RU58220U1 - DEVICE FOR MONITORING MULTI-PHASE FLOW IN A PIPELINE - Google Patents

DEVICE FOR MONITORING MULTI-PHASE FLOW IN A PIPELINE Download PDF

Info

Publication number
RU58220U1
RU58220U1 RU2006115344/22U RU2006115344U RU58220U1 RU 58220 U1 RU58220 U1 RU 58220U1 RU 2006115344/22 U RU2006115344/22 U RU 2006115344/22U RU 2006115344 U RU2006115344 U RU 2006115344U RU 58220 U1 RU58220 U1 RU 58220U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pipeline
ultrasonic signal
outputs
analog
central axis
Prior art date
Application number
RU2006115344/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Викторович Пиндак
Олег Николаевич Кузяков
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный нефтегазовый университет"
Priority to RU2006115344/22U priority Critical patent/RU58220U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU58220U1 publication Critical patent/RU58220U1/en

Links

Abstract

Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике и может быть использована для определения вида многофазного потока в трубопроводе в ходе его эксплуатации. Устройство содержит излучатели ультразвукового сигнала и ряд приемников ультразвукового сигнала. Излучатели ультразвукового сигнала и ряд приемников ультразвукового сигнала образуют группы преобразователей, которые прозвучивают многофазный поток соответственно перпендикулярно и вдоль центральной оси трубопровода. Основная группа преобразователей расположена по окружности трубопровода в одной плоскости его сечения, перпендикулярно центральной оси трубопровода и осуществляет прозвучивание многофазного потока перпендикулярно центральной оси трубопровода. Дополнительная группа преобразователей расположена вдоль трубопровода, в вертикальной плоскости его сечения, проходящего через центральную ось трубопровода и осуществляет прозвучивание многофазного потока вдоль центральной оси трубопровода. Выходы приемников ультразвукового сигнала подключены к соответствующим входам блока аналоговой памяти и таймеров. Выходы блока аналоговой памяти и таймеров соединены со входами коммутатора соответственно. Один из выходов коммутатора подключен к входу аналоге - цифрового преобразователя, а другой к входу оперативной памяти (ОЗУ). В составе системы имеется микропроцессорный модуль, который соединен с блоком аналоговой памяти и таймеров, коммутатором, аналоге - цифровым преобразователем, оперативной памятью и генератором ультразвукового сигнала. Выход генератора ультразвукового сигнала соединен с излучателем ультразвукового сигнала. Устройство содержит средство для The utility model relates to instrumentation and can be used to determine the type of multiphase flow in the pipeline during its operation. The device contains emitters of an ultrasonic signal and a number of receivers of an ultrasonic signal. The ultrasonic signal emitters and a number of ultrasonic signal receivers form groups of transducers that sound a multiphase flow, respectively, perpendicularly and along the central axis of the pipeline. The main group of converters is located around the circumference of the pipeline in one plane of its section, perpendicular to the central axis of the pipeline and performs sounding of a multiphase flow perpendicular to the central axis of the pipeline. An additional group of converters is located along the pipeline, in the vertical plane of its section passing through the central axis of the pipeline and performs sounding of multiphase flow along the central axis of the pipeline. The outputs of the ultrasonic signal receivers are connected to the corresponding inputs of the analog memory block and timers. The outputs of the analog memory unit and timers are connected to the inputs of the switch, respectively. One of the outputs of the switch is connected to the input of an analog - a digital converter, and the other to the input of random access memory (RAM). The system includes a microprocessor module, which is connected to an analog memory and timer unit, a switch, an analog - a digital converter, RAM and an ultrasonic signal generator. The output of the ultrasonic signal generator is connected to the emitter of the ultrasonic signal. The device comprises means for

