NO321930B1 - Apparat for stromningsmaling - Google Patents

Abstract

Det er beskrevet et apparat for å fremskaffe informasjon om innholdet og strømningsraten i en fluidstrøm (3), eksempelvis en blanding av olje og vann, omfattende midler, for eksempel et rør (1), for å lede nevnte fluidstrøm, midler for å generere et differensialtrykk (2) i nevnte fluid (3) som passerer gjennom nevnte ledningsmidler (1), og midler for å måle (4,5) nevnte differensialtrykk (4). Apparatet er kjennetegnet ved at det er forsynt med midler for å måle en kapasitans (7) som omfatter minst én elektrode (6), og der nevnte midler for å generere et differensialtrykk (2) er arrangert i hovedsak ved samme posisjon langs nevnte midler (1) for å lede nevnte fluidstrøm som den minst ene elektroden (6) i kapasitansmålemidlene, der nevnte differensialtrykkgenererende midler (2) effektivt definerer en elektrode for nevnte kapasitansmålemidler (6,7). Midler for å kombinere et resultat fra nevnte midler for å måle et differensialtrykk med et resultat fra nevnte midler for å måle for en kapasitans (7) for et volum (20) av nevnte strømmende fluid (3) er forsynt for derved å frembringe informasjon om innholdet og strømningsraten i fluidstrømmen, der nevnte midler for å måle en kapasitans (7) for et volum (20) er arrangert i hovedsak i samme seksjon av de nevnte midler (1) for å lede nevnte fluidstrøm som nevnte midler for å generere et differensialtrykk (2).

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører målinger av innholdet i et strømmende fluid. Mer spesielt vedrører foreliggende oppfinnelse målingen av et strømmende fluid i en rørledning som inneholder en blanding av hydrokarboner og vann.

Ved utvinning av olje og gass og i forsyningsindustri er det et krav om å overvåke tilstanden til fluidet som strømmer i rørledningene. Sammensetningen og de enkelte strømningsratene i en blanding av gassformige hydrokarboner, flytende hydrokarbon (olje eller kondensat) og vann er viktige parametere for strømningen.

Disse søkere/oppfinnere har i et antall år utviklet løsninger for å forbedre informasjonen som er tilgjengelig omkring tilstanden til slike strømninger og har samlet erfaring i felten om hvordan nåværende måleløsninger virker og tilfredsstiller de ønskede målene.

Denne søknaden er delvis basert på tidligere løsninger utviklet av denne søkeren.

I norsk patent 315.584 har det blitt beskrevet hvordan et apparat for målingen av sammensetningen og strømningsratene i et fluid som omfatter en blanding av for eksempel olje og vann i et rør, der en integrert mekanisk struktur tjener som en mikrobølge resonator sensor for å frembringe permittivitetsmålinger og der den mekaniske strukturen også virker som et differensial trykkelement for å frembringe målinger av strømningsratene. Ved å kombinere resultatene fra mikrobølgeresonatorsensoren og differensialtrykkelementene muliggjøres bestemmelsen av sammensetningen og strømningsratene for de enkeltvise komponentene av fluidstrømmen.

I norsk patentsøknad NO20040886 har det blitt beskrevet en tre-fase våtgass-måleløsning som er i stand til å måle de enkeltvise strømningsratene for gass, flytende hydrokarboner og vann i en rørstrømning av våtgass. Denne løsningen benytter en kombinasjon av et vanninnholdsmeter og et dobbelt differensialtrykkgenererende og

-målende struktur for å frembringe det ønskede måleresultateter. Den doble differensialtrykkgenererende og -målende strukturen er anbrakt for å gi målesignaler som representerer to uavhengige verdier for differensialtrykk (DP) i fluidet. En

signalbehandlingsenhet som er i stand til å motta målesignalene og vanninnholdssignalet inkluderer en beregningsmodul for å beregne verdier som representerer de volumetriske strømningsratene for gass, flytende hydrokarbon og vann i fluidet.

