RU2000102905A

RU2000102905A - Способ измерения количества твердого и/или жидкого материала в газообразной транспортирующей среде двухфазного потока

Info

Publication number: RU2000102905A
Application number: RU2000102905/28A
Authority: RU
Inventors: Фолькхард КЛУПШ; Ханс Георг КОНРАДС
Original assignee: Промекон Процесс- Унд Месстехник Конрадс Гмбх
Priority date: 1997-07-04
Filing date: 1998-07-04
Publication date: 2002-09-27

Claims

1. Способ измерения количества твердого и/или жидкого материала в газообразной транспортирующей среде двухфазного потока, в котором сначала возбуждают электрический сигнал в двухфазном потоке, затем принимают электрический сигнал выше или ниже по направлению потока и определяют изменения электрического сигнала по сравнению с сигналом в точке возбуждения, на основании чего определяют количества твердого и/или жидкого материала, содержащегося в двухфазном потоке, а также проводят калибровочные измерения при отсутствии и наличии заданного количества твердого и/или жидкого материала в транспортирующей среде, отличающийся тем, что сначала для возбуждения электрического сигнала используют переменное электрическое поле с исключением возможности его распространения в форме электромагнитной волны в пределах измерительного отрезка, после этого параметры измерительного отрезка определяют в отсутствие или при наличии заданного количества твердого/жидкого материала посредством определения затухания переменного электрического поля вдоль измерительного отрезка в функции частоты, при этом определяют в основном линейный участок в пределах наиболее крутой части переходной кривой затухания между верхним пороговым значением затухания и соответствующей нижней пороговой частотой и нижним пороговым значением затухания и соответствующей верхней пороговой частотой и запоминают этот участок кривой в качестве опорного участка, после чего определяют смещения по частоте в основном линейного участка переходной кривой посредством соответствующего метода измерений и определяют количество твердого и/или жидкого материала в трубопроводе.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что переменное электрическое поле возбуждают на частоте, смещенной на величину Δf, которая представляет собой смещение по частоте в основном линейного участка переходной кривой при максимальном заполнении по условиям применения, рассчитываемое по формуле

где f₀ - частота отсечки незаполненного трубопровода или системы труб;
μ_r - относительная магнитная проницаемость, а
ε_r - относительная диэлектрическая постоянная смеси газообразной транспортирующей среды и содержащегося количества жидкого и/или твердого материала,
затем измеряют затухания переменного электрического поля посредством приемной антенны и сравнивают измеренные затухания с затуханием, выбранным в качестве опорного на участке между пороговыми величинами затухания, взятыми на стадии определения параметров измерительного отрезка, затем ступенчато увеличивают измерительную частоту до тех пор, пока измеренное затухание не станет равным величине выбранного опорного затухания, после чего рассчитывают количество твердого и/или жидкого материала в трубопроводе с использованием разницы в частоте (Δf) между частотой, соответствующей опорному затуханию в пустом трубопроводе в пределах опорного участка измерительной кривой, и частотой, на которой измеряется затухание в заполненном трубопроводе.

3. Способ по любому из п. 1 или 2, отличающийся тем, что на стадии определения параметров измерительного отрезка находят точку перегиба в пределах в основном линейного участка переходной кривой.

4. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что точку перегиба используют в качестве опорной при определении Δf.

5. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что для определения количества твердого и/или жидкого материала в двухфазном потоке используют переменное электрическое поле, причем используют начальную частоту, которая смещена на величину Δf относительно нижней частоты, определенной на стадии определения параметров измерительного отрезка для опорного участка, причем Δf представляет собой смещение по частоте почти линейного участка переходной кривой при максимальном содержании жидкого или твердого материала в трубопроводе, измеряют затухание переменного электрического поля, а полученное значение сравнивают с опорным участком кривой, затем частоту переменного электрического поля увеличивают на величину максимального различия между верхней и нижней частотами опорного участка переходной кривой, а шаги измерения затухания переменного электрического поля повторяют до тех пор, пока измеренное значение затухания не попадет в интервал между нижним и верхним пороговыми значениями затухания на опорном участке кривой, и после чего определяют количество твердого и/или жидкого материала на основании сравнения Δf и разницы между частотой, на которой измерено затухание, и частотой, на которой то же значение затухания на исходном опорном участке переходной кривой измерено в пустом трубопроводе.

6. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что поочередно возбуждают переменное электрическое поле с двумя угловыми ориентациями, сдвинутыми по азимуту на 90^o, внутри отрезка электропроводящего трубопровода или системы труб и регистрируют результаты измерений коэффициента пропускания этих переменных электрических полей в осевом направлении вверх или вниз по потоку относительно точки возбуждения с помощью двух приемных антенн, сдвинутых по азимуту относительно друг друга на 90^o и выровненными вдоль оси с передающими антеннами, после чего определяют количество твердого и/или жидкого материала и затем рассчитывают среднее значение на основании отдельных измерений в каждом азимутальном угловом направлении.

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что измерения повторяют до тех пор, пока значение рассчитанной на основании всех измерений средней величины не окажется ниже или выше определенного порогового значения при любом новом добавочном измерении в любом направлении.

8. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что внутри электропроводящего трубопровода или системы труб возбуждают два переменных электрических поля на одной частоте и с постоянным сдвигом фазы, смещенных по азимуту на угол 90^o, регистрируют результаты измерения коэффициента пропускания упомянутых переменных электрических полей вверх или вниз по потоку относительно места возбуждения в двух точках, которые сдвинуты по азимуту на угол 90^o и выровнены вдоль оси с местами возбуждения переменных электрических полей, и затем, посредством наложения двух переменных электрических полей, смещенных по азимуту на угол 90^o, получают результирующее переменное поле с возможностью его вращения по азимуту на угол до 180^o посредством изменения амплитуд двух электрических полей, имеющих постоянный сдвиг фазы, которые повернуты друг относительно друга на 90^o, а также посредством изменения на 180^o фазы одного из этих переменных электрических полей, далее используют результирующие переменные электрические поля для расчета количества твердого и/или жидкого материала внутри трубопровода, после чего вращают получившиеся в результате наложения результирующие переменные электрических полей в азимутальном направлении до тех пор, пока не будут измерены максимальное и минимальное количества твердого и/или жидкого материала, и из этого измерения, а также по азимутальному положению минимума и максимума определяют количество твердого и/или жидкого материала в трубопроводе, а также геометрическое положение и плотность имеющегося шнура, с учетом того, что азимутальное положение шнура может быть однозначно определено в диапазоне углов 180^o.

9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что положение шнура определяют в пределах диапазона углов 360^o, при этом однозначно определяют положение шнура в диапазоне углов 180^o, а затем возбуждают переменное электрическое поле, частота которого соответствует в основном линейному участку переходной кривой, и регистрируют приемной антенной, которая смещена на 90^o относительно передающей антенны, после чего однозначно определяют положение шнура с использованием информации о переменном токе, возбуждаемом в приемной антенне, причем при азимутальном положении передающей антенны, соответствующем углу 0^o, угловое положение шнура определяют в интервале 90^o-270^o, если переменный ток в передающей антенне и переменный ток в приемной антенне имеют одинаковую фазу, и угловое положение шнура определяют в интервале 270^o-90^o, если переменный ток в передающей антенне и переменный ток в приемной антенне имеют противоположные фазы.

10. Способ по любому из пп. 1-9, отличающийся тем, что переменное электрическое поле возбуждают и принимают посредством рассогласованных коротких антенн.