Измерительное электронное устройство и способы для определения объемного содержания газа

Измерительное электронное устройство (20) содержит интерфейс (201) для приема частотной характеристики проточного материала и систему (203) обработки данных, связанную с интерфейсом (201). Система (203) обработки данных предназначена для приема частотной характеристики из интерфейса (201), разложения частотной характеристики по меньшей мере на частотную составляющую газа и частотную составляющую флюида и определения объемного содержания газа по частотной характеристике и одной или более составляющих из частотной составляющей газа и частотной составляющей флюида. Изобретение обеспечивает повышение точности измерений в двухфазном потоке благодаря быстрому определению частоты по принятым сигналам датчиков расходомера Кориолиса. 4 н. и 30 з.п. ф-лы, 20 ил.

 

Текст описания приведен в факсимильном виде.

1. Измерительное электронное устройство (20) для определения объемного содержания газа в проточном материале, протекающем через расходомер (5), содержащее:
интерфейс (201) для приема частотной характеристики проточного материала, и
систему (203) обработки данных, связанную с интерфейсом (201) и предназначенную для приема частотной характеристики от интерфейса (201), разложения частотной характеристики по меньшей мере на частотную составляющую газа и частотную составляющую флюида, и определения объемного содержания газа по частотной характеристике и одной или более составляющей из группы, состоящей из частотной составляющей газа и частотной составляющей флюида.

2. Измерительное электронное устройство (20) по п.1, отличающееся тем, что объемное содержание газа содержит объемное содержание воздуха.

3. Измерительное электронное устройство (20) по п.1, отличающееся тем, что интерфейс (201) содержит дискретизатор (202), предназначенный для оцифровки частотной характеристики.

4. Измерительное электронное устройство (20) по п.1, отличающееся тем, что система (203) обработки данных дополнительно предназначена для приема сигнала первого датчика и сигнала второго датчика из расходомера (5), формирования девяностоградусного фазового сдвига по сигналу первого датчика, и вычисления частотной характеристики с использованием девяностоградусного фазового сдвига.

5. Измерительное электронное устройство (20) по п.1, отличающееся тем, что система (203) обработки данных дополнительно предназначена для приема сигнала первого датчика и сигнала второго датчика из расходомера (5), формирования девяностоградусного фазового сдвига по сигналу первого датчика, и вычисления частотной характеристики с использованием сигнала первого датчика и девяностоградусного фазового сдвига.

6. Измерительное электронное устройство (20) по п.1, отличающееся тем, что система (203) обработки данных дополнительно предназначена для разложения частотной характеристики посредством обработки частотной характеристики одним или более фильтрами, которые по существу отфильтровывают одну из частотной составляющей газа и частотной составляющей флюида.

7. Измерительное электронное устройство (20) по п.1, отличающееся тем, что система (203) обработки данных дополнительно предназначена для разложения частотной характеристики посредством обработки частотной характеристики узкополосным режекторным фильтром, который по существу отфильтровывает одну из частотной составляющей газа и частотной составляющей флюида.

8. Измерительное электронное устройство (20) по п.1, отличающееся тем, что система (203) обработки данных дополнительно предназначена для разложения частотной характеристики посредством фильтрации частотной характеристики первым фильтром, который по существу отфильтровывает частотную составляющую газа и по существу пропускает частотную составляющую флюида, и фильтрации частотной характеристики вторым фильтром, который по существу отфильтровывает частотную составляющую флюида и по существу пропускает частотную составляющую газа, при этом первый фильтр выдает частотную составляющую флюида, а второй фильтр выдает частотную составляющую газа.

9. Измерительное электронное устройство (20) по п.1, отличающееся тем, что система (203) обработки данных дополнительно предназначена для разложения частотной характеристики посредством обработки частотной характеристики фильтром нижних частот с частотой среза нижних частот фильтра нижних частот, находящуюся по существу выше частотной составляющей флюида, и фильтром нижних частот, по существу пропускающим частотную составляющую флюида и по существу отфильтровывающим частотную составляющую газа, и обработки частотной характеристики фильтром верхних частот, с частотой среза верхних частот фильтра верхних частот, находящуюся по существу ниже частотной составляющей газа, и фильтром верхних частот, по существу пропускающим частотную составляющую газа и по существу отфильтровывающим частотную составляющую флюида, при этом фильтр нижних частот выдает частотную составляющую флюида, а фильтр верхних частот выдает частотную составляющую газа.