En velkjent teknikk benyttet i flerfasemålinger er målingen av kapasitans, eksemplifisert i norsk patent nummer 307393. Den dielektriske permittiviteten for en blanding oppnås ved å måle kapasitansen ved å benytte plateformede elektroder, montert nært eller i direkte kontakt med en strømning i et rør. Formen og størrelsen på elektrodene avgjør hvilken del av tverrsnittet av en rørledning som elektrodene dekker. Løsningen beskrevet i norsk patent nr. 307393 er basert på deteksjonen av perioder med et fall i den målte permittiviteten, og anordninger for estimeringen av fraksjonen av olje/vann basert på målinger av permittiviteten utenfor disse periodene med et fall i permittiviteten.

I norsk patent nr. 310322 er det vist en fremgangsmåte og et målesystem som benytter en måling av elektriske felter til å bestemme de elektriske egenskapene til faser i en flerfaseblanding bestående av en fluidstrøm gjennom en kanal/ledning. Dette benyttes som en del av bestemmelse av fasefraksj onene. Videre benyttes tidsvarierende signaler fra minst ett par detektorer for fluidets elektriske egenskaper, kombinert med bruk av krysskorrelasjon for å bestemme én eller flere hastigheter i det strømmende fluidet. I tillegg måles ett eller flere trykktap over eller ved siden av en smal passasje. Ved å kombinere målinger av de elektriske egenskapene med målinger av trykktap, bestemmes fraksjonene av alle fasene. Kombinert med målingene av hastighetene beregnes volumstrømningsratene for fasene og ved videre å kombinere dette med massetetthetene for fasene bestemmes massestrømningsratene for fasene.

"Measurements of Water Concentration in Oil/Water Dispersions with a Circular Single-Electrode Capacitance Probe", av Schuller m.fl., publisert i IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, vol. 53, nr. 5, oktober 2004, sidene 1378-1383, beskriver en målemetode benyttet til å måle vanninnholdet i en blanding av vann/olje. Fremgangsmåten baseres på en oscillator som arbeider ved en gitt frekvens, og der den

dielektriske egenskapen til mediet tilstøtende en enkelt fri elektrode berører oscillatorens frekvens.

I norsk patentsøknad N0971791 er det beskrevet en strømningsmåler for å måle strømningsratene for de enkeltvise faser av en flerfasestrømning som omfatter to kapasitive sensorer bestående av elektroder festet til en kanal/ledning som fluidet under test strømmer gjennom.

Sensorene er romlig atskilt i en kjent avstand langs kanalen/ledningen og sensor-signalene krysskorreleres for å bestemme strømningshastigheten, der hastighets-signalene benyttes i en strømningsrateberegnende krets til å gi et mål for strømnings-raten. Signaler relatert til enkeltvise faser frembringes ved å operere sensorene ved forskjellige frekvenser, og gjør bruk av det faktum at de dielektriske konstantene for de forskjellige fasene endrer seg med frekvens på forskjellige måter.

Løsningene kjent for denne søkeren for trefasemåling i fluider er avhengig av signaler ved mikrobølgefrekvenser for å frembringe en måling og for behandling av de detekterte signalene kreves et antall komponenter for mikrobølgefrekvenser, slik som mikrobølgeelektronikk og enheter som er i stand til å behandle høyfrekvenssignaler. Det har vært et kontinuerlig krav i utviklingsprosessen å bestrebe seg på å forenkle de nødvendige elektronikkretsene i et slik måleapparat.

Det er således et formål med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe et strømnings-måleapparat for målinger i trefasefluidstrømninger som er en forenkling sammenlignet med nåværende måleapparater.

Det er også et formål ved foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe et strømnings-måleapparat som reduserer de totale produksjons og vedlikeholdskostnadene for et måleapparat for fluidstrømninger ved å redusere antallet nødvendige mikrobølge-frekvenskomponenter.

