WO2012072126A1 - Device and method for measuring the velocity of a multi-phase fluid - Google Patents

Device and method for measuring the velocity of a multi-phase fluid Download PDF

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WO2012072126A1
WO2012072126A1 PCT/EP2010/068616 EP2010068616W WO2012072126A1 WO 2012072126 A1 WO2012072126 A1 WO 2012072126A1 EP 2010068616 W EP2010068616 W EP 2010068616W WO 2012072126 A1 WO2012072126 A1 WO 2012072126A1
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measuring
detector
fluid
radiation
multiphase fluid
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PCT/EP2010/068616
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Reiner Franz Schulz
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • G—PHYSICS
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    • G01F1/74—Devices for measuring flow of a fluid or flow of a fluent solid material in suspension in another fluid

Definitions

  • the invention relates to a device for measuring the velocity of a multiphase fluid, which flows through a pipe in egg ⁇ ner predetermined flow direction.
  • the invention further relates to a method for measuring the velocity of a multiphase fluid flowing through a tube in a predetermined flow direction.
  • a multi-phase fluid also referred to as multiphase mixtures include liquid ingredients (eg oil, water) and solid constituents (eg rock, sand) as well as gaseous constituents ⁇ parts (for example, air, methane).
  • liquid ingredients eg oil, water
  • solid constituents eg rock, sand
  • gaseous constituents ⁇ parts (for example, air, methane).
  • US Pat. No. 6,097,786 discloses a method for analyzing a multiphase mixture.
  • the multiphase mixture is exposed to X-ray radiation, which is detected after irradiation of the multiphase mixture by single-pixel detectors.
  • a detector array comprising a plurality of detectors for different energy levels, is required for an analysis of the multiphase mixture energy ⁇ resolution, but no spatial resolution, measurable.
  • the associated apparatus includes a venturi nozzle positioned between the x-ray source and the detector assembly.
  • US Pat. No. 6,265,713 B1 likewise describes a method for a material analysis of a multiphase mixture. The analysis of the multiphase mixture is carried out by means of a detection of the attenuated after passing through the multiphase mixture gamma radiation.
  • the associated device includes a venturi nozzle which measures the velocity of the multiphase mixture.
  • a venturi nozzle which measures the velocity of the multiphase mixture.
  • US 4,884,457 an apparatus and a method for determining the flow rate of oil in egg ⁇ nem tube is disclosed.
  • two gamma measuring units based on the flow direction of the petroleum, arranged at a predetermined distance from each other on the outside of the tube.
  • the two gamma measuring units each comprise a gamma radiation source and a corresponding gamma detector. Gas bubbles present in the oil are detected by the two gamma detectors.
  • the flow velocity of the earth ⁇ oil is determined from the distance between the two gamma detectors.
  • Problem with this type of measurement of the flow rate of petroleum is the deformation and the number of gas bubbles. The measurement of the flow rate of crude oil is therefore relatively inaccurate due to the small number of clearly structured gas bubbles.
  • an apparatus and a method for determining the mass flow of a multi-phase mixture is ⁇ beschieben.
  • the multiphase mixture contains inter alia gas bases and flows through a pipe.
  • two gamma radiation sources, each with an associated gamma detector are arranged on the outside of the tube. From the detected propagation time difference between the signal of the first gamma detector and the signal of the second gamma detector, the flow rate of the multi ⁇ phase mixture is determined in the tube. Also, this measurement of the flow rate is relatively inaccurate due to the small number of clearly structured gas bubbles.
  • the object of the present invention is to provide a device for measuring the speed of a multiphase fluid, which offers improved accuracy in the measurement of the speed of the multiphase fluid.
  • the inventive device for measuring the VELOCITY a multiphase fluid that flows through a tube into a pre ⁇ given flow direction comprises
  • a detector unit arranged outside the tube, through which the photon radiation can be detected after passing through the multiphase fluid at a first measuring location and at a second measuring location, wherein the first measuring location and the second measuring location, relative to the flow direction, are predeterminable Distance,
  • the method according to the invention for measuring the velocity of a multiphase fluid flowing through a tube in a predetermined flow direction comprises the following steps: photon radiation passes through the multiphase fluid and is at a first measuring location and at a second measuring location
  • Measuring location where the first location and the second
  • Measuring location based on the flow direction, have a predetermined distance from each other,
  • an inner fluid structure of the multiphase fluid is determined by means of a pattern recognition
  • the speed of the multiphase fluid is determined at the second measuring location.
  • the inner fluid structure can first be determined from the detected photon radiation by means of pattern recognition and then the velocity of the multiphase fluid can be determined from finding the determined fluid structure
  • Inventive device according ⁇ achieves improved accuracy in Mes ⁇ solution of the speed of the multiphase fluid. It is particularly advantageous that only a ⁇ a Zige radiation source is needed and may be omitted more Strah ⁇ lung sources.
  • the multiphase fluid can be traversed by X-radiation or gamma radiation.
  • the arrangement of a radiation source which simultaneously Rönt ⁇ -radiation and gamma radiation emitted may be advantageous for certain applications.
  • the detector unit comprises a first detector field for the first measuring location and a second detector field for the second measuring location.
  • the first detector field and the second detector field can be arranged in a common detector.
  • the first detector field is arranged in a first detector and the second detector field in a second detector.
  • the photon radiation is radiated into the multiphase fluid between the first measuring location and the second measuring location.
  • the photon radiation is irradiated at the first measuring location and at the second measuring location in the multiphase fluid.
  • the radiation source irradiates the photon radiation in the region of a curvature of the tube in the multiphase fluid and the first detector field at a distance before the curvature of the tube and the second detector array are arranged at a distance to the curvature of the tube.
  • the first detector field and the second detector field are arranged symmetrically to the curvature of the tube.
  • FIG. 1 shows a plan view of a first embodiment of a
  • FIG 2 shows a plan view of a detector unit of the Vorrich ⁇ device according to FIG 1,
  • FIG. 6 shows a schematic diagram for determining the speed of a multiphase fluid
  • FIG. 7 shows a plan view of a second embodiment of a
  • Device for measuring the speed of a multiphase fluid 8 shows a representation of mutually perpendicular measuring systems
  • FIGS. 9-11 representations of an internal fluid structure detected by the detector unit, the projection of which is shown in FIG.
  • 1 designates a multiphase fluid (multiphase mixture) which flows through a tube (not shown in FIG. 1 for reasons of clarity).
  • the flow direction of the multiphase fluid ⁇ 1 is denoted by 2 (arrow).
  • the multiphase fluid contains at least two of the following components - in particular all three of the named components -, whereby at times sections may also occur in which only one component occurs:
  • Liquids for example petroleum, liquids in the food industry, industrial fluids in general;
  • any mixtures of the above components may be present.
  • the largest part consists of one or more gases. This is conceivable in natural gas production.
  • solid bodies can be moved, in which other phases are included, for example
  • the device comprises, according to the invention, a radiation source 3 arranged outside the tube and emitting a photon beam. lung 4 emitted, which is court ⁇ tet on the multiphase fluid.
  • the device according to the invention comprises a detector unit arranged outside the tube, through which the photon radiation 4 can be detected after passing through the multiphase fluid 1 at a first measuring location M1 and at a second measuring location M2, the first measuring location M1 and the second measuring location M2, with respect to the flow direction 2, have a predeterminable distance a from one another.
  • the detector unit comprises a first detector field D1 for the first measuring location M1 and a second detector field D2 for the second measuring location M2, wherein the first detector field D1 is located in a first
  • Detector 5 first matrix sensor
  • the second detector array D2 is arranged in a second detector 6 (second matrix sensor).
  • the radiation source 3 arranged outside the tube radiates the photon radiation 4 between the first measuring location M1 and the second measuring location M2 into the multiphase fluid 1.
  • the photon radiation 4 radiates through the multiphase fluid 1 and, after passing through the multiphase fluid 1, is detected at the first measuring location M1 by the first detector field D1 of the first detector 5 and at the second measuring location M2 by the second detector field D2 of the second detector 6.
  • the photon radiation 4 emitted in such a way and the detector arrays Dl and D2 are arranged such that a portion of the tube is illuminated by ⁇ by the radiation source 3 and that both detector arrays Dl and D2 by the Radiation source 3 are irradiated.
  • the photon radiation 4 first detector 5 and in the second detector 6 each electrical signals Sl and S2 formed, which are fed to a Ausireeinrich ⁇ device 7.
  • an internal fluid structure of the multiphase fluid 1 is determined in the evaluation device 7 by means of a pattern recognition (algorithm) for the first measuring location M1 and the second measuring location M2.
  • the internal fluid structure is located at the second measuring location M2 by comparing the internal fluid structure determined at the first measuring location M1 with the internal fluid structure determined at the second measuring location M2.
  • FIG. 2 shows a plan view of the detector unit of the device according to FIG. 1. Both detectors (matrix sensors) 5 and 6 are arranged at a distance a from one another.
  • the first detector 5 and the second detector 6 measure at the measuring points M1 and M2 the attenuation suffered by the photon radiation in the multiphase fluid 1 (multiphase mixture) and generate therefrom in the evaluation device 7 during an integration or measuring time t an image of the in flow Rich ⁇ device 2 flowing multiphase fluid 1.
  • the two detectors 5 and 6 are as can be seen from the figure, spatially resolving detectors matrix, the detection of spatial patterns - enabling - in particular via a two-dimensional projection of the spatial pattern.
  • the detectors 5 and 6 are preferably each apprisdimensi ⁇ onal formed in rows and columns and thus designed as a matrix detectors. This allows detection of two ⁇ dimensional or three-dimensional patterns.
  • a temporal evaluation of the signals of the first detector 5 and / or a temporal evaluation of the signals of the second detector 6, can be dispensed with.
  • d is the size of the phase B structure.
  • phase B For the case v ⁇ t> d shown in FIG. 4, the structures of phase B are lengthened and displayed with a lower contrast.
  • both detectors 5 and 6 simultaneously read out series of images and store them in the evaluation device 7. Using a pattern recognition algorithm, first images of the first detector 5 are evaluated. Internal fluid structures 13 are identified and defined, which stand out clearly from the background and the noise. Thereafter, the images taken with the second detector 6 are evaluated and searched for the previously identified and defined inner fluid structure 13.
