RU2007147721A

RU2007147721A - Способ ультразвуковой диагностики шероховатости труб, ультразвуковой прибор и машиночитаемый носитель

Info

Publication number: RU2007147721A
Application number: RU2007147721/28A
Authority: RU
Inventors: Клаус Дж. ЗАНКЕР (US); Клаус Дж. ЗАНКЕР; Джон Р. ЛАНСИНГ (US); Джон Р. ЛАНСИНГ
Original assignee: Дэниел Мэжэмэнт Энд Кэнтроул, Инк. (US); Дэниел Мэжэмэнт энд Кэнтроул, Инк.
Priority date: 2005-06-01
Filing date: 2006-05-16
Publication date: 2009-07-20
Also published as: RU2446393C2; CA2605943A1; WO2006130337A3; CA2605943C; US7373808B2; MX2007013611A; EP1886131B1; BRPI0610904B1; CN101189508B; CN101189508A; US20060272417A1; HK1108733A1; WO2006130337A2; BRPI0610904A2; BRPI0610904B8; EP1886131A2; EP1886131A4

Abstract

1. Ультразвуковой расходомер, содержащий измерительную секцию, через которую проходит поток жидкости или газа, и первую пару пьезоэлектрических преобразователей, механически соединенных с измерительной секцией и акустически связанных с потоком жидкости/газа, содержащую верхний по потоку преобразователь и связанный с ним нижний по потоку преобразователь, определяющие соединяющую их первую хорду, отличающийся тем, что он содержит средство определения диагностических данных на основе информации об акустических сигналах, передаваемых между преобразователями первой пары преобразователей, причем диагностические данные включают асимметрию потока жидкости/газа через измерительную секцию, поперечный поток жидкости/газа в измерительной секции и коэффициент профиля скоростей жидкости/газа в измерительной секции, и средство определения изменений шероховатости поверхности трубопровода, механически соединенного с ультразвуковым расходомером, на основе изменений диагностических данных, причем изменения включают в основном постоянные значения величин асимметрии и поперечного потока, приблизительно равные единице, и в основном переменное значение коэффициента профиля скоростей. ! 2. Ультразвуковой расходомер по п.1, отличающийся тем, что диагностические данные дополнительно включают профиль скоростей потока жидкости/газа в измерительной секции, причем профиль скоростей содержит дополнительную информацию об изменении шероховатости поверхности трубопровода. ! 3. Ультразвуковой расходомер по п.1, отличающийся тем, что диагностические данные дополнительно включают турбулентность потока жидкости/газа в изм

Claims

1. Ультразвуковой расходомер, содержащий измерительную секцию, через которую проходит поток жидкости или газа, и первую пару пьезоэлектрических преобразователей, механически соединенных с измерительной секцией и акустически связанных с потоком жидкости/газа, содержащую верхний по потоку преобразователь и связанный с ним нижний по потоку преобразователь, определяющие соединяющую их первую хорду, отличающийся тем, что он содержит средство определения диагностических данных на основе информации об акустических сигналах, передаваемых между преобразователями первой пары преобразователей, причем диагностические данные включают асимметрию потока жидкости/газа через измерительную секцию, поперечный поток жидкости/газа в измерительной секции и коэффициент профиля скоростей жидкости/газа в измерительной секции, и средство определения изменений шероховатости поверхности трубопровода, механически соединенного с ультразвуковым расходомером, на основе изменений диагностических данных, причем изменения включают в основном постоянные значения величин асимметрии и поперечного потока, приблизительно равные единице, и в основном переменное значение коэффициента профиля скоростей.

2. Ультразвуковой расходомер по п.1, отличающийся тем, что диагностические данные дополнительно включают профиль скоростей потока жидкости/газа в измерительной секции, причем профиль скоростей содержит дополнительную информацию об изменении шероховатости поверхности трубопровода.

3. Ультразвуковой расходомер по п.1, отличающийся тем, что диагностические данные дополнительно включают турбулентность потока жидкости/газа в измерительной секции, а данные о турбулентности содержат дополнительную информацию об изменении шероховатости поверхности трубопровода.

4. Ультразвуковой расходомер по п.3, отличающийся тем, что турбулентность потока жидкости/газа в измерительной секции определяется из следующего уравнения:

где Δt - разность между значением t₁времени прохождения сигнала и значением t₂ времени прохождения сигнала, которая определяется из следующего уравнения:

Δt=t₂-t₁,

a σΔt - среднеквадратичное отклонение величины Δt.