Formålet med opprinnelsen oppnås ved hjelp av et apparat for å fremskaffe informasjon om innholdet og strømningsraten i en fluidstrøm, eksempelvis en blanding av olje og vann, omfattende midler, for eksempel et rør, for å lede nevnte fluidstrøm, midler for å generere et differensialtrykk i nevnte fluid som passerer gjennom nevnte ledningsmidler, og midler for å måle nevnte differensialtrykk. Apparatet er kjennetegnet ved at det er forsynt med midler for å måle en kapasitans omfattende minst én elektrode, og der nevnte midler for å generere et differensialtrykk er arrangert i hovedsak ved samme posisjon langs nevnte midler for å lede nevnte fluidstrøm som den minst ene elektroden i kapasitansmålemidlene og nevnte differensialtrykkgenererende midler effektivt definerer en elektrode for nevnte kapasitansmålemidler. Midler for å kombinere et resultat fra nevnte midler for å måle et differensialtrykk med et resultat fra nevnte midler for å måle for en kapasitans for et volum av nevnte strømmende fluid for derved å frembringe informasjon om innholdet og strømningsraten i en fluidstrøm, der nevnte midler for å måle en kapasitans for et volum er arrangert i hovedsak i samme seksjon av de nevnte midler for å lede nevnte fluidstrøm som nevnte midler for å generere et differensialtrykk.

I en utførelsesform av apparatet for å fremskaffe informasjon om innholdet og strømningsraten i en fluidstrøm ifølge oppfinnelsen omfatter en spenningsforsyningskrets for å tilføre en elektrisk spenning mellom den minst ene elektroden og midlene for å generere et differensialtrykk dermed dannende et elektrisk felt mellom nevnte minst ene elektrode og midlene for å genererer dermed et differensialtrykk. Derved rettes en hoveddel av nevnte elektriske felt i hovedsak i en radiell retning inne i nevnte kanal/ ledningsmidler på grunn av nevnte arrangement i hovedsak i en samme seksjon av de fluidledende midlene.

I en annen utførelsesform av apparatet ifølge oppfinnelsen er en signalbehandlingsenhet koplet til de trykkmålende kretsene og kapasitansmålekretsen for å frembringe et estimat relatert til innholdet og strømningsraten i nevnte fluidstrøm.

I nok en annen foretrukket utførelsesform av apparatet ifølge oppfinnelsen er den integrerte strukturen et V-konisk element.

I en ytterligere foretrukket utførelsesform av apparatet i henhold til oppfinnelsen er minst én elektrode anbrakt i en seksjon av nevnte rør tilstøtende en tykk ende av nevnte V-konus element.

I nok en ytterligere foretrukket utførelsesform av apparatet ifølge oppfinnelsen er minst én elektrode anbrakt i en seksjon av nevnte midler for å lede nevnte fluidstrøm nær nevnte V-konus element.

I nok enda en ytterligere utførelsesform av apparatet i henhold til oppfinnelsen er et antall elektroder anbrakt omkretsmessig langs en sirkelseksjon av nevnte midler for å lede nevnte fluidstrøm.

I nok enda en ytterligere utførelsesform av apparatet i henhold til oppfinnelsen er et antall elektroder anbrakt langs en lengderetning for nevnte midler for å lede nevnte fluidstrøm.

I enda en annen ytterligere foretrukket utførelsesform av apparatet i henhold til oppfinnelsen er en elektrode anbrakt i et dielektrisk lag i nevnte midler for å lede nevnte fluidstrøm.

I en annen foretrukket utførelsesform av apparatet i henhold til oppfinnelsen er det dielektriske laget en ringformet struktur.

I en annen foretrukket utførelsesform av apparatet i henhold til oppfinnelsen er det dielektriske laget anbrakt langs en del av den interne overflaten av nevnte midler for å lede nevnte fluidstrøm vendt mot en vid del av nevnte midler for å generere et differensialtrykk.

I enda en annen foretrukket utførelsesform av apparatet i henhold til oppfinnelsen er en tilleggselektrode ved et sted i nevnte midler for å lede nevnte fluidstrøm anbrakt i en avstand vekk fra posisjonen i nevnte midler for å lede nevnte fluidstrøm som inneholder nevnte differensialtrykkgenererende midler.

I nok en annen foretrukket utførelsesform av apparatet i henhold til oppfinnelsen er en elektrisk isolerende del anbrakt mellom minst én av elektrodene eller tilleggselektrodene og det strømmende mediet.