  • FIG. 5 shows an inner fluid structure 13 of the multiphase fluid 1 which occurs in the images of the first detector 5 and of the second detector 6.
  • the multiphase fluid 1 in turn consists of the phase A and the phase B (two-phase mixture), wherein from the phase B, an internal fluid structure 13 is determined.
  • ⁇ 2 is the position of the detected by the second detector 6 internal fluid structure.
  • the flow velocity v of the multiphase fluid 1 flowing in the flow direction 2 can be repeated several times by means of several different ones internal fluid structures are determined.
  • the mean value of these flow rates is then output by the evaluation device 7.
  • the device according to the invention is maintenance ⁇ poor.
  • the flow of the multiphase fluid 1 is not altered by the velocity measurement as is the case in methods for measuring the velocity of a multiphase fluid that evaluates pressure differences (e.g., venturi tube).
  • the method is suitable for various multiphase systems:
  • the phases can be present in the solid, liquid or gaseous state. All combinations of aggregate states are possible.
  • a further phase for the purpose of speed measurement, such as granules of a contrast-increasing material. If the main phase absorbs little, the granules of egg ⁇ nem material should be used having a high absorption. If the main phase absorbs strongly, the granules should consist of a material with a low absorpti ⁇ on. To increase the accuracy of measurement, one can increase the distance a between the detectors 5 and 6. In this case, it is advantageous, as shown in FIG. 7, to allow the multiphase fluid (multiphase mixture) to flow on a slightly curved path. The pipe is slightly bent for this purpose.
  • the construction of the second embodiment of a device for measuring the speed of a multiphase fluid 1 shown in FIG. 7 corresponds essentially to the first embodiment shown in FIG. 1, so that reference is made to the explanation for FIG. Only the first detector 5 and the second detector 6 are no longer parallel but at an angle to each other to ensure opti ⁇ male detection of the photon radiation 3.
  • the first detector 5 is arranged at a distance before the curvature of the tube and the second detector 6 at a distance after the curvature of the tube.
  • the two detectors 5 and 6 are symmetrically spaced from the outer curvature of the tube.
  • parallax during the detection of the inner fluid structure 13 is at least greatly reduced or even avoided.
  • the evaluation of the electrical signals S1 and S2 delivered by the detectors 5 and 6 can take place online or offline.
  • an intermittent operation of the radiation ⁇ source 3. This can increase the life of the radiation source 3 and the average power consumption can be reduced.
  • the latter is advantageous for the power consumption and Wär ⁇ meabschreib. For example, it can be measured every 60 s for a duration of 5 s. In the pause of 55 s then an offline evaluation can be performed.
  • the evaluation unit 7 does not have to be designed for high computation speeds and is thus more cost-effective to implement.
  • this is advantageously achieved by means of a Point described.
  • This point can be eg the center of gravity or the center.
  • an inner fluid structure is defined in a first measurement, and subsequently the defined inner fluid structure is searched for and found in a second measurement. Through the recognition of the inner fluid-structure a reliable and particularly an accurate measurement of Ge ⁇ speed of the multiphase fluid can be realized.
  • the inner fluid structure is found at the second measuring location by a comparison of the inner fluid structure determined at the first measuring location with the inner fluid structure determined at the second measuring location M2.
  • a vertical arrangement is illustrated two ⁇ he or of several measurement systems in the following. If a three-dimensional structure 14 in the examination fluid is very anisotropic, then it may be advantageous to record two projections perpendicular to each other. It also provides redundancy and increases reliability.
  • the previously described measuring device is arranged twice at an angle to one another - preferably perpendicular to one another.
  • the position of the devices in the flow direction is preferably substantially identical.
  • Koen ⁇ nen thus both in the same plane and perpendicular to the motion direction ⁇ or - be arranged in different planes, with the latter embodiment, a time correction in the evaluation Note - particularly for reasons of space.
  • more than two Strahlungsquel ⁇ len detector units may be provided, for example, three to six, which are each arranged to each other in a different beam angle.
  • a continuous matrix detector is used, which preferably covers at least the entire diameter 15 of the item to be examined in a direction perpendicular to the direction of flow.
  • the length of the matrix detector should be 0.5 to 3 times the width in the direction perpendicular to the flow direction.
  • FIG 9-11 will now be explained how a pattern recognition of an arrangement of FIG 1 or FIG look 8. This is only to be understood as an example. Depending on the expected
  • composition of the fluid other algorithms may be useful.
  • FIG. 9 shows four projections, which were taken at four different times ti, t 2 , t3 and t 4 with a longitudinally elongated matrix detector-as a specific joint implementation of the detectors 5 and 6.
  • a projected structure 13 changes its shape from image to image only gradually - perhaps by rotation - but has countries after several education significantly changed and may not be as those known ⁇ when only one radiation source is seen ⁇ .
  • FIGS. 10 and 11 we will now explain a signi ⁇ ficant structure by means of which the velocity of the fluid can be deduced.
  • a partial image 17 is initially evaluated at the time ti. It is the "contrast" of Operabil ⁇ the determined. For this, the corresponding histogram is ⁇ upgraded.
  • One or a few key figures are derived that describe the strength of the contrast.
  • the partial image is partially shifted in sections - for example pi ⁇ xelweise - in the flow direction and the index (s) of the contrast is determined.
  • the shift can also be done by fractions of a pixel (so-called "sub pixel shift") for the purpose of increasing the accuracy using image interpolation methods.
  • the partial image which has the greatest contrast, shows the out most clearly ⁇ shaped structure and is stored as a structural frame 18 and used, as this is particularly significant.
  • the respective difference between the structural part image 18 and partial images 20 is formed.
  • the partial images 20 are shifted starting from the position of the structural partial image 18 in the direction of flow-that is, "pushed through” according to the figure from left to right. That part image 20, which results in the lowest contrast difference, is that which the position of the structure 13 at time t 2 in Figure 19 as ⁇ der committee, namely sub-image 21 in FIG. 11th
  • the speed of the structure 13 can be determined.
  • This algorithm for finding and retrieving a significant structure may be used to increase accuracy Variety of structural part images obtained from different projection images are repeated. It is then simply the average over several individual result values formed.
  • the presented embodiments are of a radiation source in each case two mutually - preferably in ⁇ flow direction - spaced detectors positioned to be irradiated jointly by this radiation source.
  • the detectors are spatially resolving, at least projections of the multiphase mixture are recorded. The detection takes place at certain times.
  • the collected data is stored associated with the acquisition times.
  • the acquired data of the first detector are compared with data of the second detector acquired at different times. If the data match the captured data associated timing information is read out and a time difference is formed therefrom and placed in relation to the Ab ⁇ stand of the detectors, so that therefrom the Geschwin ⁇ speed can be derived.
  • the detected patterns are a spatial or saudimensi ⁇ onale distribution of fluid components.
  • Temporal pattern of a histories De ⁇ tektors over time are, however not been studied.

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Abstract

The invention relates to a device and method for measuring the velocity of a multi-phase fluid (1), which flows through a pipe in a specified flow direction (v), comprising a radiation source (3), which is arranged outside the pipe and which emits a photon radiation (4) directed at the multi-phase fluid (1), a detector unit (5, 6), which is arranged outside the pipe and by means of which the photon radiation (3) can be detected at a first measuring point (M1) and at a second measuring point (M2) after passing through the multi-phase fluid (1), wherein the first measuring point (M1) and the second measuring point (M2) have a specified distance (a) from each other in the flow direction (2), an evaluating apparatus (7), by means of which a respective inner fluid structure (13) of the multi-phase fluid (1) at a first point in time can be determined from the photon radiation (4) detected by the detector unit (5) at the first measuring point (M1) and from the photon radiation (4) detected by the detector unit (6) at the second measuring point (M2) and the velocity (V) of the multi-phase fluid (1) can be determined from a discovery of the inner fluid structure (13) at the second measuring point (M2) at a second point in time. Such a device and such a method offer improved accuracy in the measurement of the velocity (v) of the multi-phase fluid (1).

Description

Beschreibung description
Vorrichtung und Verfahren zum Messen der Geschwindigkeit eines mehrphasigen Fluids Apparatus and method for measuring the velocity of a multiphase fluid
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen der Geschwindigkeit eines mehrphasigen Fluids, das ein Rohr in ei¬ ner vorgegebenen Durchflussrichtung durchströmt. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Messen der Geschwindigkeit eines mehrphasigen Fluids, das ein Rohr in einer vorgegebenen Durchflussrichtung durchströmt. The invention relates to a device for measuring the velocity of a multiphase fluid, which flows through a pipe in egg ¬ ner predetermined flow direction. The invention further relates to a method for measuring the velocity of a multiphase fluid flowing through a tube in a predetermined flow direction.
Mehrphasige Fluids, auch als Mehrphasengemische bezeichnet, umfassen flüssige Bestandteile (z.B. Öl, Wasser) und feste Bestandteile (z.B. Gestein, Sand) sowie gasförmige Bestand¬ teile (z.B. Luft, Methan). A multi-phase fluid, also referred to as multiphase mixtures include liquid ingredients (eg oil, water) and solid constituents (eg rock, sand) as well as gaseous constituents ¬ parts (for example, air, methane).