определения температуры потока внутри трубопровода, средство для определения давления внутри трубопровода, средство для определения угла наклона трубопровода относительно горизонтальной поверхности. Выходы средств для определения температуры потока внутри трубопровода, давления внутри трубопровода, угла наклона трубопровода относительно горизонтальной поверхности - соединены со входами блока аналоговой памяти и таймеров. Выходы приемников дополнительной группы преобразователей также соединены со входами блока аналоговой памяти и таймеров, который соединен с микропроцессорным модулем. Вход излучателя ультразвукового сигнала дополнительной группы преобразователей соединен с выходом генератора ультразвукового сигнала. Выходы блока аналоговой памяти и таймеров соединены с соответствующими входами коммутатора, который соединен с микропроцессорным модулем. Один из выходов коммутатора соединен с аналоге - цифровым преобразователем, а второй выход соединен с оперативной памятью (ОЗУ). Микропроцессорный модуль управляет работой всех перечисленных элементов и осуществляет обработку данных. 2 илл.determine the temperature of the flow inside the pipeline, means for determining the pressure inside the pipeline, means for determining the angle of inclination of the pipeline relative to a horizontal surface. The outputs of the means for determining the temperature of the flow inside the pipeline, the pressure inside the pipeline, the angle of inclination of the pipeline relative to the horizontal surface are connected to the inputs of the analog memory unit and timers. The outputs of the receivers of an additional group of converters are also connected to the inputs of the analog memory block and timers, which is connected to the microprocessor module. The input of the ultrasonic signal emitter of an additional group of transducers is connected to the output of the ultrasonic signal generator. The outputs of the analog memory unit and timers are connected to the corresponding inputs of the switch, which is connected to the microprocessor module. One of the outputs of the switch is connected to an analog - a digital converter, and the second output is connected to RAM (RAM). The microprocessor module controls the operation of all these elements and carries out data processing. 2 ill.

Description

Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике и может быть использована для определения вида многофазного потока в трубопроводе в ходе его эксплуатации.The utility model relates to instrumentation and can be used to determine the type of multiphase flow in the pipeline during its operation.

Известно устройство для измерения многофазного потока (RU 2183012 С2, G 01 F 1/74 опубл. 27.05.2002), которое содержит по крайней мере два измерительных кольца с ультразвуковыми датчиками, размещенными на равном расстоянии друг от друга вокруг потока, и по крайней мере один кольцевой емкостный датчик, предназначенный для определения типа режима потока. Измерительные кольца с датчиками позволяют определить местоположение межфазных границ для измерения относительных объемов каждой фазы.A device for measuring multiphase flow (RU 2183012 C2, G 01 F 1/74 publ. 05.27.2002), which contains at least two measuring rings with ultrasonic sensors placed at an equal distance from each other around the stream, and at least one annular capacitive sensor designed to determine the type of flow mode. Measuring rings with sensors allow you to determine the location of interfaces to measure the relative volumes of each phase.

Недостатком устройства является его малая информативность, низкая точность, т.к. поток прозвучивается только в одном (перпендикулярном центральной оси трубопровода) направлении.The disadvantage of this device is its low information content, low accuracy, because the flow is heard only in one direction (perpendicular to the central axis of the pipeline).

Известно устройство для измерения многофазного потока (RU 2270981 С2, G 01 F 15/08, G 01 F 1/74, G 01 F 1/84, опубл. 27.02.2006), которое содержит вихревой сепаратор, связанный с парой кориолисовых расходомеров, обеспечивающих измерение массового расхода и плотности соответственно газового и жидкого компонента, а также измеритель воды в жидком компоненте. Тип измерителя (емкостной, резистивный, микроволновой) выбирается в зависимости от содержания воды в многофазном потоке. Плотность воды измеряют гидрометром в образце воды, отобранном водоотделителем. Данные по плотности и содержанию воды, а также плотности жидкого компонента поступают в регулятор для определения расчетной плотности жидкого компонента.A device for measuring multiphase flow (RU 2270981 C2, G 01 F 15/08, G 01 F 1/74, G 01 F 1/84, publ. 02/27/2006), which contains a vortex separator associated with a pair of Coriolis flow meters, providing a measurement of mass flow rate and density, respectively, of the gas and liquid component, as well as a water meter in the liquid component. The type of meter (capacitive, resistive, microwave) is selected depending on the water content in the multiphase flow. The density of water is measured by a hydrometer in a water sample taken by a water separator. Data on the density and water content, as well as the density of the liquid component, are sent to the regulator to determine the estimated density of the liquid component.

Недостатком устройства является его громоздкость, малая мобильность, недостаточная информативность, ограниченность в применении.The disadvantage of this device is its bulkiness, low mobility, lack of information, limited use.