I nok en ytterligere foretrukket utførelsesform av apparatet i henhold til oppfinnelsen er minst én elektrode eller tilleggselektrode anbrakt med en overflate i kontakt med nevnte medium.

I nok en annen foretrukket utførelsesform av apparatet i henhold til oppfinnelsen inkluderer midlene for å kombinere et resultat fra nevnte midler for å måle et differensialtrykk med et resultat fra midlene for å måle en kapasitans dataprogrammidler anbrakt i en beregningsenhet.

Oppfinnelsen vil nedenfor bli beskrevet i flere detaljer med henvisning til figurene, der

Figur 1 viser en halvsektor integrert mekanisk struktur og flere elektroder for

kapasitansmåling anbrakt tilstøtende den mekaniske strukturen.

Figur 2 viser et koaksialelement satt inn i røret med elektroder anbrakt tilstøtende det

koaksiale elementet.

Figur 3 viser en V-konisk struktur med en finnelignende støttestruktur langs sin fulle lengde for å danne et differensialtrykk og elektroder anbrakt langs rørets eksterne vegg tilstøtende V-konusen for kapasitansmålinger. Figur 4 viser en standard V-konus struktur anbrakt på innsiden av et rør ved hjelp av en enkelt støttefinne og elektroder for å muliggjøre en kapasitansmåling. Figur 5 viser en V-konus struktur anbrakt på innsiden av et rør ved hjelp av en stang/bjelke som går tvers over et internt tverrsnitt av røret og elektroder for å utføre en kapasitansmåling i fluidstrømmen. Figur 6 illustrerer en annen utførelsesform av et arrangement av elektroder og en V- konus med en enkelt støtte i apparatet i henhold til oppfinnelsen. Figur 7 illustrerer signalbehandlingsenheten i en utførelsesform av apparatet I henhold

til oppfinnelsen.

Oppfinnelsen omfatter tre funksjonelle hoveddeler; en trykkmålende del, en kapasitansmålende del og en signalbehandlingsdel. Figurene 1-6 illustrerer forskjellige konfigurasjoner av trykkmåledelene og kapasitansmåledelene i et apparat for måling av innholdet og strømningsraten i en fluidstrøm i henhold til oppfinnelsen. Figur 7 illustrerer en generell konfigurasjon av signalbehandlingsenheten i en utførelsesform av et apparat i henhold til oppfinnelsen og dens inputsignalenheter.

Figur 1 illustrerer midler for å lede et fluid, i dette eksemplet et rør 1 med i hovedsak sirkulært tverrsnitt som tillater at et fluid strømmer gjennom det. Selv om dette eksemplet viser et rør med sirkulært tverrsnitt, kunne et hvilket som heist annet tverrsnitt bli benyttet. Inne i kanal-/ledningsmidlene er det anbrakt midler for å generere 2 et differensialtrykk i nevnte fluid 3. Midlene for å generere 2 et differensialtrykk er i hovedsak en integrert mekanisk struktur, som illustrert på Figur 1 er et sylinderformet element festet til rørveggen, for eksempel ved hjelp av en finne 11, som kan være en metallfinne sveiset til innsiden av nevnte rørvegg ved en ende og ved andre enden til det sylinderformede elementet. Nevnte sylinderformede element kan være plassert sentralt i nevnte indre rørvolum. Når et fluid 3 strømmer gjennom røret 1 genereres et differensialtrykk ved det sylinderformede elementet anbrakt inne i røret 1.1 rørveggen 12 er det anbrakt trykkmålingsmidler 4 som kan ha form av trykktapninger, dvs. en trykksensitiv innretning koplet til en passende trykkmålende krets 5 for å omvandle et signal fra nevnte trykksensitive innretning til et elektrisk signal, analogt og/eller digitalt, som er tilpasset for videre behandling, i en analog og/eller digital prosessorinnretning 13. Minst to trykktapninger er anbrakt slik at de utsettes for differensialtrykket generert av nevnte trykkgenererende midler 2.