Durch die US 6,097,786 ist ein Verfahren für eine Analyse ei- nes Mehrphasengemisches bekannt. Das Mehrphasengemisch wird hierzu einer Röntgenstrahlung ausgesetzt, die nach Durchstrahlung des Mehrphasengemisches von Ein-Pixel-Detektoren erfasst wird. Über eine Detektoranordnung, die mehrere Detektoren für verschiedene Energiestufen umfasst, ist eine für eine Analyse des Mehrphasengemisches erforderliche Energie¬ auflösung, jedoch keine Ortsauflösung, messbar. Die zugehörige Vorrichtung umfasst eine Venturi-Düse, die zwischen der Röntgenquelle und der Detektoranordnung positioniert ist. Die US 6,265,713 Bl beschreibt ebenfalls ein Verfahren für eine Materialanalyse eines Mehrphasengemisches. Die Analyse des Mehrphasengemisches erfolgt mittels einer Erfassung der nach dem Durchgang durch das Mehrphasengemisch abgeschwächten Gammastrahlung. Die zugehörige Vorrichtung umfasst eine Ven- turi-Düse, die die Geschwindigkeit des Mehrphasengemisches misst . In der US 4,884,457 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit von Erdöl in ei¬ nem Rohr offenbart. Hierzu sind an der Außenseite des Rohres zwei Gamma-Messeinheiten, bezogen auf die Strömungsrichtung des Erdöls, in einem vorgegebenen Abstand zueinander angeordnet. Die beiden Gamma-Messeinheiten umfassen jeweils eine Gammastrahlungsquelle und einen korrespondierenden Gammade- tektor. Im Erdöl vorhandene Gasblasen werden durch die beiden Gammadetektoren erfasst. Aus dem Laufzeitunterschied des aus dem ersten Gammadetektor gewonnenen Signals und des aus dem zweiten Gammadetektor gewonnenen Signals wird aus dem Abstand der beiden Gammadetektoren die Flussgeschwindigkeit des Erd¬ öls ermittelt. Problem bei dieser Art der Messung der Flussgeschwindigkeit des Erdöls ist die Verformung und die Anzahl der Gasblasen. Die Messung der Durchflussgeschwindigkeit des Erdöls ist somit aufgrund der nur geringen Anzahl deutlich strukturierter Gasblasen relativ ungenau. US Pat. No. 6,097,786 discloses a method for analyzing a multiphase mixture. For this purpose, the multiphase mixture is exposed to X-ray radiation, which is detected after irradiation of the multiphase mixture by single-pixel detectors. A detector array comprising a plurality of detectors for different energy levels, is required for an analysis of the multiphase mixture energy ¬ resolution, but no spatial resolution, measurable. The associated apparatus includes a venturi nozzle positioned between the x-ray source and the detector assembly. US Pat. No. 6,265,713 B1 likewise describes a method for a material analysis of a multiphase mixture. The analysis of the multiphase mixture is carried out by means of a detection of the attenuated after passing through the multiphase mixture gamma radiation. The associated device includes a venturi nozzle which measures the velocity of the multiphase mixture. In US 4,884,457 an apparatus and a method for determining the flow rate of oil in egg ¬ nem tube is disclosed. For this purpose, two gamma measuring units, based on the flow direction of the petroleum, arranged at a predetermined distance from each other on the outside of the tube. The two gamma measuring units each comprise a gamma radiation source and a corresponding gamma detector. Gas bubbles present in the oil are detected by the two gamma detectors. From the propagation time difference of the recovered from the first gamma detector signal and obtained from the second gamma detector signal, the flow velocity of the earth ¬ oil is determined from the distance between the two gamma detectors. Problem with this type of measurement of the flow rate of petroleum is the deformation and the number of gas bubbles. The measurement of the flow rate of crude oil is therefore relatively inaccurate due to the small number of clearly structured gas bubbles.
Weiterhin ist in der US 5,654,551 eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung des Mengendurchflusses eines Mehr¬ phasengemisches beschieben. Das Mehrphasengemisch enthält unter anderem Gasbasen und strömt durch ein Rohr. Auch in diesem Fall sind zwei Gammastrahlungsquellen mit jeweils einem zugehörigen Gammadetektor an der Außenseite des Rohres ange- ordnet. Aus dem detektierten Laufzeitunterschied zwischen dem Signal des ersten Gammadetektors und dem Signal des zweiten Gammadetektors wird die Durchflussgeschwindigkeit des Mehr¬ phasengemisches im Rohr ermittelt. Auch diese Messung der Durchflussgeschwindigkeit ist aufgrund der geringen Anzahl deutlich strukturierter Gasblasen relativ ungenau. Further in US 5,654,551 an apparatus and a method for determining the mass flow of a multi-phase mixture is ¬ beschieben. The multiphase mixture contains inter alia gas bases and flows through a pipe. Also in this case, two gamma radiation sources, each with an associated gamma detector, are arranged on the outside of the tube. From the detected propagation time difference between the signal of the first gamma detector and the signal of the second gamma detector, the flow rate of the multi ¬ phase mixture is determined in the tube. Also, this measurement of the flow rate is relatively inaccurate due to the small number of clearly structured gas bubbles.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Messen der Geschwindigkeit eines mehrphasigen Fluids zu schaffen, das eine verbesserte Genauigkeit bei der Messung der Geschwindigkeit des mehrphasigen Fluids bietet. The object of the present invention is to provide a device for measuring the speed of a multiphase fluid, which offers improved accuracy in the measurement of the speed of the multiphase fluid.
Es ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Messen der Geschwindigkeit eines mehrphasigen Fluids zu schaffen, das eine verbesserte Genauigkeit bei der Messung der Geschwindigkeit des mehrphasigen Fluids bietet. It is a further object of the invention to provide a method of measuring the velocity of a multiphase fluid providing improved accuracy in measuring the velocity of the multiphase fluid.
Die Aufgabe wird für eine Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind jeweils Gegenstand von weiteren Ansprüchen. The object is achieved for a device of the type mentioned according to the invention by a device according to claim 1. Advantageous embodiments of the device according to the invention are the subject of further claims.
Für ein Verfahren der eingangs genannten Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Anspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind jeweils Gegenstand von weiteren Ansprüchen. For a method of the type mentioned, the object is achieved by a method according to claim 11. Advantageous embodiments of the method according to the invention are each the subject of further claims.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Messen der Geschwindig- keit eines mehrphasigen Fluids, das ein Rohr in einer vorge¬ gebenen Durchflussrichtung durchströmt, umfasst The inventive device for measuring the VELOCITY a multiphase fluid that flows through a tube into a pre ¬ given flow direction comprises
eine außerhalb des Rohres angeordnete Strahlungsquelle, die eine auf das mehrphasige Fluid gerichtete Photonen¬ strahlung emittiert, a tube disposed outside the radiation source, which emits a directed on the multiphase fluid ¬ photon radiation,
- eine außerhalb des Rohres angeordnete Detektoreinheit, durch welche die Photonenstrahlung nach ihrem Durchtritt durch das mehrphasige Fluid an einem ersten Messort und an einem zweiten Messort erfassbar ist, wobei der erste Messort und der zweite Messort, bezogen auf die Durch- flussrichtung, voneinander einen vorgebbaren Abstand aufweisen,  a detector unit arranged outside the tube, through which the photon radiation can be detected after passing through the multiphase fluid at a first measuring location and at a second measuring location, wherein the first measuring location and the second measuring location, relative to the flow direction, are predeterminable Distance,
eine Auswerteeinrichtung, durch welche aus der an dem ersten Messort von der Detektoreinheit erfassten Photo¬ nenstrahlung und aus der an dem zweiten Messort von der Detektoreinheit erfassten Photonenstrahlung mittels ei¬ ner Mustererkennung jeweils eine innere Fluid-Struktur des mehrphasigen Fluids ermittelbar ist und aus einem Auffinden der inneren Fluid-Struktur an dem zweiten Messort die Geschwindigkeit des mehrphasigen Fluids er- mittelbar ist. Das erfindungsgemäße Verfahren zum Messen der Geschwindigkeit eines mehrphasigen Fluids, das ein Rohr in einer vorgegebenen Durchflussrichtung durchströmt, umfasst folgende Schritte: eine Photonenstrahlung durchtritt das mehrphasige Fluid und wird an einem ersten Messort und an einem zweitenan evaluation unit through which from the detected at the first measuring point of the detector unit Photo ¬'s rays and from the detected at the second measuring point of the detector unit photon radiation by means of ei ¬ ner pattern recognition in each case an inner fluid-structure of the multiphase fluid can be determined and from a finding the speed of the multiphase fluid can be detected at the second measuring location of the inner fluid structure. The method according to the invention for measuring the velocity of a multiphase fluid flowing through a tube in a predetermined flow direction comprises the following steps: photon radiation passes through the multiphase fluid and is at a first measuring location and at a second measuring location
Messort erfasst, wobei der erste Messort und der zweiteMeasuring location, where the first location and the second
Messort, bezogen auf die Durchflussrichtung, voneinander einen vorgebbaren Abstand aufweisen, Measuring location, based on the flow direction, have a predetermined distance from each other,
aus der erfassten Photonenstrahlung wird mittels einer Mustererkennung jeweils eine innere Fluid-Struktur des mehrphasigen Fluids ermittelt und  from the detected photon radiation in each case an inner fluid structure of the multiphase fluid is determined by means of a pattern recognition and
durch Auffinden der inneren Fluid-Struktur wird an dem zweiten Messort die Geschwindigkeit des mehrphasigen Fluids ermittelt.  By finding the inner fluid structure, the speed of the multiphase fluid is determined at the second measuring location.
Dadurch, dass bei der Vorrichtung nach Anspruch 1 bei dem mehrphasigen Fluid zunächst jeweils die innere Fluid-Struktur mittels einer Mustererkennung aus der erfassten Photonenstrahlung ermittelbar ist und anschließend aus dem Auffinden der ermittelten Fluid-Struktur die Geschwindigkeit des mehrphasigen Fluids bestimmbar ist, wird mit der erfindungs¬ gemäßen Vorrichtung eine verbesserte Genauigkeit bei der Mes¬ sung der Geschwindigkeit des mehrphasigen Fluids erzielt. Dabei ist insbesondere vorteilhaft, dass lediglich eine ein¬ zige Strahlungsquelle benötigt wird und auf weitere Strah¬ lungsquellen verzichtet werden kann. Due to the fact that, in the case of the device according to claim 1, the inner fluid structure can first be determined from the detected photon radiation by means of pattern recognition and then the velocity of the multiphase fluid can be determined from finding the determined fluid structure Inventive device according ¬ achieves improved accuracy in Mes ¬ solution of the speed of the multiphase fluid. It is particularly advantageous that only a ¬ a Zige radiation source is needed and may be omitted more Strah ¬ lung sources.