Известно устройство контроля многофазного потока в трубопроводе (RU 2198397 С2, G 01 N 29/02, опубл. 10.02.2003), которое состоит из одного излучателя и ряда приемников, расположенных на стенках трубопровода по его диаметру, выходы приемников подключены к входам блока аналоговой памяти и таймеров, выходы которого соединены с входами коммутатора, один выход которого подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, а другой к входу оперативной памяти, микропроцессорный модуль, выходы которого соединены с входами блока аналоговой памяти и таймеров, коммутатора, аналого-цифрового преобразователя, оперативной памяти и генератора ультразвукового сигнала. Микропроцессорный модуль управляет работой перечисленных блоков системы и осуществляет обработку данных.A device for controlling multiphase flow in a pipeline (RU 2198397 C2, G 01 N 29/02, published 10.02.2003), which consists of one emitter and a number of receivers located on the walls of the pipeline by its diameter, the outputs of the receivers are connected to the inputs of the analog block memory and timers, the outputs of which are connected to the inputs of the switch, one output of which is connected to the input of an analog-to-digital converter, and the other to the input of RAM, a microprocessor module, the outputs of which are connected to the inputs of the analog memory unit and timers, mutator, an analog-digital converter, RAM and an ultrasonic signal generator. The microprocessor module controls the operation of the listed blocks of the system and carries out data processing.

Недостатком устройства является его низкая точность, т.к. не учитываются многие, влияющие на определение режима течения в трубопроводе, параметры, поток прозвучивается только в одном (перпендикулярном центральной оси трубопровода) направлении.The disadvantage of this device is its low accuracy, because many factors affecting the determination of the flow regime in the pipeline are not taken into account, parameters, the flow is sounded only in one direction (perpendicular to the central axis of the pipeline).

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является разработка устройства, позволяющего осуществлять постоянный мониторинг трубопровода.The task to which the claimed technical solution is directed is to develop a device that allows continuous monitoring of the pipeline.

При осуществлении полезной модели, поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в повышении точности и информативности, при определении режима течения в трубопроводе, за счет того, что учитываются дополнительные факторы, влияющие на характер многофазного потока (температура потока, давление в трубопроводе, угол наклона трубопровода относительно горизонтальной поверхности). Данные дополнительные факторы In the implementation of the utility model, the problem is solved by achieving a technical result, which consists in increasing the accuracy and information content, when determining the flow regime in the pipeline, due to the fact that additional factors affecting the nature of the multiphase flow (flow temperature, pressure in the pipeline) are taken into account , the angle of inclination of the pipeline relative to the horizontal surface). These additional factors

существенно влияют на режим течения многофазного потока в трубопроводе. Так, например, температура влияет на вязкость жидкости в трубопроводе, давление в трубопроводе влияет на качественный состав потока, а угол наклона трубопровода относительно горизонтальной поверхности влияет не только на режим течения в трубопроводе, но и на возможность изменения текущего режима течения. Без учета данных параметров, верное определение режима течения многофазного потока в трубопроводе было бы возможно лишь в определенных границах температуры потока, давления в трубопроводе и определенном угле наклона трубопровода. Учитывая данные параметры, помимо повышения точности в определении режима течения потока в трубопроводе, мы существенно расширяем границы применения данного устройства контроля многофазного потока в трубопроводе.significantly affect the mode of multiphase flow in the pipeline. For example, temperature affects the viscosity of a fluid in a pipeline, pressure in a pipeline affects the quality of the flow, and the angle of inclination of the pipeline relative to a horizontal surface affects not only the flow regime in the pipeline, but also the ability to change the current flow regime. Without taking these parameters into account, a correct determination of the multiphase flow regime in a pipeline would be possible only within certain boundaries of the flow temperature, pressure in the pipeline, and a certain angle of inclination of the pipeline. Given these parameters, in addition to increasing the accuracy in determining the flow pattern in the pipeline, we significantly expand the scope of application of this multiphase flow control device in the pipeline.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство контроля многофазного потока в трубопроводе содержит излучатель ультразвукового сигнала и ряд приемников ультразвукового сигнала, образующих основную группу преобразователей, расположенную по окружности трубопровода в одной плоскости его сечения, перпендикулярно центральной оси трубопровода, осуществляющую прозвучивание многофазного потока перпендикулярно центральной оси трубопровода, блок аналоговой памяти и таймеров, коммутатор, аналого -цифровой преобразователь, оперативную память, микропроцессорный модуль, генератор ультразвукового сигнала, также содержит средство для определения температуры потока внутри трубопровода, средство для определения давления внутри трубопровода, средство для определения угла наклона трубопровода относительно горизонтальной поверхности, излучатель ультразвукового сигнала, ряд приемников ультразвукового сигнала, образующих дополнительную группу преобразователей, при этом, дополнительная группа преобразователей расположена вдоль The specified technical result is achieved by the fact that the device for controlling the multiphase flow in the pipeline contains an ultrasonic signal emitter and a number of ultrasonic signal receivers forming the main group of transducers located around the circumference of the pipeline in one plane of its section, perpendicular to the central axis of the pipeline, which performs sounding of the multiphase flow perpendicular to the central axis pipeline, block of analog memory and timers, switch, analog-to-digital converter , RAM, a microprocessor module, an ultrasonic signal generator, also contains means for determining the temperature of the flow inside the pipeline, means for determining the pressure inside the pipeline, means for determining the angle of inclination of the pipeline relative to the horizontal surface, an ultrasonic signal emitter, a number of ultrasonic signal receivers forming an additional group converters, while an additional group of converters is located along