5. Ультразвуковой расходомер по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит вторую пару преобразователей, механически связанных с измерительной секцией и акустически связанных с потоком жидкости/газа, содержащую верхний по потоку преобразователь и связанный с ним нижний по потоку преобразователь, определяющие соединяющую их вторую хорду, третью пару преобразователей, механически связанных с измерительной секцией и акустически связанных с потоком жидкости/газа, содержащую верхний по потоку преобразователь и связанный с ним нижний по потоку преобразователь, определяющие соединяющую их третью хорду, четвертую пару преобразователей, механически связанных с измерительной секцией и акустически связанных с потоком жидкости/газа, содержащую верхний по потоку преобразователь и связанный с ним нижний по потоку преобразователь, определяющие соединяющую их четвертую хорду, и средство определения диагностических данных на основе информации об акустических сигналах, передаваемых между преобразователями второй, третьей и четвертой пар преобразователей.

6. Ультразвуковой расходомер по п.5, отличающийся тем, что первая, вторая, третья и четвертая хорды расположены на изменяемых радиальных расстояниях внутри измерительной секции.

7. Ультразвуковой расходомер по п.6, отличающийся тем, что диагностические данные дополнительно включают профиль скоростей потока жидкости/газа в измерительной секции, полученный на основе данных для различных радиальных расстояний, на которых расположены хорды, а профиль скоростей содержит дополнительную информацию, характеризующую изменения степени шероховатости поверхности трубопровода.

8. Ультразвуковой расходомер по п.5, отличающийся тем, что он дополнительно содержит средство определения скорости V_A, соответствующей первой паре преобразователей, скорости V_B, соответствующей второй паре преобразователей, скорости V_C, соответствующей третьей паре преобразователей, и скорости V_D, соответствующей четвертой паре преобразователей.

9. Ультразвуковой расходомер по п.8, отличающийся тем, что асимметрия потока жидкости/газа в измерительной секции определяется из следующего уравнения:

10. Ультразвуковой расходомер по п.8, отличающийся тем, что поперечный поток жидкости/газа в измерительной секции определяется из следующего уравнения:

11. Ультразвуковой расходомер по п.8, отличающийся тем, что

коэффициент профиля скоростей потока жидкости/газа в измерительной секции определяется из следующего уравнения:

12. Ультразвуковой расходомер по п.8, отличающийся тем, что профиль скоростей потока жидкости/газа в измерительной секции определяется из следующего уравнения:

где V_CHORD есть V_A, V_B, V_C или V_D, и где V_AVG - средняя скорость движений жидкости/газа в измерительной секции, определяемая из следующего уравнения:

V_AVG=W_AV_A+W_BV_B+W_CV_C+W_DV_D,

где W_A, W_B, W_C и W_D - весовые множители для соответствующих хорд.

13. Ультразвуковой расходомер по п.1, отличающийся тем, что диагностические данные используются для мониторинга состояния трубопровода на основе данных, получаемых от ультразвукового расходомера.

14. Способ диагностики шероховатости трубопровода, в котором на основе информации об акустических сигналах, передаваемых между преобразователями первой пары преобразователей, определяют диагностические данные, включающие асимметрию потока жидкости/газа через измерительную секцию, поперечный поток жидкости/газа в измерительной секции и коэффициент профиля скоростей жидкости/газа в измерительной секции, отслеживают изменения во времени диагностических данных и определяют изменения шероховатости поверхности трубопровода на основе изменений диагностических данных, которые включают в основном постоянные значения асимметрии и поперечного потока, приблизительно равные единице, и в основном переменное значение коэффициента профиля скоростей.

15. Способ по п.14, в котором диагностические данные дополнительно включают профиль скоростей потока жидкости/газа в измерительной секции, а профиль скорости содержит дополнительную информацию об изменении шероховатости поверхности трубопровода.

16. Способ по п.14, в котором диагностические данные дополнительно включают турбулентность потока жидкости/газа в измерительной секции, а данные о турбулентности содержат дополнительную информацию об изменении шероховатости поверхности трубопровода.

17. Способ по п.14, в котором определение диагностических данных осуществляют на основе информации об акустических сигналах, передаваемых между преобразователями второй, третьей и четвертой пары преобразователей.

18. Способ по п.14, в котором диагностические данные дополнительно используют для мониторинга состояния трубопровода на основе данных, получаемых от ультразвукового расходомера.

19. Машиночитаемый носитель информации, содержащий состоящие из набора команд алгоритмы, которые при выполнении их процессором реализуют способ диагностики шероховатости трубопровода, включающий определение изменений шероховатости поверхности трубопровода на основе изменений во времени диагностических данных, получаемых на основе информации об акустических сигналах, передаваемых между преобразователями первой пары преобразователей, причем диагностические данные включают асимметрию потока жидкости/газа через измерительную секцию, поперечный поток жидкости/газа в измерительной секции и коэффициент профиля скоростей жидкости/газа в измерительной секции, причем изменения включают в основном постоянные значения асимметрии и поперечного потока, приблизительно равные единице, и в основном переменное значение коэффициента профиля скоростей.

20. Машиночитаемый носитель информации по п.19, в котором диагностические данные применяют для мониторинга состояния трубопровода на основе данных, получаемых от ультразвукового расходомера.