Dadurch, dass bei dem Verfahren nach Anspruch 11 bei dem mehrphasigen Fluid zunächst jeweils die innere Fluid-Struktur mittels einer Mustererkennung aus der erfassten Photonenstrahlung ermittelt wird und anschließend aus dem Auffinden der ermittelten Fluid-Struktur die Geschwindigkeit des mehrphasigen Fluids bestimmt wird, ist mit dem erfindungsge- mäßen Verfahren eine verbesserte Genauigkeit bei der Messung der Geschwindigkeit des mehrphasigen Fluids erzielbar. Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird also zunächst in einer ersten Messung eine innere Fluid-Struktur definiert und anschließend in einer zweiten Messung die definierte innere Fluid-Struktur aufgefunden. Durch die Wiedererkennung der in- neren Fluid-Struktur ist eine zuverlässige und insbesondere eine genaue Messung der Geschwindigkeit des mehrphasigen Flu¬ ids realisierbar. The fact that in the method according to claim 11 in the case of the multiphase fluid, in each case first the inner fluid structure is determined by means of a pattern recognition from the detected photon radiation and then the velocity of the multiphase fluid is determined from the finding of the determined fluid structure According to the invention method improved accuracy in measuring the speed of the multiphase fluid can be achieved. In the solution according to the invention, therefore, an inner fluid structure is first defined in a first measurement and subsequently the defined inner fluid structure is found in a second measurement. Through the recognition of the domestic Neren fluid-structure is a reliable and particularly accurate measurement of the speed of the multiphase Flu ¬ ids realized.
Im Rahmen der Erfindung kann das mehrphasige Fluid von Rönt- genstrahlung oder von Gammastrahlung durchströmt werden. Auch die Anordnung einer Strahlungsquelle die gleichzeitig Rönt¬ genstrahlung und Gammastrahlung emittiert kann für bestimmte Anwendungsfälle vorteilhaft sein. Nach einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst die Detektoreinheit für den ersten Messort ein erstes Detektorfeld und für den zweiten Messort ein zweites Detektorfeld. In the context of the invention, the multiphase fluid can be traversed by X-radiation or gamma radiation. Also, the arrangement of a radiation source which simultaneously Rönt ¬-radiation and gamma radiation emitted may be advantageous for certain applications. According to a preferred embodiment, the detector unit comprises a first detector field for the first measuring location and a second detector field for the second measuring location.
Das erste Detektorfeld und das zweite Detektorfeld können hierbei in einem gemeinsamen Detektor angeordnet sein. In this case, the first detector field and the second detector field can be arranged in a common detector.
Bei einer alternativen Ausführungsform sind das erste Detektorfeld in einem ersten Detektor und das zweite Detektorfeld in einem zweiten Detektor angeordnet. In an alternative embodiment, the first detector field is arranged in a first detector and the second detector field in a second detector.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird die Photonenstrahlung zwischen dem ersten Messort und dem zweiten Messort in das mehrphasige Fluid eingestrahlt. Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird die Photonenstrahlung an dem ersten Messort und an dem zweiten Messort in das mehrphasige Fluid eingestrahlt. In a further advantageous embodiment, the photon radiation is radiated into the multiphase fluid between the first measuring location and the second measuring location. According to a further preferred embodiment, the photon radiation is irradiated at the first measuring location and at the second measuring location in the multiphase fluid.
Besitzt die Vorrichtung eine Detektoreinheit, die für den ersten Messort ein erstes Detektorfeld und für den zweitenIf the device has a detector unit which has a first detector field for the first measuring location and for the second
Messort ein zweites Detektorfeld umfasst und strahlt die die Strahlungsquelle die Photonenstrahlung zwischen dem ersten Messort und dem zweiten Messort in das mehrphasige Fluid ein, dann ist es besonders vorteilhaft, wenn die Strahlungsquelle die Photonenstrahlung im Bereich einer Krümmung des Rohres in das mehrphasige Fluid einstrahlt und das erste Detektorfeld in einem Abstand vor der Krümmung des Rohres und das zweite Detektorfeld in einem Abstand nach der Krümmung des Rohres angeordnet sind. In einer weiteren Ausgestaltung sind das erste Detektorfeld und das zweite Detektorfeld symmetrisch zur Krümmung des Rohres angeordnet. Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen wer¬ den im Folgenden anhand von schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Messen der Geschwindigkeit eines mehrphasigen Fluids in der Zeich¬ nung näher erläutert, ohne jedoch auf die erläuterten Ausfüh- rungsbeispiele beschränkt zu sein. Es zeigen: Includes a second detector array and irradiates the radiation source, the photon radiation between the first measurement location and the second measurement location in the multiphase fluid, Then it is particularly advantageous if the radiation source irradiates the photon radiation in the region of a curvature of the tube in the multiphase fluid and the first detector field at a distance before the curvature of the tube and the second detector array are arranged at a distance to the curvature of the tube. In a further embodiment, the first detector field and the second detector field are arranged symmetrically to the curvature of the tube. The invention and further advantageous embodiments of the ¬ explained in more detail below with reference to schematically shown embodiments of the inventive device for measuring the speed of a multiphase fluid in the drawing ¬ voltage, but without the addition to the illustrated examples of execution are not limited. Show it:
FIG 1 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform einer 1 shows a plan view of a first embodiment of a
Vorrichtung zum Messen der Geschwindigkeit eines mehrphasigen Fluids,  Device for measuring the speed of a multiphase fluid,
FIG 2 eine Draufsicht auf eine Detektoreinheit der Vorrich¬ tung gemäß FIG 1, 2 shows a plan view of a detector unit of the Vorrich ¬ device according to FIG 1,
FIG 3 eine Darstellung einer inneren Fluid-Struktur, 3 shows a representation of an inner fluid structure,
FIG 4 eine Darstellung einer veränderten inneren Fluid- Struktur, 4 shows a representation of a modified inner fluid structure,
FIG 5 eine Darstellung einer von der Detektoreinheit gemäß 5 shows a representation of one of the detector unit according to
FIG 2 erfassten inneren Fluid-Struktur,  2 detected internal fluid structure,
FIG 6 eine Prinzipdarstellung zur Bestimmung der Geschwindigkeit eines mehrphasigen Fluids, FIG 7 eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform einer 6 shows a schematic diagram for determining the speed of a multiphase fluid, FIG. 7 shows a plan view of a second embodiment of a
Vorrichtung zum Messen der Geschwindigkeit eines mehrphasigen Fluids, FIG 8 eine Darstellung von senkrecht zueinander angeordneten Mess-Systemen, Device for measuring the speed of a multiphase fluid, 8 shows a representation of mutually perpendicular measuring systems,
FIG 9-11 Darstellungen einer von der Detektoreinheit erfass- ten inneren Fluid-Struktur, deren Projektion sich imFIGS. 9-11 representations of an internal fluid structure detected by the detector unit, the projection of which is shown in FIG
Verlauf leicht in ihrer Struktur verändert. Course slightly changed in their structure.
In FIG 1 ist mit 1 ein mehrphasiges Fluid (Mehrphasengemisch) bezeichnet, das ein in FIG 1 aus Gründen der Übersichtlich- keit nicht dargestelltes Rohr durchströmt. Die Durchfluss¬ richtung des mehrphasigen Fluids 1 ist mit 2 (Pfeil) bezeichnet . In FIG. 1, 1 designates a multiphase fluid (multiphase mixture) which flows through a tube (not shown in FIG. 1 for reasons of clarity). The flow direction of the multiphase fluid ¬ 1 is denoted by 2 (arrow).
Das mehrphasige Fluid enthält mindestens zwei der folgenden genannten Komponenten - insbesondere alle drei der genannten Komponenten -, wobei zeitweise auch Abschnitte vorkommen können, in denen nur eine Komponente auftritt: The multiphase fluid contains at least two of the following components - in particular all three of the named components -, whereby at times sections may also occur in which only one component occurs:
- Gase, beispielsweise Erdgase;  - gases, such as natural gases;
- Flüssigkeiten, zum Beispiel Erdöl, Flüssigkeiten in der Nährungsmittelindustrie, Industrie-Flüssigkeiten allgemein; - Liquids, for example petroleum, liquids in the food industry, industrial fluids in general;
- Festkörper, insbesondere Sand und/oder Steine. - Solid, especially sand and / or stones.
Generell können beliebige Mixturen der genannten Komponenten vorliegen. Beispielweise besteht der größte Anteil aus einem oder mehreren Gasen. Dies ist bei der Erdgasförderung denkbar. Alternativ kann auch der größte Anteil aus Flüssigkeiten bestehen, insbesondere bei der Erdölförderung. In general, any mixtures of the above components may be present. For example, the largest part consists of one or more gases. This is conceivable in natural gas production. Alternatively, the largest proportion of liquids, especially in oil production.
In einer weiteren Ausgestaltung können auch Festkörper bewegt werden, in denen andere Phasen enthalten sind, zum BeispielIn a further embodiment also solid bodies can be moved, in which other phases are included, for example
Holzstämme mit Hohlräumen und Schrot oder Steinen in der Rinde oder beispielsweise Käse mit Gasblasen und unerwünschten Fremdkörpern . Zur Messung der Geschwindigkeit des mehrphasigen Fluids 1 um- fasst die Vorrichtung erfindungsgemäß eine außerhalb des Roh¬ res angeordnete Strahlungsquelle 3, die eine Photonenstrah- lung 4 emittiert, welche auf das mehrphasige Fluid 1 gerich¬ tet ist. Logs with cavities and shot or stones in the bark or for example cheese with gas bubbles and unwanted foreign bodies. In order to measure the speed of the multiphase fluid 1, the device comprises, according to the invention, a radiation source 3 arranged outside the tube and emitting a photon beam. lung 4 emitted, which is court ¬ tet on the multiphase fluid. 1
Weiterhin umfasst die Vorrichtung erfindungsgemäß eine außer- halb des Rohres angeordnete Detektoreinheit, durch welche die Photonenstrahlung 4 nach ihrem Durchtritt durch das mehrphasige Fluid 1 an einem ersten Messort Ml und an einem zweiten Messort M2 erfassbar ist, wobei der erste Messort Ml und der zweite Messort M2, bezogen auf die Durchflussrichtung 2, von- einander einen vorgebbaren Abstand a aufweisen. Furthermore, the device according to the invention comprises a detector unit arranged outside the tube, through which the photon radiation 4 can be detected after passing through the multiphase fluid 1 at a first measuring location M1 and at a second measuring location M2, the first measuring location M1 and the second measuring location M2, with respect to the flow direction 2, have a predeterminable distance a from one another.
