Способ контроля многофазного потока в трубопроводе

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для определения вида многофазного потока в трубопроводе в ходе его эксплуатации. Повышение точности и информативности контроля многофазного потока в трубопроводе достигается за счет того, что прозвучивают многофазный поток ультразвуковыми колебаниями, принимают прошедшие через поток сигналы и эхо-импульсы, отраженные от несплошностей многофазного потока, измеряют их амплитуды и времена прихода, по которым определяют характер многофазного потока. При этом группу преобразователей располагают по окружности трубопровода в одной плоскости его сечения, принимают и фиксируют одновременно амплитуды и времена пробега прошедших и отраженных сигналов, преобразуют их в удобную для обработки цифровую форму и сравнивают с имеющимся в флэш-памяти микропроцессорного модуля набором цифровых эталонов, соответствующих различным многофазным потокам, и по результатам сравнения определяют характер многофазного потока. 1 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для определения вида многофазного потока в трубопроводе в ходе его эксплуатации.

Известен способ контроля несплошностей жидкости в трубопроводе [1], заключающийся в прозвучивании жидкости, в плоскости, перпендикулярной к продольной оси трубопровода, ультразвуковыми колебаниями, измерении амплитуд принятых сигналов, по которым определяют несплошности потока жидкости. Недостатком способа является его низкая точность.

Известен способ контроля несплошностей потока [2], заключающийся в том, что трубопровод с контролируемой средой прозвучивается ультразвуковыми импульсами в двух взаимно перпендикулярных направлениях, принимают прошедшие через среду импульсы, регистрируют их амплитуды, принимают также импульсы, отраженные от границы раздела фаз, измеряют их амплитуды и время пробега, и по полученным данным судят о концентрации газовой фазы и режиме течения потока. Способ реализуется с помощью установки, содержащей два излучателя и два приемника, попарно расположенных на противоположных сторонах трубопровода в двух взаимно перпендикулярных направлениях, два дефектоскопа и двухканальный регистратор. Недостатком способа является его низкая точность.

Указанный технический результат достигается тем, что способ контроля многофазного потока в трубопроводе заключается в том, что прозвучивают многофазный поток ультразвуковыми колебаниями, принимают прошедшие через поток сигналы и эхо-импульсы, отраженные от несплошностей многофазного потока, измеряют их амплитуды и времена прихода, по которым определяют характер многофазного потока.

Особенностью способа является то, что группу преобразователей располагают по окружности трубопровода в одной плоскости его сечения, одновременно принимают и фиксируют амплитуды и времена пробега прошедших и отраженных сигналов, преобразуют их в удобную для обработки цифровую форму и сравнивают с имеющимся в флэш-памяти микропроцессорного модуля набором цифровых эталонов, соответствующих различным многофазным потокам, и по результатам сравнения определяют характер многофазного потока.

Техническим результатом является повышение точности и информативности контроля.

Нa чертеже представлена схема устройства для контроля многофазного потока.

Система содержит один излучатель И и ряд приемников П₁-П₇, расположенных на стенках трубопровода по его диаметру, выходы приемников П₁-П₇ подключены к входам блока аналоговой памяти и таймеров АП-Т, выходы которого соединены с входами коммутатора К, один выход которого подключен к входу аналого-цифрового преобразователя АЦП, а другой - к входу оперативной памяти ОЗУ, микроцессорный модуль МП, выходы которого соединены с входами блока аналоговой памяти и таймеров АП-Т, коммутатора К, аналого-цифрового преобразователя АЦП, оперативной памяти ОЗУ и генератора ультразвукового сигнала ГУС.

Микропроцессорный модуль МП управляет работой перечисленных блоков системы и осуществляет обработку данных.

Способ контроля многофазного потока в трубопроводе осуществляется следующим образом.

Генератор ультразвуковых сигналов ГУС под управлением микропроцессорного модуля МП генерирует электрические импульсы с частотой (1-2,5) МГц. Эти импульсы поступают на излучатель И, который формирует ультразвуковые колебания, распространяющиеся через стенки трубопровода и контролируемую среду. С помощью приемных датчиков П₁-П₇ осуществляется прием ультразвуковых колебаний, прошедших через контролируемую среду, которые подаются на входы аналоговой памяти АП, где происходит фиксация максимальных амплитуд и времен приема сигналов по управляющим сигналам синхронизации с микропроцессорного модуля МП. Коммутатор К позволяет последовательно опросить блок аналоговой памяти - таймеров АП-Т с целью преобразования с помощью аналого-цифрового преобразователя АЦП аналоговых сигналов в пропорциональный цифровой код, а также последовательно передать цифровые коды таймеров, пропорциональные временным задержкам принятых сигналов, в оперативную память ОЗУ.

Идентификация режима течения и его особенностей осуществляется микропроцессорным модулем МП по программе, хранимой во флэш-памяти модуля.

При идентификации руководствуются значениями амплитуд принятых ультразвуковых импульсов как прошедших через контролируемую среду, так и отраженных от границы (границ) раздела фаз, а также значениями измеренных времен пробега этих сигналов.

Эталонные значения параметров, установленные ранее эмпирически, отмечены в зависимости от режима многофазного потока (пузырькового, расслоенного, кольцевого, обращенно-кольцевого, снарядного) и хранятся во флэш-памяти микропроцессорного модуля МП.

Данный способ может быть реализован многократно с достижением указанного технического результата.

Источники информации 1. А. с. 254865 СССР, МПК G 01 N 29/00, опубл. 1969. - Способ контроля несплошностей потока жидкости в трубопроводе.

2. А.с. 1631401 СССР, МПК 5 G 01 N 29/00, опубл. 1991 Е.C. Чистяков и Ю. И. Дышлевой. - Способ контроля несплошностей потока жидкости в трубопроводе (прототип).

Формула изобретения

Способ контроля многофазного потока в трубопроводе, заключающийся в том, что прозвучивают многофазный поток ультразвуковыми колебаниями, принимают прошедшие через поток сигналы и эхо-импульсы, отраженные от несплошностей многофазного потока, измеряют их амплитуды и времена прихода, по которым определяют характер многофазного потока, отличающийся тем, что группу преобразователей располагают по окружности трубопровода в одной плоскости его сечения, принимают и фиксируют одновременно амплитуды и времена пробега прошедших и отраженных сигналов, преобразуют их в удобную для обработки цифровую форму и сравнивают с имеющимися в флэш-памяти микропроцессорного модуля набором цифровых эталонов, соответствующих различным многофазным потокам, и по результатам сравнения определяют характер многофазного потока.

РИСУНКИ

Рисунок 1