трубопровода, в вертикальной плоскости его сечения, проходящего через центральную ось трубопровода, осуществляющую прозвучивание многофазного потока вдоль центральной оси трубопровода. Выходы средств измерения температуры потока внутри трубопровода, давления внутри трубопровода, угла наклона трубопровода относительно горизонтальной поверхности, а также приемники ультразвукового сигнала обеих групп соединены со входами блоков аналоговой памяти и таймеров, выходы блоков аналоговой памяти и таймеров соединены со входами коммутаторов, один из выходов коммутаторов соединен со входом аналого - цифрового преобразователя, а второй выход коммутаторов соединен со входом оперативной памяти, выходы генератора ультразвукового сигнала соединены со входами источников ультразвукового сигнала, микропроцессорный модуль соединен с генератором ультразвукового сигнала, блоками аналоговой памяти и таймеров, коммутаторами, аналого - цифровым преобразователем, оперативной памятью.pipeline, in the vertical plane of its section, passing through the central axis of the pipeline, performing the sounding of multiphase flow along the central axis of the pipeline. The outputs of the means for measuring the temperature of the flow inside the pipeline, the pressure inside the pipeline, the angle of inclination of the pipeline relative to the horizontal surface, as well as the ultrasonic signal receivers of both groups are connected to the inputs of the analog memory blocks and timers, the outputs of the analog memory blocks and timers are connected to the inputs of the switches, one of the outputs of the switches connected to the input of an analog-to-digital converter, and the second output of the switches is connected to the input of RAM, the outputs of the generator are ultrasonic of the signal connected to the inputs of the ultrasonic signal source, a microprocessor unit connected with the ultrasonic signal generator, the analog memory blocks and timers, switches, analog - digital converter, RAM.

Обе группы преобразователей одновременно принимают и фиксируют амплитуды и времена пробега прошедших и отраженных сигналов, преобразуют их в удобную для обработки цифровую форму и сравнивают с имеющимся во флэш-памяти микропроцессорного модуля набором цифровых эталонов (в определенной ранее эталонной группе), соответствующих различным многофазным потокам, и по результатам сравнения определяют характер многофазного потока. Повышение точности достигается за счет того, что в прозвучивании многофазного потока участвуют обе группы преобразователей.Both groups of converters simultaneously receive and record the amplitudes and travel times of transmitted and reflected signals, convert them into a digital form convenient for processing, and compare with a set of digital standards (in the previously defined reference group) corresponding to different multiphase streams in the microprocessor module flash memory, and the results of the comparison determine the nature of the multiphase flow. Improving accuracy is achieved due to the fact that both groups of transducers participate in the sounding of a multiphase flow.

Группу преобразователей составляют источник ультразвукового сигнала, а также несколько приемников сигнала данного вида. Основная группа преобразователей прозвучивает поток перпендикулярно центральной оси трубопровода, а дополнительная группа преобразователей прозвучивает поток вдоль центральной оси трубопровода. Причем при A group of transducers is an ultrasonic signal source, as well as several signal receivers of this type. The main group of converters sounds flow perpendicular to the central axis of the pipeline, and an additional group of converters sounds flow along the central axis of the pipeline. Moreover, with

продольном прозвучивании путь пройденный ультразвуковой волной от излучателя до каждого приемника всегда различен. Проходя более длинный путь, ультразвуковая волна затрачивает большее время, т.е. время влияния многофазного потока на ультразвуковую волну с увеличением пути увеличивается, таким образом приемник получит звуковую волну максимально измененную многофазным потоком, причем изменения ультразвуковой волны напрямую зависят от состава и режима течения многофазного потока. Исходя из этого, мы будем иметь более точную картину режима течения многофазного потока в трубопроводе.longitudinal sounding the path traveled by an ultrasonic wave from the emitter to each receiver is always different. Passing a longer path, the ultrasonic wave spends a longer time, i.e. the time of influence of the multiphase flow on the ultrasonic wave increases with increasing path, so the receiver will receive the sound wave maximally altered by the multiphase flow, and changes in the ultrasonic wave directly depend on the composition and flow regime of the multiphase flow. Based on this, we will have a more accurate picture of the multiphase flow regime in the pipeline.