Die Detektoreinheit umfasst bei der in FIG 1 dargestellten Ausführungsform ein erstes Detektorfeld Dl für den ersten Messort Ml und ein zweites Detektorfeld D2 für den zweiten Messort M2, wobei das erste Detektorfeld Dl in einem erstenIn the embodiment illustrated in FIG. 1, the detector unit comprises a first detector field D1 for the first measuring location M1 and a second detector field D2 for the second measuring location M2, wherein the first detector field D1 is located in a first
Detektor 5 (erster Matrix-Sensor) und das zweite Detektorfeld D2 ist in einem zweiten Detektor 6 (zweiter Matrix-Sensor) angeordnet ist. Die außerhalb des Rohres angeordnete Strahlungsquelle 3 strahlt die Photonenstrahlung 4 zwischen dem ersten Messort Ml und dem zweiten Messort M2 in das mehrphasige Fluid 1 ein. Detector 5 (first matrix sensor) and the second detector array D2 is arranged in a second detector 6 (second matrix sensor). The radiation source 3 arranged outside the tube radiates the photon radiation 4 between the first measuring location M1 and the second measuring location M2 into the multiphase fluid 1.
Die Photonenstrahlung 4 durchstrahlt das mehrphasige Fluid 1 und wird nach ihrem Durchtritt durch das mehrphasige Fluid 1 an dem ersten Messort Ml von dem ersten Detektorfeld Dl des ersten Detektors 5 und an dem zweiten Messort M2 von dem zweiten Detektorfeld D2 des zweiten Detektors 6 erfasst. Dabei ist zu beachten, dass vorzugsweise genau eine Strah¬ lungsquelle 3 die Photonenstrahlung 4 derart emittiert und die Detektorfelder Dl und D2 derart angeordnet sind, dass durch die Strahlungsquelle 3 ein Bereich des Rohres durch¬ strahlt wird und dass beide Detektorfelder Dl und D2 durch die Strahlungsquelle 3 bestrahlt werden. The photon radiation 4 radiates through the multiphase fluid 1 and, after passing through the multiphase fluid 1, is detected at the first measuring location M1 by the first detector field D1 of the first detector 5 and at the second measuring location M2 by the second detector field D2 of the second detector 6. It should be noted that preferably exactly one Strah ¬ radiation source 3, the photon radiation 4 emitted in such a way and the detector arrays Dl and D2 are arranged such that a portion of the tube is illuminated by ¬ by the radiation source 3 and that both detector arrays Dl and D2 by the Radiation source 3 are irradiated.
Aus der am ersten Messort Ml und am zweiten Messort M2 von der Detektoreinheit erfassten Photonenstrahlung 4 werden im ersten Detektor 5 und im zweiten Detektor 6 jeweils elektrische Signale Sl und S2 gebildet, die einer Auswerteeinrich¬ tung 7 zugeführt werden. Aus den elektrischen Signalen Sl und S2 werden in der Auswerteeinrichtung 7 mittels einer Muster- erkennung (Algorithmus) für den ersten Messort Ml und den zweiten Messort M2 jeweils eine innere Fluid-Struktur des mehrphasigen Fluids 1 ermittelt. Ein Auffinden der inneren Fluid-Struktur an dem zweiten Messort M2 erfolgt durch einen Vergleich der am ersten Messort Ml ermittelten inneren Fluid- Struktur mit der am zweiten Messort M2 ermittelten inneren Fluid-Struktur . From the photon radiation 4 detected by the detector unit at the first measuring location M1 and at the second measuring location M2, the photon radiation 4 first detector 5 and in the second detector 6 each electrical signals Sl and S2 formed, which are fed to a Auswerteeinrich ¬ device 7. From the electrical signals S1 and S2, an internal fluid structure of the multiphase fluid 1 is determined in the evaluation device 7 by means of a pattern recognition (algorithm) for the first measuring location M1 and the second measuring location M2. The internal fluid structure is located at the second measuring location M2 by comparing the internal fluid structure determined at the first measuring location M1 with the internal fluid structure determined at the second measuring location M2.
Bei einer Übereinstimmung der für den ersten Messort Ml und den zweiten Messort M2 ermittelten inneren Fluid-Strukturen kann aus der ermittelten Zeit tL (Laufzeit der inneren Fluid- Struktur zwischen dem ersten Messort Ml und dem zweiten Messort M2) bis zum Auffinden der inneren Fluid-Struktur am zweiten Messort M2 und aus dem bekannten Abstand a zwischen dem ersten Messort Ml und dem zweiten Messort M2 die Geschwindig- keit v des mehrphasigen Fluids 1 ermittelt werden. Das von der Auswerteeinrichtung 7 gelieferte Ausgangssignal 8 ist ein Maß für die Geschwindigkeit v des mehrphasigen Fluids 1 (Durchflussgeschwindigkeit) . FIG 2 zeigt eine Draufsicht auf die Detektoreinheit der Vor¬ richtung gemäß FIG 1. Beide Detektoren (Matrix-Sensoren) 5 und 6 sind in einem Abstand a voneinander angeordnet. Der erste Detektor 5 und der zweite Detektor 6 messen in den Messpunkten Ml und M2 die Schwächung, die die Photonenstrah- lung im mehrphasigen Fluid 1 (Mehrphasengemisch) erleidet und erzeugen daraus in der Auswerteeinrichtung 7 während einer Integrations- oder Messzeit t ein Bild des in Durchflussrich¬ tung 2 fließenden mehrphasigen Fluids 1. Die beiden Detektoren 5 und 6 sind wie aus der Figur zu erkennen sind ortsauflösende Matrixdetektoren, die eine Erkennung von räumlichen Mustern - insbesondere über eine zweidimensionale Projektion des räumlichen Musters - ermöglichen. Die Detektoren 5 und 6 sind vorzugsweise jeweils zweidimensi¬ onal in Zeilen und Spalten ausgebildet und somit als Matrix- Detektoren ausgeführt. Dies ermöglicht ein Erkennen von zwei¬ dimensionalen oder räumlichen Mustern. Auf eine zeitliche Auswertung der Signale des ersten Detektors 5 und/oder eine zeitliche Auswertung der Signale des zweiten Detektors 6, kann verzichtet werden. If the internal fluid structures determined for the first measuring location M1 and the second measuring location M2 match, the determined time t L (transit time of the internal fluid structure between the first measuring location M1 and the second measuring location M2) until the internal fluid is found Structure at the second measuring location M2 and from the known distance a between the first measuring location M1 and the second measuring location M2, the speed v of the multiphase fluid 1 are determined. The output signal 8 delivered by the evaluation device 7 is a measure of the speed v of the multiphase fluid 1 (flow rate). FIG. 2 shows a plan view of the detector unit of the device according to FIG. 1. Both detectors (matrix sensors) 5 and 6 are arranged at a distance a from one another. The first detector 5 and the second detector 6 measure at the measuring points M1 and M2 the attenuation suffered by the photon radiation in the multiphase fluid 1 (multiphase mixture) and generate therefrom in the evaluation device 7 during an integration or measuring time t an image of the in flow Rich ¬ device 2 flowing multiphase fluid 1. the two detectors 5 and 6 are as can be seen from the figure, spatially resolving detectors matrix, the detection of spatial patterns - enabling - in particular via a two-dimensional projection of the spatial pattern. The detectors 5 and 6 are preferably each zweidimensi ¬ onal formed in rows and columns and thus designed as a matrix detectors. This allows detection of two ¬ dimensional or three-dimensional patterns. A temporal evaluation of the signals of the first detector 5 and / or a temporal evaluation of the signals of the second detector 6, can be dispensed with.
In FIG 3 und in FIG 4 ist jeweils die Situation skizziert, wenn im mehrphasigen Fluid 1 eine Phase A überwiegt und eine Phase B Strukturen der Größe d ausbildet. In FIG. 3 and in FIG. 4, the situation is outlined in each case when in the multiphase fluid 1 a phase A predominates and a phase B forms structures of the size d.
FIG 3 zeigt den Fall, bei dem sich das mehrphasige Fluid 1 in Ruhe befindet, oder wenn gilt: v · t < d, wobei v die Durchflussgeschwindigkeit, 3 shows the case in which the multiphase fluid 1 is at rest, or if v · t <d, where v is the flow rate,
t die Integrationszeit des Detektors und t the integration time of the detector and
d die Größe der Phase B-Struktur ist. d is the size of the phase B structure.
Für den in FIG 4 dargestellten Fall v · t > d werden die Strukturen der Phase B verlängert und kontrastärmer dargestellt. For the case v · t> d shown in FIG. 4, the structures of phase B are lengthened and displayed with a lower contrast.
Bei der in den FIG 1 bis 5 dargestellten Vorrichtung zum Mes- sen der Geschwindigkeit v (Durchflussgeschwindigkeit) eines mehrphasigen Fluids 1 werden mit beiden Detektoren 5 und 6 zeitgleich Serien von Bildern ausgelesen und in der Auswerteeinrichtung 7 gespeichert. Mit Hilfe eines Mustererkennungsalgorithmus, werden zunächst Bilder des ersten Detektors 5 ausgewertet. Es werden innere Fluid-Strukturen 13 erkannt und definiert, die sich deutlich aus dem Untergrund und dem Rauschen hervorheben. Danach werden die Bilder, die mit dem zweiten Detektor 6 aufgenommen wurden, ausgewertet und es wird nach der vorher erkannten und definierten inneren Fluid-Struktur 13 gesucht. In the apparatus shown in FIGS. 1 to 5 for measuring the velocity v (flow velocity) of a multiphase fluid 1, both detectors 5 and 6 simultaneously read out series of images and store them in the evaluation device 7. Using a pattern recognition algorithm, first images of the first detector 5 are evaluated. Internal fluid structures 13 are identified and defined, which stand out clearly from the background and the noise. Thereafter, the images taken with the second detector 6 are evaluated and searched for the previously identified and defined inner fluid structure 13.
