters 6 en 8 een tweede stel omzetters 106 en 108 is aangebracht, beide verbonden met de bestu-35 rings- en meetinrichting 110; dit tweede stel omzetters werkt op dezelfde wijze als de omzetters 6 en 8, doch met dit verschil dat de omzetter 106 nu volgens hetzelfde traject uitzendt in een richting ten opzichte van het middenlangsvlak 114 die tegen- 8602690 > 3 gesteld is aan de richting waaronder de omzetter 6 uitzendt; de hoek met dit middenlangsvlak is in figuur 3 aangegeven met -Cf. Na reflecties op de punten 118 en 120 van de pijpbinnenwand bereikt de uitgezonden golf de omzetter 108 waarna de omzetter 5 108 een akoestische golf terugzendt naar de omzetter 106; op de wijze als in het voorgaande beschreven wordt met de meet-inrichting 110 een de stromingssnelheid representerende tweede grootheid verkregen die, wanneer geen swirl in de stroming aanwezig zijn, uiteraard zal overeenkomen met de eerste grootheid 10 verkregen met de meetinrichting 10; zijn er echter wel wervels dan zal deze tweede snelheidsgrootheid verschillen van de eerste.

De beide verkregen meetwaarden worden toegevoerd aan de elektronische verwerkingsinrichting 22 die het gemiddelde van de beide waarden bepaalt dat een juiste maat is voor de feitelijke 15 stromingssnelheid. Uit de beide meetwaarden kan ook een de swirlsterkte representerend signaal worden afgeleid dat nog als extra correctiefactor kan worden ingevoerd.

Binnen het kader van de uitvinding zijn verschillende wijzigingen mogelijk. Zo kan men, gebruik maken van een opstel-20 ling met slechts twee meetposities wanneer op elke meetpositie een omzetter wordt gebruikt zoals de omzetter 24 schematisch afgebeeld in figuur 4. Deze omzetter is dubbel uitgevoerd en heeft twee zend- (en ontvangst)oppervlakken 26 respectievelijk 28 waarvan de hoofdrichtingen een hoek van respectievelijk 25 +Cf en -c( insluiten met leidingmiddenlangsvlak 30. Een dergelijke omzetter moet echter noodzakelijkerwijs een vrij grote diameter hebben en is dus moeilijker in een leiding aan te brengen.

8602690

Claims

1. Inrichting voor het bepalen van de stromingssnelheid van een medium in een cylindrische leiding, omvattende een eerste omzetter voor het vanuit een eerste positie onder een bepaalde hoek (of) met zowel een middenlangsvlak der leiding als een 5 loodrecht daarop staand vlak uitzenden van een akoetische golf en een tweede omzetter voor het op een tweede, op afstand van de eerste gelegen, positie detecteren van de daar aankomende golf welke een traject met meervoudige reflectie op de leiding-binnenwand heeft doorlopen, en voor het vanuit deze tweede 10 positie in een richting tegengesteld aan die der inkomende golf teruguitzenden van een akoetische golf welke na het in tegengestelde richting doorlopen van dit traject op de eerste positie arriveert, en met middelen voor het uit de respectievelijke looptijden afleiden van een eerste stromingssnel-15 heidswaarde, gekenmerkt door een derde omzetter voor het vanuit een derde pos tie onder een hoek (-of) met het middenlangsvlak tegengesteld aan genoemde hoek en over een soortgelijk traject als het eerste uitzenden van een akoestische golf naar een omzetter in een vierde positie, en omgekeerd, middelen voor 20 het uit de aldus verkregen looptijdwaarden afleiden van een tweede stromingssnelheidswaarde, en middelen voor het uit de eerste en tweede stromingssnelheidswaarde onder eliminatie van de door nevenstromingen (swirl) veroorzaakte verstoringen afleiden van een gemiddelde stromingssnelheidswaarde.

2. Inrichting volgens conclusie 1, gekenmerkt door middelen voor het uit de eerste en tweede stromingssnelheidswaarden afleiden van een de snelheid der nevenstroming representerende waarde.

3. Inrichting volgens conclusie 1-2, met het kenmerk, dat 30 de derde en vierde positie liggen op afstand van de tweede positie.

4. Inrichting volgens conclusie 1-2, met het kenmerk, dat de derde positie samenvalt met de eerste, en de vierde positie samenvalt met de tweede. 8602690 t

5. Inrichting volgens conclusie 1-4, met het kenmerk, dat het traject der akoestische golf bestaat uit drie onderling gelijke delen en alle vier de posities liggen op eenzelfde beschrijvende van de leiding. 8602620