10. Измерительное электронное устройство (20) по п.1, отличающееся тем, что система (203) обработки данных дополнительно предназначена для определения объемного содержания газа посредством расчета общей плотности по частотной характеристике, расчета плотности флюидного компонента по частотной составляющей флюида, расчета плотности газового компонента по частотной составляющей газа, и расчета объемного содержания газа в качестве отношения плотности флюидного компонента минус общая плотность, деленные на плотность флюидного компонента минус плотность газового компонента.

11. Измерительное электронное устройство (20) по п.1, отличающееся тем, что расходомер (5) содержит расходомер (5) Кориолиса.

12. Способ для определения объемного содержания газа в проточном материале, протекающем через расходомер, заключающийся в том, что:
принимают частотную характеристику проточного материала,
раскладывают частотную характеристику по меньшей мере на частотную составляющую газа и частотную составляющую флюида, и
определяют объемное содержание газа по частотной характеристике и одной или более составляющих из группы, состоящей из частотной составляющей газа и частотной составляющей флюида.

13. Способ по п.12, отличающийся тем, что объемное содержание газа содержит объемное содержание воздуха.

14. Способ по п.12, отличающийся тем, что для получения частотной характеристики дополнительно:
принимают сигнал первого датчика и сигнал второго датчика из расходомера,
формируют девяностоградусный фазовый сдвиг по сигналу первого датчика, и
вычисляют частотную характеристику с использованием девяностоградусного фазового сдвига.

15. Способ по п.12, отличающийся тем, что для получения частотной характеристики дополнительно:
принимают сигнал первого датчика и сигнал второго датчика из расходомера,
формируют девяностоградусный фазовый сдвиг по сигналу первого датчика, и
вычисляют частотную характеристику с использованием сигнала первого датчика и девяностоградусного фазового сдвига.

16. Способ по п.12, отличающийся тем, что для разложения обрабатывают частотную характеристику одним или более фильтрами, которые по существу отфильтровывают одну составляющую из частотной составляющей газа и частотной составляющей флюида.

17. Способ по п.12, отличающийся тем, что для разложения обрабатывают частотную характеристику узкополосным режекторным фильтром, который по существу отфильтровывает одну составляющую из частотной составляющей газа и частотной составляющей флюида.

18. Способ по п.12, отличающийся тем, что для разложения:
фильтруют частотную характеристику первым фильтром, который по существу отфильтровывает частотную составляющую газа и по существу
пропускает частотную составляющую флюида, и
фильтруют частотную характеристику вторым фильтром, который по существу отфильтровывает частотную составляющую флюида и по существу пропускает частотную составляющую газа,
при этом первый фильтр выдает частотную составляющую флюида, а второй фильтр выдает частотную составляющую газа.

19. Способ по п.12, отличающийся тем, что для разложения:
обрабатывают частотную характеристику фильтром нижних частот с частотой среза нижних частот фильтра нижних частот, находящейся по существу выше частотной составляющей флюида, при этом фильтр нижних частот по существу пропускает частотную составляющую флюида и по существу отфильтровывает частотную составляющую газа, и обрабатывают частотную характеристику фильтром верхних частот, с частотой среза верхних частот фильтра верхних частот, находящейся по существу ниже частотной составляющей газа, при этом фильтр верхних частот по существу пропускает частотную составляющую газа и по существу отфильтровывает частотную составляющую флюида, при этом фильтр нижних частот выдает частотную составляющую флюида, а фильтр верхних частот выдает частотную составляющую газа.

20. Способ по п.12, отличающийся тем, что для определения:
рассчитывают общую плотность по частотной характеристике, рассчитывают плотность флюидного компонента по частотной составляющей флюида,
рассчитывают плотность газового компонента по частотной составляющей газа, и
рассчитывают объемное содержание газа в качестве отношения плотности флюидного компонента минус общая плотность, деленные на плотность флюидного компонента минус плотность газового компонента.

21. Способ по п.12, отличающийся тем, что расходомер содержит расходомер Кориолиса.