In FIG 5 ist eine innere Fluid-Struktur 13 des mehrphasigen Fluids 1 dargestellt, die in den Bildern des ersten Detektors 5 und des zweiten Detektors 6 auftreten. Das mehrphasige Fluid 1 besteht wiederum aus der Phase A und der Phase B (Zweiphasengemisch) , wobei aus der Phase B eine innere Fluid-Struktur 13 ermittelt wird. FIG. 5 shows an inner fluid structure 13 of the multiphase fluid 1 which occurs in the images of the first detector 5 and of the second detector 6. The multiphase fluid 1 in turn consists of the phase A and the phase B (two-phase mixture), wherein from the phase B, an internal fluid structure 13 is determined.
Wenn die innere Fluid-Struktur 13 im ersten Detektor 5 im n- ten Bild und im zweiten Detektor 6 im (n+m) -ten Bild auftritt, dann beträgt die Laufzeit tL = m · t . Der zurückgelegte Weg errechnet sich zu s = a + (Δ2 + Δι) . If the inner fluid structure 13 occurs in the nth image in the first detector 5 and in the (n + m) th image in the second detector 6, then the transit time t L = m * t. The distance traveled is calculated as s = a + (Δ 2 + Δι).
Die zu bestimmende Durchflussgeschwindigkeit v ergibt sich dann zu v = s = a + (Δ2 + Δι) , wobei The flow rate v to be determined then results in v = s = a + (Δ 2 + Δι), where
tL m · t t die Integrationszeit des Detektors ist, t L mtt is the integration time of the detector,
Δι die Position der vom ersten Detektor 5 erkannten inneren Fluid-Struktur und  Δι the position of the detected by the first detector 5 inner fluid structure and
Δ2 die Position der vom zweiten Detektor 6 erkannten inneren Fluid-Struktur ist. Δ 2 is the position of the detected by the second detector 6 internal fluid structure.
Zur Erhöhung der Messgenauigkeit kann die Durchflussgeschwindigkeit v des mehrphasigen Fluids 1, das in Durchflussrichtung 2 strömt, mehrmals mit Hilfe von mehreren verschiedenen inneren Fluid-Strukturen ermittelt werden. Der Mittelwert dieser Durchflussgeschwindigkeiten wird dann von der Auswerteeinrichtung 7 ausgegeben. Die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäßeTo increase the accuracy of measurement, the flow velocity v of the multiphase fluid 1 flowing in the flow direction 2 can be repeated several times by means of several different ones internal fluid structures are determined. The mean value of these flow rates is then output by the evaluation device 7. The device according to the invention or the invention
Verfahren arbeiten vollkommen berührungslos. Daraus resultie¬ ren einige Vorteile, besonders bei aggressiven Mehrphasenge¬ mischen (Chemikalien) und/oder bei abrasiven Mehrphasengemischen (z.B. Sandkörner in Rohöl/Wasser). Procedures work completely non-contact. This resultie ¬ ren some advantages, especially in aggressive Mehrphasenge ¬ mix (chemicals) and / or abrasive multiphase mixtures (eg sand grains in crude oil / water).
Weiterhin müssen keine beweglichen Teile ins mehrphasige Flu¬ id 1 (Mehrphasengemisch) eindringen um die Messung zu ermöglichen. Dadurch erhöht sich die Lebensdauer und vermindert sich die Reparaturanfälligkeit der erfindungsgemäßen Vorrich- tung. Außerdem ist die erfindungsgemäße Vorrichtung wartungs¬ arm. Furthermore, no moving parts have to enter the multiphase fluid 1 (multiphase mixture) to allow the measurement. This increases the service life and reduces the need for repair of the device according to the invention. In addition, the device according to the invention is maintenance ¬ poor.
Darüber hinaus wird der Fluss des mehrphasigen Fluids 1 durch die Geschwindigkeitsmessung nicht verändert, wie dies bei Verfahren zum Messen der Geschwindigkeit eines mehrphasigen Fluids, die Druckunterschiede auswerten (z.B. Venturi-Rohr) der Fall ist. Moreover, the flow of the multiphase fluid 1 is not altered by the velocity measurement as is the case in methods for measuring the velocity of a multiphase fluid that evaluates pressure differences (e.g., venturi tube).
Das Verfahren eignet sich für verschiedene Mehrphasen- Systeme: The method is suitable for various multiphase systems:
Die Phasen können im festen, flüssigen oder gasförmigen Aggregatzustand vorliegen. Alle Kombinationen der Aggregatzustände sind möglich.  The phases can be present in the solid, liquid or gaseous state. All combinations of aggregate states are possible.
Es kann auch gezielt eine weitere Phase zum Zweck der Geschwindigkeitsmessung zugefügt werden, z.B. ein Granulat aus einem Kontrast erhöhenden Material. Wenn die Hauptphase wenig absorbiert, sollte das Granulat aus ei¬ nem Material mit einer hohen Absorption verwendet werden. Wenn die Hauptphase stark absorbiert, sollte das Granulat aus einem Material mit einer geringen Absorpti¬ on bestehen. Zur Erhöhung der Messgenauigkeit kann man den Abstand a zwischen den Detektoren 5 und 6 vergrößern. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wie in FIG 7 gezeigt, das mehrphasige Fluid (Mehrphasengemisch) auf einer leicht gekrümmten Bahn fließen zulassen. Das Rohr ist hierfür leicht gebogen auszuführen. It can also be selectively added a further phase for the purpose of speed measurement, such as granules of a contrast-increasing material. If the main phase absorbs little, the granules of egg ¬ nem material should be used having a high absorption. If the main phase absorbs strongly, the granules should consist of a material with a low absorpti ¬ on. To increase the accuracy of measurement, one can increase the distance a between the detectors 5 and 6. In this case, it is advantageous, as shown in FIG. 7, to allow the multiphase fluid (multiphase mixture) to flow on a slightly curved path. The pipe is slightly bent for this purpose.
Der Aufbau der in FIG 7 dargestellten zweiten Ausführungsform einer Vorrichtung zum Messen der Geschwindigkeit eines mehrphasigen Fluids 1 entspricht im Wesentlichen der in FIG 1 dargestellten ersten Ausführungsform, so dass auf die Erläuterung zur FIG 1 verwiesen wird. Lediglich der erste Detektor 5 und der zweite Detektor 6 sind nun nicht mehr parallel, sondern in einem Winkel zueinander angeordnet, um eine opti¬ male Erfassung der Photonenstrahlung 3 zu gewährleisten. Der erste Detektor 5 ist in einem Abstand vor der Krümmung des Rohres und der zweite Detektor 6 in einem Abstand nach der Krümmung des Rohres angeordnet. Im vorliegenden Fall sind die beiden Detektoren 5 und 6 symmetrisch von der Außenkrümmung des Rohres beabstandet. Bei der Ausführungsform gemäß FIG 7 wird eine Parallaxe bei der Erfassung der inneren Fluid- Struktur 13 zumindest stark verringert oder sogar vermieden. The construction of the second embodiment of a device for measuring the speed of a multiphase fluid 1 shown in FIG. 7 corresponds essentially to the first embodiment shown in FIG. 1, so that reference is made to the explanation for FIG. Only the first detector 5 and the second detector 6 are no longer parallel but at an angle to each other to ensure opti ¬ male detection of the photon radiation 3. The first detector 5 is arranged at a distance before the curvature of the tube and the second detector 6 at a distance after the curvature of the tube. In the present case, the two detectors 5 and 6 are symmetrically spaced from the outer curvature of the tube. In the embodiment according to FIG. 7, parallax during the detection of the inner fluid structure 13 is at least greatly reduced or even avoided.
Die Auswertung der von den Detektoren 5 und 6 gelieferten e- lektrischen Signale Sl und S2 kann online oder offline erfol- gen. The evaluation of the electrical signals S1 and S2 delivered by the detectors 5 and 6 can take place online or offline.
Vorteilhaft ist ein intermittierender Betrieb der Strahlungs¬ quelle 3. Dadurch kann die Lebensdauer der Strahlungsquelle 3 erhöht und die mittlere Leistungsaufnahme reduziert werden. Letzteres ist vorteilhaft für den Stromverbrauch und die Wär¬ meabfuhr. Beispielsweise kann alle 60 s für eine Dauer von 5 s gemessen werden. In der Strahlpause von 55 s kann dann eine Offline-Auswertung durchgeführt werden. Damit muss die Auswerteeinheit 7 nicht für hohe Rechengeschwindigkeiten aus- gelegt werden und ist somit kostengünstiger realisierbar. Advantageously, an intermittent operation of the radiation ¬ source 3. This can increase the life of the radiation source 3 and the average power consumption can be reduced. The latter is advantageous for the power consumption and Wär ¬ meabfuhr. For example, it can be measured every 60 s for a duration of 5 s. In the pause of 55 s then an offline evaluation can be performed. Thus, the evaluation unit 7 does not have to be designed for high computation speeds and is thus more cost-effective to implement.
Zur Bestimmung der Positionen Δι und Δ2 der erkannten inneren Fluid-Struktur (FIG 6) wird diese vorteilhaft durch einen Punkt beschrieben. Dieser Punkt kann z.B. der Schwerpunkt o- der der Mittelpunkt sein. To determine the positions Δι and Δ 2 of the detected internal fluid structure (FIG. 6), this is advantageously achieved by means of a Point described. This point can be eg the center of gravity or the center.
Kurz zusammenfassend, wird bei der diskutierten Ausgestaltung lediglich eine Strahlungsquelle für beide Messorte benötigt. Zunächst wird in einer ersten Messung eine innere Fluid- Struktur definiert und anschließend in einer zweiten Messung die definierte innere Fluid-Struktur gesucht und aufgefunden. Durch die Wiedererkennung der inneren Fluid-Struktur ist eine zuverlässige und insbesondere eine genaue Messung der Ge¬ schwindigkeit des mehrphasigen Fluids realisierbar. Ein Auffinden der inneren Fluid-Struktur an dem zweiten Messort erfolgt durch einen Vergleich der am ersten Messort ermittelten inneren Fluid-Struktur mit der am zweiten Messort M2 ermit- telten inneren Fluid-Struktur. In short, in the discussed embodiment, only one radiation source is needed for both measurement locations. First, an inner fluid structure is defined in a first measurement, and subsequently the defined inner fluid structure is searched for and found in a second measurement. Through the recognition of the inner fluid-structure a reliable and particularly an accurate measurement of Ge ¬ speed of the multiphase fluid can be realized. The inner fluid structure is found at the second measuring location by a comparison of the inner fluid structure determined at the first measuring location with the inner fluid structure determined at the second measuring location M2.