На фиг.1 представлено устройство для осуществления контроля многофазного потока в трубопроводе. На фиг.2 представлена блок - схема устройства контроля многофазного потока в трубопроводе.Figure 1 shows a device for monitoring multiphase flow in a pipeline. Figure 2 presents a block diagram of a device for controlling multiphase flow in a pipeline.

Устройство (на фиг.1) содержит средство для измерения температуры 1 потока, средство для определения давления 2 внутри трубопровода и средство для определения угла наклона 3 трубопровода относительно горизонтальной поверхности, дополнительную группу 4 преобразователей, основную группу 5 преобразователей. Цифрами обозначены: 6 - направление прозвучивания многофазного потока дополнительной группой 4 преобразователей, 7 - направление прозвучивания многофазного потока основной группой 5 преобразователей, 8 - направление движения многофазного потока внутри трубопровода 10, 9 - центральная ось трубопровода 10.The device (in FIG. 1) contains means for measuring the temperature 1 of the flow, means for determining the pressure 2 inside the pipeline and means for determining the angle of inclination 3 of the pipeline relative to the horizontal surface, an additional group of 4 converters, the main group of 5 converters. The numbers indicate: 6 - the direction of sounding of the multiphase flow by an additional group of 4 converters, 7 - the direction of sounding of the multiphase flow by the main group of 5 converters, 8 - the direction of movement of the multiphase flow inside the pipeline 10, 9 - the central axis of the pipeline 10.

Устройство (на фиг.2) содержит два излучателя 11, 12 и два ряда приемников ультразвукового сигнала 13, 14. Излучатель ультразвукового сигнала 11 и ряд приемников ультразвукового сигнала 13 образуют основную группу 5 преобразователей, расположенную по окружности трубопровода в одной плоскости его сечения, перпендикулярно центральной оси трубопровода, которая прозвучивает многофазный поток перпендикулярно центральной оси 9 трубопровода 10. Излучатель The device (figure 2) contains two emitters 11, 12 and two rows of receivers of the ultrasonic signal 13, 14. The emitter of the ultrasonic signal 11 and a number of receivers of the ultrasonic signal 13 form the main group 5 of the transducers, located around the circumference of the pipeline in one plane of its cross section, perpendicular the central axis of the pipeline, which sounds multiphase flow perpendicular to the central axis 9 of the pipeline 10. Emitter

ультразвукового сигнала 12 и ряд приемников ультразвукового сигнала 14 образуют дополнительную группу 4 преобразователей, расположенную вдоль трубопровода, в вертикальной плоскости его сечения, проходящего через центральную ось трубопровода, которая прозвучивает многофазный поток вдоль центральной оси 9 трубопровода 10.of the ultrasonic signal 12 and a number of receivers of the ultrasonic signal 14 form an additional group of 4 transducers located along the pipeline, in the vertical plane of its section passing through the central axis of the pipeline, which sounds multiphase flow along the central axis 9 of the pipeline 10.

Место расположения (внутри или снаружи трубопровода) излучателей ультразвукового сигнала 11, 12, приемников ультразвукового сигнала 13, 14, а также других средств измерения и контроля, обозначенных на фиг.1 и фиг.2, определяется исходя из выбранных, при осуществлении устройства, технических средств и их конструктивных особенностей. При выборе технических средств осуществления устройства необходимо учитывать границы применимости, а также область использования того или иного технического средства.The location (inside or outside the pipeline) of the emitters of the ultrasonic signal 11, 12, the receivers of the ultrasonic signal 13, 14, as well as other means of measurement and control, indicated in figure 1 and figure 2, is determined based on the selected, when implementing the device, technical means and their design features. When choosing the technical means of implementing the device, it is necessary to take into account the limits of applicability, as well as the area of use of one or another technical means.

