Detection of particles in a fluid

Details Detection of particles in a fluid Detection of particles in a fluid

G - Physics

01

N

G01N 15/06 (2006.01) G01N 27/74 (2006.01)

Patent

CA 2117871

A device to detect the presence of particles, principally metallic particles, in fluid lines. The fluid to be sampled flows through a former on which is wound a coil assembly comprising a sensor coil flanked upstream and downstream by two field coils. The former is constructed with a double wall and air gap such that pressure fluctuations in the fluid are not transmitted to the coil assembly to adversely affect the positions and readings of the coils. The field coils are driven by a high frequency signal derived from a crystal oscillator and the upstream and downstream sections are wound in opposite directions such that the magnetic field from each section is cancelled out in the plane of the sense coil. When a ferromagnetic or conductive particle passes through the winding structure, the coupling in the sense coil is disturbed as the particle first interacts with the field in the upstream section of the field coil and later with the field in the downstream section of the field coil as it passes through the Sensor Coil Assembly (SCA). A characteristic signature is generated in the sense coil which results from the vector summation of these transient imbalance signals with the steady-state signal from the opposed field coils. Analysis of the phase of this signature can be used to detect and distinguish between the presence of ferromagnetic and non-ferromagnetic conductive particles. Since ferromagnetic and non-ferromagnetic conductive particles interact with the field via permeability and eddy current effects respectively, the transient phase signature has a characteristic lag-lead or lead-lag sequence depending on the nature of the particle.

Dispositif servant à détecter la présence de particules, principalement de particules métalliques, dans les conduites de liquide. Le liquide à échantillonner s'écoule dans un manchon sur lequel est enroulé un dispositif à bobine comprenant une bobine de détection flanquée en amont et en aval de deux bobines de champ. Le manchon a une construction à double paroi et entrefer pour éviter que les fluctuations de pression dans le liquide ne soient transmises au dispositif à bobine et n'influent négativement sur les positions et sur les lectures des bobines. Les bobines de champ sont excitées par un signal à haute fréquence provenant d'un oscillateur à cristal et les sections amont et aval sont enroulées en sens opposé de sorte que le champ magnétique de chaque section est annulé dans le plan de la bobine de détection. Lorsqu'une particule ferromagnétique ou conductrice passe par la structure de l'enroulement, la liaison dans la bobine de détection est perturbée étant donné que la particule interagit d'abord avec le champ dans la section amont de la bobine de champ et, plus tard, avec le champ dans la section aval de la bobine de champ au moment où elle passe par le dispositif de bobine de détection (SCA). Une signature caractéristique est produite dans la bobine de détection, laquelle provient de la somme vectorielle des signaux asymétriques transitoires avec le signal d'état permanent des bobines de champ opposées. L'analyse de la phase de cette signature peut être utilisée pour détecter la présence de particules ferromagnétiques et non ferromagnétiques conductrices et les distinguer entre elles. Comme les particules ferromagnétiques et non ferromagnétiques conductrices interagissent avec le champ à cause des effets de la perméabilité et des courants de Foucault respectivement, la signature de phase transitoire a une séquence caractéristique retard-avance ou avance-retard selon la nature de la particule.

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