Gemäß FIG 8 wird im Folgenden eine senkrechte Anordnung zwei¬ er oder mehrerer Mess-Systeme erläutert. Wenn eine dreidimensionale Struktur 14 im Untersuchungsfluid sehr anisotrop ist, dann kann es vorteilhaft sein, zwei Projektionen senkrecht zueinander aufzunehmen. Es stellt auch eine Redundanz dar und erhöht die Zuverlässigkeit. According to FIG 8, a vertical arrangement is illustrated two ¬ he or of several measurement systems in the following. If a three-dimensional structure 14 in the examination fluid is very anisotropic, then it may be advantageous to record two projections perpendicular to each other. It also provides redundancy and increases reliability.
Vorzugsweise wird die bisher erläuterte Mess-Vorrichtung zweimal in einem Winkel zueinander - vorzugsweise senkrecht zueinander - angeordnet. Die Position der Vorrichtungen in Flussrichtung ist vorzugsweise weitgehend identisch. Sie kön¬ nen somit beide in derselben Ebene senkrecht zur Bewegungs¬ richtung oder auch - insbesondere aus Platzgründen - auch in verschiedenen Ebenen angeordnet sein, wobei bei letztgenannter Ausgestaltung eine zeitliche Korrektur in der Auswertung zu beachten ist. Preferably, the previously described measuring device is arranged twice at an angle to one another - preferably perpendicular to one another. The position of the devices in the flow direction is preferably substantially identical. Koen ¬ nen thus both in the same plane and perpendicular to the motion direction ¬ or - be arranged in different planes, with the latter embodiment, a time correction in the evaluation Note - particularly for reasons of space.
Dies kann insbesondere bei stark turbulenten oder bei rotie- renden Strömungen vorteilhaft sein, so dass ein Muster auch bei Rotation wieder erkannt werden kann. Vorzugsweise ist zwischen den jeweiligen Detektoren 5 und 6 - die in der FIG 8 jeweils als gemeinsames Detektorband dargestellt sind - ein verhältnismäßig kurzer Abstand a zwischen den Detektoren 5 und 6, um auch bei großen Turbulenzen eine sichere Erkennung der projizierten und erfassten Muster zu gewährleisten, da sich die projizierten Strukturen schon nach einer kurzen Wegstrecke ändern könnten. This can be advantageous in particular in the case of highly turbulent or rotating flows, so that a pattern can also be recognized again during rotation. Preferably, between the respective detectors 5 and 6 - which are each shown in FIG 8 as a common detector band - a relatively short distance a between the detectors 5 and 6, in order to ensure reliable detection of the projected and detected pattern even with large turbulence, since the projected structures could change after a short distance.
Nicht dargestellt, können auch mehr als zwei Strahlungsquel¬ len-Detektor-Einheiten vorgesehen sein, beispielsweise drei bis sechs, die jeweils zueinander in einem anderen Durch- strahlungswinkel angeordnet sind. Not shown, more than two Strahlungsquel ¬ len detector units may be provided, for example, three to six, which are each arranged to each other in a different beam angle.
Gemäß FIG 8 wird ein durchgehender Matrixdetektor verwendet, der in einer Richtung senkrecht zur Durchflussrichtung vorzugsweise mindestens den ganzen Durchmesser 15 des Untersu- chungsgutes abdeckt. According to FIG. 8, a continuous matrix detector is used, which preferably covers at least the entire diameter 15 of the item to be examined in a direction perpendicular to the direction of flow.
Zur Erhöhung der Messgenauigkeit kann es vorteilhaft sein, die Länge des Matrixdetektors in Flussrichtung möglichst groß auszulegen. Insbesondere sollte die Länge in Flussrichtung das 0,5- bis 3-fache der Breite in Richtung senkrecht zur Flussrichtung betragen. To increase the measurement accuracy, it may be advantageous to make the length of the matrix detector as large as possible in the flow direction. In particular, the length in the flow direction should be 0.5 to 3 times the width in the direction perpendicular to the flow direction.
Gemäß FIG 9-11 wird nun erläutert, wie eine Mustererkennung einer Anordnung nach FIG 1 oder FIG 8 aussehen kann. Dies ist lediglich beispielhaft zu verstehen. Je nach zu erwartenderAccording to FIG 9-11 will now be explained how a pattern recognition of an arrangement of FIG 1 or FIG look 8. This is only to be understood as an example. Depending on the expected
Zusammensetzung des Fluids können andere Algorithmen sinnvoll sein . Composition of the fluid, other algorithms may be useful.
FIG 9 zeigt vier Projektionen, die zu vier verschiedenen Zei- ten ti, t2, t3 und t4 mit einem in Flussrichtung länglichen Matrixdetektor - als spezifische gemeinsame Implementierung der Detektoren 5 und 6 - aufgenommen wurden. Eine projizierte Struktur 13 ändert seine Form von Bild zu Bild nur graduell - eventuell durch Rotation -, hat sich aber nach mehreren Bil- dern signifikant verändert und kann möglicherweise nicht wie¬ dererkannt werden, wenn lediglich eine Strahlungsquelle vor¬ gesehen ist. An Hand von FIG 10 und 11 wird nun erläutert wir eine signi¬ fikante Struktur gefunden werden kann, mittels der die Geschwindigkeit des Fluids abgeleitet werden kann. Von dem Gesamtbild 16 wird zunächst zum Zeitpunkt ti nur ein Teilbild 17 ausgewertet. Es wird der "Kontrast" des Teilbil¬ des ermittelt. Dazu wird das entsprechende Histogramm ausge¬ wertet. Eine oder wenige Kennzahlen werden abgeleitet, die die Stärke des Kontrasts beschreiben. FIG. 9 shows four projections, which were taken at four different times ti, t 2 , t3 and t 4 with a longitudinally elongated matrix detector-as a specific joint implementation of the detectors 5 and 6. A projected structure 13 changes its shape from image to image only gradually - perhaps by rotation - but has countries after several education significantly changed and may not be as those known ¬ when only one radiation source is seen ¬. With reference to FIGS. 10 and 11, we will now explain a signi ¬ ficant structure by means of which the velocity of the fluid can be deduced. Of the overall image 16, only a partial image 17 is initially evaluated at the time ti. It is the "contrast" of Teilbil ¬ the determined. For this, the corresponding histogram is ¬ upgraded. One or a few key figures are derived that describe the strength of the contrast.
Danach wird das Teilbild abschnittsweise - beispielsweise pi¬ xelweise - in Flussrichtung weiterverschoben und die Kennzahl (en) des Kontrastes wird bestimmt. Die Verschiebung kann zur Erhöhung der Genauigkeit unter Verwendung von Bildinter- polationsverfahren auch um Bruchteile eines Pixels geschehen (so genanntes "sub pixel shift") . Das Teilbild, welches den größten Kontrast aufweist, zeigt die am Deutlichsten ausge¬ prägte Struktur und wird als Strukturteilbild 18 gespeichert und weiter verwendet, da dieses besonders signifikant ist. Thereafter, the partial image is partially shifted in sections - for example pi ¬ xelweise - in the flow direction and the index (s) of the contrast is determined. The shift can also be done by fractions of a pixel (so-called "sub pixel shift") for the purpose of increasing the accuracy using image interpolation methods. The partial image, which has the greatest contrast, shows the out most clearly ¬ shaped structure and is stored as a structural frame 18 and used, as this is particularly significant.
Gemäß FIG 11 wird nun ein Wiederfinden der signifikanten Struktur erläutert. Danach wird das zu einem weiteren Messzeitpunkt nachfolgende Projektionsbild 19 ausgewertet. Referring now to FIG. 11, a retrieval of the significant structure will be explained. Thereafter, the projection image 19 following a further measurement time is evaluated.
Dazu wird die jeweilige Differenz zwischen dem Strukturteil- bild 18 und Teilbilder 20 gebildet. Die Teilbilder 20 werden dazu in Flussrichtung beginnend von der Position des Strukturteilbilds 18 verschoben - d.h. gemäß der Figur von links nach rechts "durchgeschoben". Dasjenige Teilbild 20, welches zur geringsten Kontrast-Differenz führt, ist dasjenige, wel- ches die Position der Struktur 13 zur Zeit t2 im Bild 19 wie¬ dergibt, nämlich Teilbild 21 in FIG. 11. For this purpose, the respective difference between the structural part image 18 and partial images 20 is formed. For this purpose, the partial images 20 are shifted starting from the position of the structural partial image 18 in the direction of flow-that is, "pushed through" according to the figure from left to right. That part image 20, which results in the lowest contrast difference, is that which the position of the structure 13 at time t 2 in Figure 19 as ¬ dergibt, namely sub-image 21 in FIG. 11th
Aus der Zeitdifferenz t2 _ti und einer Ortsdifferenz d zwischen dem Teilbild 21 und dem Strukturteilbild 18 kann die Geschwindigkeit der Struktur 13 bestimmt werden. From the time difference t 2 _ ti and a location difference d between the sub-picture 21 and the structural sub-picture 18, the speed of the structure 13 can be determined.