Выходы приемников ультразвукового сигнала 13 подключены к соответствующим входам блока 15 аналоговой памяти и таймеров, а выходы приемников ультразвукового сигнала 14 к соответствующим входам блока 16 аналоговой памяти и таймеров. Выходы блока 15 аналоговой памяти и таймеров, а также блока 16 аналоговой памяти и таймеров - соединены с входами коммутаторов 17 и 18 соответственно. Один из выходов коммутаторов 17 и 18 подключен к входу аналого - цифрового преобразователя 19, а другой к входу оперативной памяти (ОЗУ) 20. В составе устройства имеется микропроцессорный модуль 21, выходы которого соединены с входами блоков 15 и 16 аналоговой памяти и таймеров, коммутаторов 17 и 18, аналого - цифрового преобразователя 19, оперативной памяти 20 и генератора ультразвукового сигнала 22.The outputs of the receivers of the ultrasonic signal 13 are connected to the corresponding inputs of the block 15 of the analog memory and timers, and the outputs of the receivers of the ultrasonic signal 14 to the corresponding inputs of the block 16 of the analog memory and timers. The outputs of block 15 of the analog memory and timers, as well as block 16 of the analog memory and timers are connected to the inputs of the switches 17 and 18, respectively. One of the outputs of the switches 17 and 18 is connected to the input of an analog-to-digital converter 19, and the other to the input of random access memory (RAM) 20. The device includes a microprocessor module 21, the outputs of which are connected to the inputs of blocks 15 and 16 of the analog memory and timers, switches 17 and 18, analog-to-digital Converter 19, RAM 20 and the ultrasonic signal generator 22.

Микропроцессорный модуль 21 управляет работой перечисленных элементов схемы фиг.2 и осуществляет обработку данных.The microprocessor module 21 controls the operation of the listed circuit elements of figure 2 and performs data processing.

Примером средства определения давления внутри трубопровода является датчик давления Метран - 100 ДИ, примером средства An example of a means for determining pressure inside a pipeline is a Metran-100 pressure transmitter, an example of a means

определения температуры многофазного потока внутри трубопровода является датчик температуры ТСМУ Метран - 274, примером средства определения угла наклона трубопровода относительно горизонтальной поверхности является датчик угла наклона (инклинометр) ИЛМ - 01.for determining the temperature of the multiphase flow inside the pipeline is the temperature sensor TSMU Metran - 274, an example of a means for determining the angle of inclination of the pipeline relative to the horizontal surface is the angle sensor (inclinometer) ILM - 01.

Устройство для контроля многофазного потока в трубопроводе 10 функционирует следующим образом. Данные с выходов средств определяющих температуру 1 потока, давление 2 внутри трубопровода 10 и угол наклона 3 трубопровода 10 относительно горизонтальной поверхности поступают на входы блока 16 аналоговой памяти, где под управлением микропроцессорного модуля 21 происходит фиксация значений данных параметров для текущего цикла опроса приемников 13, 14. Причем, при следующем цикле опроса приемников 13, 14, также первоначально происходит съем информации со средств для измерения температуры 1 потока, давления 2 внутри трубопровода 10 и определения угла наклона 3 трубопровода 10 относительно горизонтальной поверхности. Далее, при помощи коммутатора 18, происходит передача полученных аналоговых сигналов значений температуры потока, давления внутри трубопровода 10 и угла наклона трубопровода относительно горизонтальной поверхности на аналого - цифровой преобразователь 19 с целью преобразования их в пропорциональный цифровой код. После этого полученные цифровые коды поступают в оперативную память (ОЗУ) 20, где, под управлением микропроцессорного модуля 21, происходит определение группы эталонных значений различных режимов многофазного потока для данной температуры потока, давления внутри трубопровода 10 и угла наклона трубопровода 10 относительно горизонтальной поверхности.A device for controlling multiphase flow in the pipeline 10 operates as follows. Data from the outputs of the means determining the temperature 1 of the flow, pressure 2 inside the pipeline 10 and the angle of inclination 3 of the pipeline 10 relative to the horizontal surface are supplied to the inputs of the analog memory block 16, where, under the control of the microprocessor module 21, the values of these parameters are recorded for the current survey cycle of the receivers 13, 14 Moreover, in the next survey cycle of the receivers 13, 14, the information is also initially taken from means for measuring the temperature 1 of the flow, pressure 2 inside the pipeline 10 and determining conduit 3 la inclination 10 relative to a horizontal surface. Further, using the switch 18, the obtained analogue signals are transmitted for the values of flow temperature, pressure inside the pipeline 10 and the angle of inclination of the pipeline relative to the horizontal surface to an analog - digital converter 19 in order to convert them into a proportional digital code. After that, the obtained digital codes go to random access memory (RAM) 20, where, under the control of the microprocessor module 21, a group of reference values of various multiphase flow modes is determined for a given flow temperature, pressure inside the pipeline 10 and the angle of inclination of the pipeline 10 relative to the horizontal surface.