På Figur 1 er det tre trykktapninger 4 anbrakt lokalisert ved forskjellige posisjoner langs nevnte rør, og nær eller tilstøtende én ende av de differensialtrykkgenererende midlene 2. Selv om det i denne oppfinnelsen er nødvendig med bare to trykktapninger 4 for å oppnå oppfinnelsens formål, gir anvendelse av tre trykktapninger i noen konfigurasjoner tilleggsvise fordeler ved at et dobbelt differensiert trykksignal er oppnåelig. Forskjellige doble differensialtrykkonfigurasjoner er vist og beskrevet i norsk patentsøknad nr. 2004.0886 og er herved inntatt ved referanse.

Ved lesing av foreliggende beskrivelse og forståelse av de oppfinneriske konseptet i denne, vil en fagperson forstå at flere av konfigurasjonene av trykktapningene lokalisert ved forskjellige posisjoner langs et rør som inneholder differensialtrykkgenererende midler som er presentert i NO 2004.0886 eller variasjoner av disse kan benyttes som et differensialtrykkgenererende middel i denne oppfinnelsen.

I del A av Figur 1 er det illustrert en enkelt elektrode 6 plassert slik at den er nær eller i kontakt med det indre volumet av nevnte rør. Elektroden kan være en integrert del av nevnte rørvegg 12, på en slik måte at elektrodeoverflaten er i plan med det indre av røret 1. Elektroden 6 kan ha beskyttelsesbelegg vendt mot fluidet for å forhindre eller redusere korrosive eller slipende effekter på det strømmende fluidet.

I del B på Figur 1 er det illustrert hvordan flere elektroder 6 kan være anbrakt ved forskjellige posisjoner omkring en sylinderseksjon av nevnte rør 1.1 eksemplet er alle elektrodene koplet sammen med en felles forbindelse til en kapasitansmålekrets 7. Det skal imidlertid bemerkes at elektrodene 6 hver kunne være tilkoplet på enkeltvis basis til et antall tilsvarende enkeltvise kapasitansmålekretser. I det tilfelle at hver enkelt elektrode 6 har en enkelt kapasitansmålekrets 7, kunne en kapasitansmåling involvere bruk av en hvilken som helst kombinasjon av enkeltvis elektrodemåling, til samme tid, ved etterfølgende momenter i tid eller sekvensiell på en hvilken som helst passende måte.

I tillegg til delene illustrert på Figur 1, inkluderer et fullstendig apparat i henhold til oppfinnelsen også en elektronisk trykkrnålekrets 5, muligvis én enkelt trykkmålekrets 5 per trykktapning. Et fullstendig apparat i henhold til oppfinnelsen inkluderer også en elektronisk kapasitansmålekrets 7. Den elektroniske trykkmålekretsen 5 og den elektroniske kapasitansmålekretsen 7 er koplet til en signalprosesseringsenhet 13 for å beregne informasjon om innholdet og strømningsraten i fluidstrømmen 3. Basert på signalet fra differensialtrykkmålekretsen beregnes massestrømningen i signalbehandlingsenhet 13, foreksempel som beskrevet i standard ISO 5167-1 ( Measwement of fluidJlow by means ofpressure différential devices), der innholdet herved er inntatt ved referanse. Basert på signalet fra kapasitansmålekretsen 7 kan fluidsammensetningen for tilfellet av en to-fase strømning bli beregnet i 13 for eksempel basert på en empirisk kalibrert modell. For tilfellet med en trefasestrømning (for eksempel gass, vann og kondensat) behøves tilleggsvis informasjon. Dette kan for eksempel fremskaffes ved såkalte PVT-beregninger, som gir de relative mengder av gass og kondensat basert på termodynamiske beregninger. Når sammensetningen og den totale massestrøm er kjent beregnes massestrømmen for de enkelte bestanddeler lett i signalbehandlingsenhet 13.