Dieser Algorithmus zum Finden und Wiederfinden einer signifikanten Struktur kann zur Erhöhung der Genauigkeit mit einer Vielzahl von Strukturteilbildern gewonnen aus verschiedenen Projektionsbildern wiederholt werden. Es wird dann einfach der Mittelwert über mehrere Einzelergebniswerte gebildet. Bei den vorgestellten Ausführungsformen sind einer Strahlungsquelle jeweils zwei voneinander - vorzugsweise in Fluss¬ richtung - beabstandete Detektoren angeordnet die durch diese Strahlungsquelle gemeinsam bestrahlt werden. Die Detektoren sind ortsauflösend, zumindest werden Projektionen des Mehr- phasengemisches erfasst. Die Erfassung erfolgt zu bestimmten Zeitpunkten. Die erfassten Daten werden zu den Erfassungs- Zeitpunkten zugeordnet gespeichert. Es werden die erfassten Daten des ersten Detektors mit zu unterschiedlichen Zeitpunkten erfassten Daten des zweiten Detektors miteinander vergli- chen. Bei Übereinstimmung der erfassten Daten werden die den Daten zugeordneten Zeitpunktsinformationen ausgelesen und hieraus eine Zeitdifferenz gebildet und in Bezug auf den Ab¬ stand der Detektoren gebracht, so dass daraus die Geschwin¬ digkeit abgeleitet werden kann. This algorithm for finding and retrieving a significant structure may be used to increase accuracy Variety of structural part images obtained from different projection images are repeated. It is then simply the average over several individual result values formed. In the presented embodiments are of a radiation source in each case two mutually - preferably in ¬ flow direction - spaced detectors positioned to be irradiated jointly by this radiation source. The detectors are spatially resolving, at least projections of the multiphase mixture are recorded. The detection takes place at certain times. The collected data is stored associated with the acquisition times. The acquired data of the first detector are compared with data of the second detector acquired at different times. If the data match the captured data associated timing information is read out and a time difference is formed therefrom and placed in relation to the Ab ¬ stand of the detectors, so that therefrom the Geschwin ¬ speed can be derived.
Die detektierten Muster sind eine räumliche oder zweidimensi¬ onale Verteilung von Fluid-Komponenten . Im Rahmen der Auswertung erfolgt eine Mustererkennung basierend auf diese räumli¬ chen oder zweidimensionalen Daten, wobei auf weitgehende Übe- reinstimmung geprüft wird. Zeitliche Musterverläufe eines De¬ tektors im Zeitverlauf werden dagegen nicht untersucht. The detected patterns are a spatial or zweidimensi ¬ onale distribution of fluid components. As part of the evaluation pattern recognition is performed based on this räumli ¬ chen or two-dimensional data, pure mood is checked for extensive Übe-. Temporal pattern of a histories De ¬ tektors over time are, however not been studied.

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung zum Messen der Geschwindigkeit eines mehrpha¬ sigen Fluids, das ein Rohr in einer vorgegebenen Durchfluss- richtung durchströmt, umfassend 1. A device for measuring the speed of a mehrpha ¬ sigen fluid which flows through a pipe in a predetermined flow direction, comprising
eine außerhalb des Rohres angeordnete Strahlungsquelle (3), die eine auf das mehrphasige Fluid (1) gerichtete Photonenstrahlung (4) emittiert,  a radiation source (3) arranged outside the tube and emitting a photon radiation (4) directed onto the multiphase fluid (1),
eine außerhalb des Rohres angeordnete Detektoreinheit (5, 6) , durch welche die Photonenstrahlung (3) nach ihrem Durchtritt durch das mehrphasige Fluid (1) an einem ersten Messort (Ml) und an einem zweiten Messort (M2) erfassbar ist, wobei der erste Messort (Ml) und der zweite Messort (M2), bezogen auf die Durchflussrich- tung(2), voneinander einen vorgebbaren Abstand (a) aufweisen,  a detector unit (5, 6) arranged outside the tube, through which the photon radiation (3) after its passage through the multiphase fluid (1) can be detected at a first measuring location (Ml) and at a second measuring location (M2), the first Measuring location (Ml) and the second measuring point (M2), based on the flow direction (2), from each other have a predetermined distance (a),
eine Auswerteeinrichtung (7), durch welche aus der an dem ersten Messort (Ml) von der Detektoreinheit (5) er- fassten Photonenstrahlung (4) und aus der an dem zweiten Messort (M2) von der Detektoreinheit (6) erfassten Pho¬ tonenstrahlung (4) mittels einer Mustererkennung jeweils eine innere Fluid-Struktur (13) des mehrphasigen Fluids (1) zu einem ersten Zeitpunkt ermittelbar ist und aus einem Auffinden der inneren Fluid-Struktur (13) an dem zweiten Messort (M2) zu einem zweiten Zeitpunkt die Ge¬ schwindigkeit (v) des mehrphasigen Fluids (1) ermittel¬ bar ist. an evaluation device (7) through which collected from the at the first measuring point (Ml) of the detector unit (5), photon radiation (4) and out of at the second measuring point (M2) of the detector unit detected (6) Pho ¬ tonenstrahlung (4) by means of a pattern recognition in each case an inner fluid structure (13) of the multiphase fluid (1) can be determined at a first time and from finding the inner fluid structure (13) at the second measuring location (M2) at a second time the Ge ¬ speed (v) of the multiphase fluid (1) is ermittel ¬ bar.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Strahlungsquelle (3) Röntgenstrahlung emittiert. 2. Device according to claim 1, wherein the radiation source (3) emits X-radiation.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Strahlungsquelle (3) Gammastrahlung emittiert. 3. Device according to claim 1, wherein the radiation source (3) emits gamma radiation.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Detektoreinheit (5, 6) für den ersten Messort (Ml) ein erstes, vorzugsweise zwei¬ dimensionales Detektorfeld (Dl) und für den zweiten Messort (M2) ein zweites, vorzugsweise zweidimensionales Detektorfeld (D2) umfasst. 4. The apparatus of claim 1, wherein the detector unit (5, 6) for the first measurement location (ML) comprises a first, preferably two ¬ dimensional detector array (Dl) and for the second measurement location (M2) comprises a second, preferably two-dimensional detector array (D2).
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei das erste Detektorfeld (Dl) und das zweite Detektorfeld (D2) in einem gemeinsamen5. Apparatus according to claim 4, wherein the first detector field (Dl) and the second detector field (D2) in a common
Detektor angeordnet sind. Detector are arranged.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei das erste Detektorfeld (Dl) in einem ersten Detektor (5) und das zweite Detektorfeld (D2) in einem zweiten Detektor (6) angeordnet sind. 6. Apparatus according to claim 4, wherein the first detector array (Dl) in a first detector (5) and the second detector array (D2) in a second detector (6) are arranged.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Strahlungsquelle (3) die Photonenstrahlung (4) zwischen dem ersten Messort (Ml) und dem zweiten Messort (M2) in das mehrphasige Fluid (1) einstrahlt. 7. The device according to claim 1, wherein the radiation source (3) irradiates the photon radiation (4) between the first measuring location (M1) and the second measuring location (M2) into the multiphase fluid (1).
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Strahlungsquelle (3) die Photonenstrahlung (4) an dem ersten Messort (Ml) und an dem zweiten Messort (M2) in das mehrphasige Fluid (1) ein- strahlt. 8. Device according to claim 1, wherein the radiation source (3) irradiates the photon radiation (4) at the first measuring location (M1) and at the second measuring location (M2) into the multiphase fluid (1).
9. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 7, wobei die Strahlungsquelle (3) die Photonenstrahlung (4) im Bereich einer Krümmung des Rohres in das mehrphasige Fluid (1) einstrahlt und das erste Detektorfeld (Dl) in einem Abstand vor der Krümmung des Rohres und das zweite Detektorfeld (D2) in einem Abstand nach der Krümmung des Rohres angeordnet sind. 9. Apparatus according to claim 4 and 7, wherein the radiation source (3) irradiates the photon radiation (4) in the region of a curvature of the tube in the multiphase fluid (1) and the first detector array (Dl) at a distance in front of the curvature of the pipe and the second detector array (D2) is arranged at a distance after the curvature of the tube.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei das erste Detektorfeld (Dl) und das zweite Detektorfeld (D2) symmetrisch zur Krümmung des Rohres angeordnet sind. 10. Apparatus according to claim 9, wherein the first detector array (Dl) and the second detector array (D2) are arranged symmetrically to the curvature of the tube.
11. Verfahren zum Messen der Geschwindigkeit eines mehrphasi¬ gen Fluids, das ein Rohr in einer vorgegebenen Durchfluss- richtung durchströmt, umfassend die folgenden Schritte: 11. A method for measuring the speed of a mehrphasi ¬ gen fluid that flows through a pipe in a predetermined flow direction, comprising the steps of:
eine Photonenstrahlung (4) durchtritt das mehrphasige Fluid (1) und wird an einem ersten Messort (Ml) und an einem zweiten Messort (M2) erfasst, wobei der erste Messort (Ml) und der zweite Messort (M2), bezogen auf die Durchflussrichtung (2), voneinander einen vorgebbaren Abstand (a) aufweisen, a photon radiation (4) passes through the multiphase fluid (1) and is detected at a first measuring location (Ml) and at a second measuring location (M2), wherein the first Measuring location (Ml) and the second measuring point (M2), based on the flow direction (2), from each other have a predeterminable distance (a),
aus der erfassten Photonenstrahlung (4) wird mittels einer Mustererkennung jeweils eine innere Fluid-Struktur (13) des mehrphasigen Fluids (1) zu einem ersten Zeit¬ punkt ermittelt und from the detected photon radiation (4) is determined by means of pattern recognition in each case an inner fluid-structure (13) of the multiphase fluid (1) at a first time point and ¬
durch Auffinden der inneren Fluid-Struktur (13) an dem zweiten Messort (M2) zu einem zweiten Zeitpunkt wird die Geschwindigkeit (v) des mehrphasigen Fluids (1) ermit¬ telt . by finding the internal fluid structure (13) at the second measuring point (M2) at a second time, the speed (v) of the multiphase fluid (1) ermit ¬ telt.
12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das mehrphasige Fluid (1) von Röntgenstrahlung durchströmt wird. 12. The method of claim 11, wherein the polyphase fluid (1) is traversed by X-radiation.
13. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das mehrphasige Fluid (1) von Gammastrahlung durchströmt wird. 13. The method of claim 11, wherein the multiphase fluid (1) is flowed through by gamma radiation.
14. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Photonenstrahlung (4) zwischen dem ersten Messort (Ml) und dem zweiten Messort (M2) in das mehrphasige Fluid (1) eingestrahlt wird. 14. The method according to claim 11, wherein the photon radiation (4) between the first measuring location (Ml) and the second measuring location (M2) is irradiated into the multiphase fluid (1).
15. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Photonenstrahlung (4) an dem ersten Messort (Ml) und an dem zweiten Messort (M2) in das mehrphasige Fluid (1) eingestrahlt wird. 15. The method according to claim 11, wherein the photon radiation (4) at the first measuring location (Ml) and at the second measuring location (M2) is irradiated into the multiphase fluid (1).
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