Затем, генератор ультразвукового сигнала 22 под управлением микропроцессорного модуля 21 генерирует электрические импульсы с частотой (1-2,5) МГц. Эти импульсы поступают на излучатели 11 и 12, которые формируют ультразвуковые колебания, распространяющиеся Then, the ultrasonic signal generator 22 under the control of the microprocessor module 21 generates electrical pulses with a frequency of (1-2.5) MHz. These pulses arrive at the emitters 11 and 12, which form ultrasonic vibrations propagating

через контролируемую среду - многофазный поток. С помощью приемников 13 и 14 осуществляется прием ультразвуковых колебаний, прошедших через многофазный поток, которые подаются на входы блоков 15 и 16 аналоговой памяти и таймеров соответственно, где происходит фиксация максимальных амплитуд и времени приема сигналов по управляющим сигналам синхронизации с микропроцессорного модуля 21. Коммутаторы 17 и 18 позволяют последовательно опросить блоки 15 и 16 аналоговой памяти и таймеров с целью преобразования с помощью аналого-цифрового преобразователя 19 аналоговых сигналов в пропорциональный цифровой код, а также последовательно передать цифровые коды таймеров, пропорциональные временным задержкам принятых сигналов, в оперативную память (ОЗУ) 20.through a controlled environment - multiphase flow. With the help of receivers 13 and 14, ultrasonic vibrations transmitted through a multiphase stream are received, which are fed to the inputs of analog memory blocks 15 and 16 and timers, respectively, where the maximum amplitudes and time of signal reception are recorded by synchronization control signals from microprocessor module 21. Switches 17 and 18 allow you to sequentially interrogate blocks 15 and 16 of the analog memory and timers with the aim of converting, using the analog-to-digital converter 19, the analog signals into proportional background code, as well as sequentially transmit digital timer codes proportional to the time delays of the received signals, in RAM (RAM) 20.

Идентификация режима течения и его особенностей осуществляется микропроцессорным модулем 21 по программе, хранимой во флэш-памяти модуля.The identification of the flow regime and its features is carried out by the microprocessor module 21 according to the program stored in the flash memory of the module.

Устройство может быть положено в основу долговременного мониторинга трубопровода. При помощи данного устройства для контроля многофазного потока в трубопроводе возможно построение системы, осуществляющей расчет прогнозируемой скорости внутренней коррозии трубопровода. На основе данного устройства возможно проведение комплексной диагностики уже функционирующих трубопроводов, а также проведение работ по оптимизации функционирования трубопроводов. Данное устройство может быть использовано в составе параметрического способа определения утечек трубопровода.The device can be the basis for long-term pipeline monitoring. Using this device to control multiphase flow in a pipeline, it is possible to build a system that calculates the predicted rate of internal corrosion of the pipeline. Based on this device, it is possible to conduct comprehensive diagnostics of already functioning pipelines, as well as to carry out work to optimize the functioning of pipelines. This device can be used as part of a parametric method for determining pipeline leaks.

Claims (1)