22. Способ для определения объемного содержания газа в проточном материале, протекающем через расходомер, заключающийся в том, что:
принимают частотную характеристику проточного материала,
обрабатывают частотную характеристику узкополосным режекторным фильтром, который по существу отфильтровывает одну составляющую из частотной составляющей газа и частотной составляющей флюида, и
определяют объемное содержание газа по частотной характеристике и одной или более составляющих из частотной составляющей газа и частотной составляющей флюида.

23. Способ по п.22, отличающийся тем, что объемное содержание газа содержит объемное содержание воздуха.

24. Способ по п.22, отличающийся тем, что для получения частотной характеристики дополнительно:
принимают сигнал первого датчика и сигнал второго датчика из расходомера,
формируют девяностоградусный фазовый сдвиг по сигналу первого датчика, и
вычисляют частотную характеристику с использованием девяностоградусного фазового сдвига.

25. Способ по п.22, отличающийся тем, что для получения частотной характеристики дополнительно:
принимают сигнал первого датчика и сигнал второго датчика из расходомера,
формируют девяностоградусный фазовый сдвиг по сигналу первого датчика, и
вычисляют частотную характеристику с использованием сигнала первого датчика и девяностоградусного фазового сдвига.

26. Способ по п.22, отличающийся тем, что для определения:
рассчитывают общую плотность по частотной характеристике,
рассчитывают плотность флюидного компонента по частотной составляющей флюида, если частотная составляющая газа отфильтрована узкополосным режекторным фильтром, или рассчитывают плотность газового компонента, если отфильтрована частотная составляющая флюида,
оценивают плотность газового компонента, если частотная составляющая газа отфильтрована узкополосным режекторным фильтром, или оценивают плотность флюидного компонента, если отфильтрована частотная составляющая флюида,
рассчитывают объемное содержание газа в качестве отношения плотности флюидного компонента минус общая плотность, деленные на плотность флюидного компонента минус плотность газового компонента.

27. Способ по п.22, отличающийся тем, что расходомер содержит расходомер Кориолиса.

28. Способ определения объемного содержания газа в проточном материале, протекающем через расходомер, заключающийся в том, что:
принимают частотную характеристику проточного материала,
фильтруют частотную характеристику первым фильтром, который по существу отфильтровывает частотную составляющую газа и по существу пропускает частотную составляющую флюида, при этом первый фильтр выдает частотную составляющую флюида,
фильтруют частотную характеристику вторым фильтром, который по существу отфильтровывает частотную составляющую флюида и по существу пропускает частотную составляющую газа, при этом второй фильтр выдает частотную составляющую газа,
определяют объемное содержание газа по частотной характеристике и одной или более из частотной составляющей газа и частотной составляющей флюида.

29. Способ по п.28, отличающийся тем, что объемное содержание газа содержит объемное содержание воздуха.

30. Способ по п.28, отличающийся тем, что для получения частотной характеристики дополнительно:
принимают сигнал первого датчика и сигнал второго датчика из расходомера,
формируют девяностоградусный фазовый сдвиг по сигналу первого датчика, и
вычисляют частотную характеристику с использованием девяностоградусного фазового сдвига.

31. Способ по п.28, отличающийся тем, что для получения частотной характеристики:
принимают сигнал первого датчика и сигнал второго датчика из расходомера,
формируют девяностоградусный фазовый сдвиг по сигналу первого датчика, и
вычисляют частотную характеристику с использованием сигнала первого датчика и девяностоградусного фазового сдвига.

32. Способ по п.28, отличающийся тем, что для определения:
рассчитывают общую плотность по частотной характеристике,
рассчитывают плотность флюидного компонента по частотной составляющей флюида,
рассчитывают плотность газового компонента по частотной составляющей газа, и
рассчитывают объемное содержание газа в качестве отношения плотности флюидного компонента минус общая плотность, деленные на плотность флюидного компонента минус плотность газового компонента.

33. Способ по п.28, отличающийся тем, что расходомер содержит расходомер Кориолиса.

34. Способ по п.28, отличающийся тем, что первый фильтр содержит фильтр нижних частот, а второй фильтр содержит фильтр верхних частот.