Figur 2 illustrerer en annen utførelsesform av delene av oppfinnelsen som er anbrakt i eller ved røret 1. Den differensielle trykkgenererende struktur 2 er et sylindrisk element som har koniske seksjoner. I dette eksemplet er den differensialtrykkgenererende strukturen 2 festet til den indre rørveggen 10 ved hjelp av to finner 11, anbrakt i hovedsak ved motsatte ender av den differensialtrykkgenererende strukturen 2. To elektroder 6 er vist for å muliggjøre en kapasitiv måling av fluidstrømningen og tre trykktapninger 4 er vist for å muliggjøre en dobbel differensialtrykkmåling. Figur 3 illustrerer nok et annet eksempel på anbringelse av delene av oppfinnelsen i eller ved røret 1 der en differensialtrykkgenererende struktur 2 er realisert som et V-konisk element 8 festet til den indre veggen 1 av nevnte rør 1 ved hjelp av en finne 11 som løper langs røret 1 i en lengderetning og langs hele lengden av det V-koniske elementet 8. Trykktapninger 8 for tilkopling til elektroniske trykkmålekretser 5 og en elektrode 6 koplet til en elektronisk kapasitansmålekrets 7 er også illustrert. Figur 4 illustrerer et eksempel lignende det på Figur 3, men i dette tilfellet er et antall enkeltvise elektroder 6 anbrakt ved forskjellige posisjoner langs en lengderetning av røret 1 og tilstøtende den differensialtrykkgenererende struktur 2. De enkeltvise elektroder 6 er i dette tilfellet koplet sammen. Selv om Figur 4 så vel som noen av de andre figurene illustrerer et arrangement med en enkelt finne, så vil det forstås at to eller flere finner også kunne benyttes til å feste den differensialtrykkgenererende strukturen til røret 1. Selv om en eller flere finner er de foretrukne innfestingsmidlene for å feste den differensialtrykkgenererende strukturen 2 til røret 1, kunne andre innfestingsmidler, slik som for eksempel en eller flere aksiale tapper som vist på Figur 5 brukes for å utføre denne festingen. Figur 5 illustrerer et annet arrangement av den differensielle trykkgenererende strukturen 2 i oppfinnelsen i et rør 1. Den differensielle trykkgenererende strukturen er et V-konisk element 8. Det V-koniske elementet 8 er konisk i begge ender, men skrådd i forskjellige vinkler. Ved enden med den bratteste skråning, er den koniske enden festet til en aksial tapp 15 som forbinder V-konen 8 mekanisk til en enkelt stang/bjelke 14. Stangen/bjelken 14 er festet til den indre overflaten av nevnte rør 1.

Eksemplet på Figur 5 illustrerer hvordan en elektrode 6 er plassert langs den indre veggen 10 av røret 1 og langs i hovedsak mesteparten av lengden av det V-koniske element 8.1 tillegg til elektroden 6 kan det være forsynt en tilleggsvis elektrode 6A forskjøvet noe langs røret sammenlignet med hovedelektroden 6. På Figur 5 er den tilleggsvise elektroden tilkoplet sammen med elektroden 6 til kapasitansmålekretsen 7, imidlertid kan elektroden 6 og elektroden 6A være koplet til separate enkeltvise kapasitanselektroder. På denne måten gir en kapasitansmåling som benytter elektrode 6 en måling av hele volumet mellom elektroden og det differensialtrykkgenererende element, dvs. over i hovedsak et helt tverrsnitt av fluidstrømmen. En kapasitansmålekrets som bruker den tilleggsvise elektroden 6A vil gi en kapasitansmåling dominert av strømningsvolumet tilstøtende eller nær rørveggen. I noen strømningsregimer skiller strømningsegenskapene nær rørveggen seg betydelig fra egenskapene for resten av strømningstverrsnittet, det kan derved være fordelaktig å ha begge disse målingene tilgjengelige.