Устройство для контроля многофазного потока в трубопроводе, содержащее излучатель ультразвукового сигнала и ряд приемников ультразвукового сигнала, образующих основную группу преобразователей, расположенную по окружности трубопровода в одной плоскости его сечения, перпендикулярно центральной оси трубопровода, осуществляющую прозвучивание многофазного потока перпендикулярно центральной оси трубопровода, блок аналоговой памяти и таймеров, коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, оперативную память, микропроцессорный модуль, генератор ультразвукового сигнала, отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит средство для определения температуры потока внутри трубопровода, средство для определения давления внутри трубопровода, средство для определения угла наклона трубопровода относительно горизонтальной поверхности, излучатель ультразвукового сигнала и ряд приемников ультразвукового сигнала, образующих дополнительную группу преобразователей, при этом дополнительная группа преобразователей расположена вдоль трубопровода, в вертикальной плоскости его сечения, проходящего через центральную ось трубопровода, осуществляющую прозвучивание многофазного потока вдоль центральной оси трубопровода, выходы средств измерения температуры потока внутри трубопровода, давления внутри трубопровода, угла наклона трубопровода относительно горизонтальной поверхности, а также выходы приемников ультразвукового сигнала обеих групп соединены со входами блоков аналоговой памяти и таймеров, выходы блоков аналоговой памяти и таймеров соединены со входами коммутаторов, один из выходов коммутаторов соединен со входом аналого-цифрового преобразователя, а второй выход коммутаторов соединен со входом оперативной памяти, выходы генератора ультразвукового сигнала соединены со входами источников ультразвукового сигнала, микропроцессорный модуль соединен с генератором ультразвукового сигнала, блоками аналоговой памяти и таймеров, коммутаторами, аналого-цифровым преобразователем, оперативной памятью.
Figure 00000001
A device for controlling a multiphase flow in a pipeline containing an ultrasonic signal emitter and a number of ultrasonic signal receivers forming the main group of transducers located around the circumference of the pipeline in one plane of its cross section, perpendicular to the central axis of the pipeline, performing the sounding of the multiphase flow perpendicular to the central axis of the pipeline, an analog memory unit and timers, switch, analog-to-digital converter, random access memory, microprocessor module, an ultrasonic signal generator, characterized in that the device further comprises means for determining the temperature of the flow inside the pipeline, means for determining the pressure inside the pipeline, means for determining the angle of inclination of the pipeline relative to the horizontal surface, an ultrasonic signal emitter and a number of ultrasonic signal receivers forming an additional group of transducers, wherein an additional group of converters is located along the pipeline, in a vertical plane bones of its cross section passing through the central axis of the pipeline, performing multiphase flow sounding along the central axis of the pipeline, outputs of measuring instruments for the flow temperature inside the pipeline, pressure inside the pipeline, the angle of inclination of the pipeline relative to the horizontal surface, as well as the outputs of the ultrasonic signal receivers of both groups are connected to the inputs of the blocks analog memory and timers, outputs of analog memory blocks and timers are connected to the inputs of the switches, one of the outputs of the commutator tori is connected to the input of the analog-to-digital converter, and the second output of the switches is connected to the RAM input, the outputs of the ultrasonic signal generator are connected to the inputs of the ultrasonic signal sources, the microprocessor module is connected to the ultrasonic signal generator, analog memory and timer blocks, switches, the analog-to-digital converter RAM.
Figure 00000001
RU2006115344/22U 2006-05-03 2006-05-03 DEVICE FOR MONITORING MULTI-PHASE FLOW IN A PIPELINE RU58220U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006115344/22U RU58220U1 (en) 2006-05-03 2006-05-03 DEVICE FOR MONITORING MULTI-PHASE FLOW IN A PIPELINE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006115344/22U RU58220U1 (en) 2006-05-03 2006-05-03 DEVICE FOR MONITORING MULTI-PHASE FLOW IN A PIPELINE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU58220U1 true RU58220U1 (en) 2006-11-10

Family

ID=37501442

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006115344/22U RU58220U1 (en) 2006-05-03 2006-05-03 DEVICE FOR MONITORING MULTI-PHASE FLOW IN A PIPELINE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU58220U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2020233686B2 (en) Improved Signal Travel Time Flow Meter
JP4979838B2 (en) Method and apparatus for calibrating a measurement transducer of an ultrasonic flow measurement unit
US7096135B2 (en) Method and system for calculating the transit time of an ultrasonic pulse
CN108369242A (en) Improved beam forming acoustic signal traveling time flowmeter
RU2234682C2 (en) Method of and device for transferring of liquid or gas in pipeline and excitation circuit for device
WO2001067050A1 (en) Simultaneous determination of multiphase flowrates and concentrations
JP2005241546A (en) Doppler ultrasonic flowmeter, processing device thereof and program
CN103542901A (en) Flow meter
CA2152102C (en) High resolution measurement of thickness using ultrasound
RU58220U1 (en) DEVICE FOR MONITORING MULTI-PHASE FLOW IN A PIPELINE
US4078427A (en) Ultrasonic flow or current meter
RU2311633C1 (en) Method of determination of flow mode of multiphase flux in pipeline
RU2660411C2 (en) Method of determining the regime of a multiphase mixture in the pipeline using cbr technologies
KR100258747B1 (en) Apparatus and method for measuring the thickness of solid material and the ultrasonic velocity
RU2198397C2 (en) Procedure controlling polyphase flow in pipe-line
JP5239876B2 (en) Flow measuring device
RU2612749C1 (en) Ultrasonic flowmeter
CN112213518B (en) Method for measuring fluid velocity
RU2313077C1 (en) Mode of ultrasound measurement of concentration of weighted substances in a fluid medium
Roy et al. LabVIEW implementation of liquid density measurement using ultrasonic transducers
Huang et al. Design and research of non-contact measurement system for aircraft liquid flow
RU166341U1 (en) ULTRASONIC SPEED METER AND LIQUID DENSITY
RU43363U1 (en) ULTRASONIC DEVICE FOR DETERMINING THE PROFILE OF FLOW SPEED AND FLOW FLOW
RU2210764C1 (en) Procedure determining density of liquids and device for its implementation
SU1224586A1 (en) Method and apparatus for ultrasonic measurement of flow rate

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20090504