RU221258U1 - Детекторный модуль - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области измерения параметров потока с помощью рентгеновского излучения, а именно к устройствам для проведения рентгеновской интроскопии жидких или газообразных многофазных потоков или их смеси, и может быть использована в метрологических и информационно-измерительных системах нефтегазодобывающей, нефтегазоперерабатывающей и химической промышленности.

Сущность полезной модели заключается в том, что матричные рентгеновские детекторы монтируются на пластиковой диэлектрической вставке, которая исключает возникновение паразитных контуров заземления между матричными детекторами, которые приводят к возникновению наводок и шумов. Матричные детекторы монтируются двумя группами по шесть штук симметрично относительно оси рентгеновского излучения на некотором расстоянии между группами, которое используется для того, чтобы излучение по оси конуса рентгеновского излучения могло беспрепятственно распространяться в область за матричными детекторами, в которой расположены другие средства детектирования. Для последовательной визуализации потока в двух спектрах рентгеновского излучения на матричные детекторы накладываются стальные рентгеновские фильтры, которые закрывают левый детектор, находящийся выше центра сборки детекторов, и правый детектор, находящийся ниже центра сборки матричных рентгеновских детекторов. Стальные рентгеновские фильтры сверху накрываются композитной рентгенопрозрачной мембраной, которая закрывает матричные детекторы от видимого света.

Технический результат: снижение погрешностей измерений с повышением эксплуатационной безопасности.

Description

Полезная модель относится к области измерения параметров потока с помощью рентгеновского излучения, а именно к устройствам для проведения рентгеновской интроскопии жидких или газообразных многофазных потоков или их смеси, и может быть использовано в метрологических и информационно-измерительных системах нефтегазодобывающей, нефтегазоперерабатывающей и химической промышленности.

Из существующего уровня техники известен WO2014035275, опубл. 06.03.2014г., который представляет собой способ измерения на основе рентгеновского излучения многофазного потока, проходящего через измерительную трубку с матричным детектором, разрешающим энергию, включает этапы: генерирования полихроматического пучка фотонов одним или более источниками рентгеновского излучения; пропускания многофазного потока через измерительную трубку; экспонирования матричного детектора и обеспечения двух или более одновременно полученные 2-мерные изображения, тогда как разные изображения соответствуют разным энергетическим уровням фотонов или энергетическим ячейкам; регистрируют полихроматический пучок фотонов, ослабленный указанным многофазным потоком, матричным детектором с разрешением энергии, при этом указанный матричный детектор, содержащий пиксели, регистрирующие отдельные поглощенные кванты рентгеновского излучения и измеряющие энергию, выделяемую каждым рентгеновским фотоном; определяют определенное количество энергетических ячеек; сортируют поглощенные фотоны в соответствующие ячейки, тогда как выходные данные каждого пикселя состоят из нескольких квантов, сортируемых в соответствующую ячейку в течение определенного времени интегрирования; измерение скорости потока отдельных составляющих многофазного потока проводится путем кросс-корреляционного анализа изображений, полученных в результате двух или более последовательных экспозиций. Также предложен расходомер на основе рентгеновского излучения с матричным детектором, разрешающим энергию. Недостатками данного технического решения являются меньшее количество фильтров, а также отсутствие рентгенопрозрачной мембраны.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является RU2663418, опуб. 06.08.2018г., который представляет собой расходомер, включающий в себя рентгеновскую трубку, рентгенопрозрачный участок трубопровода для исследования многофазной жидкости, матричный рентгеновский детектор, средство анализа для обработки данных, поступающих с детектора, противорассеивающую рентгеновскую маску для снижения влияния рассеянного излучения на изображение. Перед детектором установлен рентгеновский фильтр, который выполнен из двух видов фильтрующих материалов, имеющих различный коэффициент поглощения излучения и расположенных в шахматном порядке. После рентгенопрозрачного участка, параллельно матричному рентгеновскому детектору установлен спектрометр, который служит для измерения интенсивности рентгеновского излучения с учетом ее распределения по энергиям фотонов. Технический результат: упрощение конструкции многофазного рентгеновского расходомера с одновременным повышением надежности и точности измерения при эксплуатации. Недостатками данного технического решения являются меньшее количество фильтров, а также отсутствие рентгенопрозрачной мембраны.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является осуществление фильтрации спектра рентгеновского излучения в определенных областях визуализации многофазного потока и уменьшение электромагнитных помех в работе системы детектирования многофазного расходомера, а именно к конструктивному исполнению монтажа матричных детекторов рентгеновского излучения и рентгеновского фильтра