Figur 6 illustrerer nok en annen utførelsesform av et arrangement av elektrodene 6 og V-konus elementet 8 med en enkelt støtte 11 i apparatet ifølge oppfinnelsen. I dette eksemplet er kapasitive elektroder 6 anbrakt begravet i et dielektrisk isolerende lag 18 som vanligvis danner et ringformet pipeelement 1. Det dielektriske laget 18 eller ring-elementet er utformet som en fordypning eller sporlignende struktur i innsideoverflaten av røret med en del av dets overflate vendende mot rørets 1 interne volum. Det dielektriske laget 18 kan være en hel ring som går helt rundt innsiden av en full, indre, ringformet fordypning i innsideoverflaten av røret. Alternativt, er det dielektriske laget 18 formet som én eller flere segmenter av et rør omkring innsideoverflaten av røret 1. De kapasitive elektrodene 6 er koplet til kapasitansmålekretsen 7 ved hjelp av en tilkoplingskabel eller wire som kan gå gjennom noe av dielektrikumet og rørveggen til yttersiden av røret 1. Det dielektriske laget/elektrodestrukturen er anbrakt i delen av rørveggen som er nærmest en vid del 19 av V-konusen. Selv om Figur 6 viser en elektrode 6 omkranset av et dielektrikum 18, kan et dielektrikum 18 og en elektrode 6 være anbrakt slik at overflaten eller en del av overflaten av en elektrode 6 er i fysisk kontakt med fluidstrømmen 3.

I alle utførelsesformer illustrert her er det et hovedtrekk ved oppfinnelsen at den differensialtrykkgenererende struktur 2 er anbrakt i hovedsak ved samme posisjon langs røret 1 som elektrodene 6, for at nevnte differensialtrykkgenererende struktur definerer et jordpotensial for nevnte elektroder 6, hvorved et elektrisk felt dannes mellom minst én av nevnte elektroder 6 og nevnte trykkdifferensialgenererende struktur har i hovedsak radiale feltlinjer i et volum inne i nevnte rør 1.

Figur 7 illustrerer hvordan en signalbehandlingsenhet/-prosessor 13 mottar inputsignaler fra en trykkmålingskrets 5 og en kapasitansmålingskrets 7 for videre behandling og en output til, for eksempel en visningsenhet, for presentasjon til en bruker eller en lagringsenhet, for eksempel et flyktig elektronisk digitalt minne som en DRAM for midlertidig lagring eller en ikke-flyktig enhet, slik som en digitalplate eller magnetisk båndstasjon, for langtidslagring av informasjonen som resulterer fra behandlingen i signalprosessoren 13. En spenningsforsyningskrets 17 er forsynt for å forsyne elektroden med et spenningssignal, der nevnte forsyningskrets 17 blir kontrollert av et datamaskinprogram i en databehandlingsenhet, for eksempel en mikroprosessor. Dataprogrammet som utfører signalbehandlingen kan realiseres i maskinvare og/eller programvare.

Selv om figurene som medfølger denne beskrivelsen illustrerer én eller noen fa elektroder, én eller noen få trykktapninger og en eller noen få festemidler for å feste strukturen for å generere et differensialtrykk i nevnte strømning, så er det ment at et hvilket som helst antall elektroder, trykktapninger og festemidler for den differensialtrykkgenererende strukturen som man finner er praktisk i hver situasjon og som tilfredsstiller betingelsen at den differensialtrykkgenererende strukturen 2 er anbrakt i hovedsak ved samme posisjon langs røret 1 som elektrodene 6 vil være mulig innenfor oppfinnelsens omfang. Videre bør det være forståelig at, avhengig av, for eksempel, utformingen av den differensialtrykkgenererende strukturen 2, kan de tilsvarende elektrodene 6 ha en variasjon av former og fremdeles falle innenfor oppfinnelsens omfang.

Claims (15)

