Fluid density measurement in pipes using acoustic pressures

Details Fluid density measurement in pipes using acoustic pressures Fluid density measurement in pipes using acoustic pressures

G - Physics

01

N

G01N 9/00 (2006.01) G01N 9/24 (2006.01)

Patent

CA 2461441

The density of at least one fluid in a pipe is determined using a pair of effective sound speeds a1eff and a2eff of the fluid/pipe system. The pair of effective sound speed measurements is taken at two sensing regions along the pipe wherein each of the sensing regions has a different cross sectional area compliance. The pair of effective sound speeds a1eff and a2eff is provided to signal processing logic (60), which determines the density of the fluid flowing in the pipe. The effective sound speeds a1eff and a2eff may be provided by a pair of sound speed meters positioned at the sensing regions wherein the sound speed meters utilize a spatial array of acoustic pressure sensors placed at predetermined axial locations along the pipe. The acoustic pressure sensors measure one-dimensional planar acoustic waves that are lower in frequency (and longer wavelength) signals than those used for ultrasonic flow meters, and thus is more tolerant to inhomogeneities in the flow. In addition, no external acoustic source is required and the meters may operate using passive listening.

Selon l'invention, la densité d'au moins un fluide contenu dans un tube est déterminée au moyen d'un couple de vitesses du son réelles <i>a¿1eff?</i> et <i>a¿2eff?</I> du système fluide/tube. Ledit couple de mesures des vitesses du son réelles est effectué sur deux zones de détection le long du tube, chaque zone de détection présentant une section transversale différente. Ledit couple de vitesses du son réelles <i>a¿1eff?</i> et <i>a¿2eff?</I> est alimenté à une logique de traitement de signal (60) déterminant la densité du fluide parcourant le tube. Les vitesses du son réelles <i>a¿1eff?</i> et <i>a¿2eff?</I> peuvent être mesurées au moyen de détecteurs de la vitesse du son disposés sur les zones de détection, lesdits détecteurs faisant intervenir un réseau spatial de capteurs de pression acoustique disposés à des intervalles axiaux prédéterminés le long du tube. Lesdits capteurs de pression acoustique mesurent des ondes acoustiques planes monodimensionnelles présentant une fréquence inférieure et une longueur d'onde supérieure à celles des signaux employés dans des débitmètres à ultrasons, et se révèlent pas conséquent moins sensibles aux irrégularités du flux. Par ailleurs, aucune source acoustique extérieure n'est nécessaire et les détecteurs peuvent fonctionner en mode d'écoute passive.

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