Данная задача решается за счет того, что в заявленное полезной модели матричные рентгеновские детекторы монтируются на пластиковой диэлектрической вставке, которая исключает возникновение паразитных контуров заземления между матричными детекторами, которые приводят к возникновению наводок и шумов. Матричные детекторы могут быть монтированы двумя группами по шесть штук симметрично относительно оси рентгеновского излучения на некотором расстоянии между группами, которое используется для того, чтобы излучение по оси конуса рентгеновского излучения могло беспрепятственно распространяться в область за матричными детекторами, в которой расположены другие средства детектирования. Для последовательной визуализации потока в двух спектрах рентгеновского излучения на матричные детекторы могут быть наложены стальные рентгеновские фильтры, которые закрывают левый детектор, находящийся выше центра сборки детекторов и правый детектор, находящийся ниже центра сборки матричных рентгеновских детекторов. Стальные рентгеновские фильтры сверху могут быть накрыты композитной рентгенопрозрачной мембраной, которая закрывает матричные детекторы от видимого света.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является снижение погрешностей измерений с повышением эксплуатационной безопасности.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показано схематично взаимное расположение элементов многофазного расходомера и введены следующие обозначения:

1. Рентгеновское излучение

2. Рентгеновский излучатель

3. Рентгенопрозрачная труба

4. Модуль матричных детекторов

5. Ось рентгеновского излучения

На фиг.2 показано расположение элементов в модуле матричных детекторов и введены следующие обозначения:

6. Матричные рентгеновские детекторы

7. Пластиковая диэлектрическая вставка

8. Металлический кронштейн

9. Стальные рентгеновские фильтры

10. Композитная рентгенопрозрачная мембрана

11. Металлическая рамка

На фиг.3 показано расположение элементов в модуле матричных детекторов и введены следующие обозначения:

6. Матричные рентгеновские детекторы

7. Пластиковая диэлектрическая вставка

8. Металлический кронштейн

9. Стальные рентгеновские фильтры

Рентгеновское излучение (1) от рентгеновского излучателя (2) проходит через рентгенопрозрачную трубу (3), в которой сверху вниз течет измеряемый многофазный поток, и попадает на модуль матричных детекторов (4). При этом ось конуса рентгеновского излучения (5) проходит по центру модуля матричных детекторов. Матричные детекторы (6) с сопутствующей электроникой монтируются на пластиковую диэлектрическую вставку (7), которая исключает возникновение паразитных контуров заземления между матричными детекторами, которые приводят к возникновению наводок и шумов. Матричные детекторы (6) монтируются двумя группами по шесть штук симметрично относительно оси рентгеновского излучения (5) на некотором расстоянии между группами, которое используется для того, чтобы излучение по оси конуса рентгеновского излучения (5) могло беспрепятственно распространяться в область за матричными детекторами (6), в которой расположены другие средства детектирования. Матричные детекторы (6) монтируются так, чтобы электрический контакт между соседними матричными детекторами (6) отсутствовал. Диэлектрическая вставка (7) монтируется в металлический кронштейн (8), на матричные детекторы (6) накладываются стальные рентгеновские фильтры (9), которые закрывают левый детектор, находящийся выше центра сборки детекторов и правый детектор, находящийся ниже центра сборки матричных рентгеновских детекторов. Таким образом выше центра сборки матричных детекторов в поперечном сечении в области наложения фильтра (9) поток визуализируется с левой стороны в отфильтрованном спектре рентгеновского излучения, а с правой стороны - в полном спектре. Ниже центра сборки матричных детекторов (6) в поперечном сечении в области наложения фильтра (9) визуализация с левой стороны происходит в полном спектре рентгеновского излучения, а с правой стороны - в отфильтрованном спектре. Это позволяет последовательно получить визуализацию потока в обоих спектрах излучения при его прохождении по рентгенопрозрачной трубе (3). Стальные рентгеновские фильтры (9) сверху накрываются композитной рентгенопрозрачной мембраной (10), которая монтируется к металлическому кронштейну металлической рамкой (11). Мембрана закрывает матричные детекторы (6) от видимого света, который вносит погрешность в визуализацию потока матричными детекторами (6).

Работает устройство следующим образом, рентгеновское излучение от рентгеновского излучателя проходит через рентгенопрозрачную трубу, в которой сверху вниз течет измеряемый многофазный поток, и попадает на модуль матричных детекторов.

Claims (1)

1. Детекторный модуль, характеризующийся тем, что матричные рентгеновские детекторы монтируются на пластиковой диэлектрической вставке, которая исключает возникновение паразитных контуров заземления между матричными детекторами, которые приводят к возникновению наводок и шумов, при этом монтируются двумя группами по шесть штук симметрично относительно оси рентгеновского излучения на некотором расстоянии между группами, которое используется для того, чтобы излучение по оси конуса рентгеновского излучения могло беспрепятственно распространяться в область за матричными детекторами, в которой расположены средства детектирования, при этом на них накладываются стальные рентгеновские фильтры, которые закрывают левый детектор, находящийся выше центра сборки детекторов, и правый детектор, находящийся ниже центра сборки матричных рентгеновских детекторов, для последовательной визуализации потока в двух спектрах рентгеновского излучения, при этом закрываются от видимого света композитной рентгенопрозрачной мембраной, которая накрывает сверху стальные рентгеновские фильтры.