1. Apparat for å fremskaffe informasjon om innholdet og strørnningsraten i en fluidstrøm (3), eksempelvis en blanding av olje og vann, omfattende - midler, for eksempel et rør (1), for å lede nevnte fluidstrøm, - midler for å generere et differensialtrykk (2) i nevnte fluid (3) som passerer gjennom nevnte ledningsmidler (1), - midler for å måle (4,5) nevnte differensialtrykk (4), karakterisert ved midler for å måle en kapasitans (7) omfattende minst én elektrode (6), nevnte midler for å generere et differensialtrykk (2) er arrangert i hovedsak ved same posisjon langs nevnte midler (1) for å lede nevnte fluidstrøm som den minst ene elektroden (6) i kapasitansmålemidlene, nevnte differensialtrykkgenererende midler (2) definerer i effekt en elektrode for nevnte kapasitansmålemidler (6,7), og - midler for å kombinere et resultat fra nevnte midler for å måle et differensialtrykk med et resultat fra nevnte midler for å måle for en kapasitans (7) for et volum (20) av nevnte strømmende fluid (3) for derved å frembringe informasjon om innholdet og strørnningsraten i en fluidstrøm, der nevnte midler for å måle en kapasitans (7) for et volum (20) er arrangert i hovedsak i samme seksjon av de nevnte midler (1) for å lede nevnte fluidstrøm som nevnte midler for å generere et differensialtrykk (2).

2. Apparat ifølge krav 1, omfattende en spenningsforsyningskrets for å påtrykke en elektrisk spenning mellom den minst ene elektroden (6) og midlene for å generere et differensialtrykk (2) derved genererende et elektrisk felt mellom nevnte minst ene elektrode (6) og nevnte midler for å generere et differensialtrykk (2), og hvorved en hoveddel av det nevnte elektriske feltet er rettet i hovedsak i en radiell retning inne i nevnte midler (1) for å lede nevnte fluidstrøm på grunn av nevnte arrangement generelt i en samme seksjon av de nevnte midler (1) for å lede nevnte fluidstrøm.

3. Apparat ifølge krav 1, omfattende en signalbehandlingsenhet (9) koplet til nevnte trykkmålingskrets (5) og nevnte kapasitansmålingskrets (7) og for å frembringe et estimat relatert til innholdet og strømningsraten i nevnte fluidstrøm.

4. Apparat ifølge krav 1, der nevnte differensialtrykkgenererende midler (2) er et V-konisk element (8).

5. Apparat ifølge krav 1, der den minst ene elektroden (6) er anbrakt i en seksjon av nevnte rør tilstøtende en tykk ende av nevnte V-koniske element (8).

6. Apparat ifølge krav 3, omfattende minst én electrode (6) anbrakt i en seksjon av nevnte midler (1) for å lede nevnte fluidstrøm nær nevnte V-koniske element (8).

7. Apparat ifølge krav 1, omfattende et antall elektroder (6) anbrakt omkretsmessig langs en sirkulærseksjon av nevnte midler (1) for å lede nevnte fluidstrøm.

8. Apparat ifølge krav 1, omfattende et antall elektroder (6) anbrakt langs en lengdemessig retning av nevnte midler (1) for å lede nevnte fluidstrøm.

9. Apparat ifølge krav 1, omfattende en elektrode (6) anbrakt i et dielektrisk lag (18) i nevnte midler (1) for å lede nevnte fluidstrøm.

10. Apparat ifølge krav 9, der det dielektriske laget (18) er en ringformet struktur.

11. Apparat ifølge krav 9, der nevnte dielektriske lag er anbrakt langs en del av den interne overflaten av nevnte midler (1) for å lede nevnte fluidstrøm som vender mot en vid del (19) av nevnte midler for å generere et differensialtrykk (2).

12. Apparat ifølge krav 1, omfattende en tilleggsvis elektrode (6A) ved en plassering i nevnte midler (1) for å lede nevnte fluidstrøm plassert i en avstand fra posisjonen i røret som inneholder nevnte differensialtrykkgenererende midler (2).

13. Apparat ifølge hvilke som helst av de foregående kravene, omfattende en elektrisk isolerende del anbrakt mellom minst én av elektrodene (6) eller tilleggsvise elektroder (6A) og det strømmende medium (3).

14. Apparat ifølge et hvilket som helst av de foregående kravene, der minst en av elektrodene (6) eller de tilleggsvise elektrodene (6A) er anbrakt med en overflate i kontakt med nevnte medium (3).

15. Apparat ifølge krav 1, der nevnte midler for å kombinere et resultat fra nevnte midler for å måle et differensialtrykk med et resultat fra nevnte midler for å måle en kapasitans (7) inkluderer datamaskinprogrammidler (6,7) anbrakt i en databehandlingsenhet (13).