G - Physics – 01 – F
Patent
G - Physics
01
F
G01F 1/74 (2006.01) G01N 29/024 (2006.01) G01N 29/42 (2006.01) G01N 29/46 (2006.01)
Patent
CA 2335457
At least one parameter of at least one fluid in a pipe (12) is measured using a spatial array of acoustic pressure sensors (14, 16, 18) placed at predetermined ax-ial locations x1,x2,x3 along the pipe (12). The pressure sensors (14, 16, 18) provide acoustic pressure signals P1(t), P2(t), P3(t) on lines (20, 22, 24) which are provided to signal processing logic (60) which deter-mines the speed of sound a mix of the fluid (or mixture) in the pipe (12) using acoustic spatial array signal processing techniques with the direction of propagation of the acoustic signals along the longitudinal axis of the pipe (12). Numerous spatial array processing techniques may be employed to determined the speed of sound a mix. The speed of sound a mix is provided to logic (48) which calculates the percent compo-sition of the mixture, e.g., water fraction, or any other parameter of the mixture or fluid which is related to the sound speed a mix. The logic (60) may also determine the mach number (MX) of the fluid. The acoustic pressure signals P1(t), P2(t), P3(t) measured are lower frequency (and longer wavelength) signals than those used for ul-trasonic flow meters, and thus is more tol-erant to inhomogeneities in the flow. No external source is required and thus may operate using passive listening. The invention will work with arbitrary sensor spacing and with as few as two sensors if certain information is known about the acoustic properties of the system.
La présente invention concerne la mesure d'au moins un paramètre d'au moins un fluide dans une canalisation (12) au moyen d'un réseau spatial de capteurs de pression acoustique (14,16,18) placés axialement de manière prédéterminée à des emplacements x1,x2,x3 le long de la canalisation (12). Les capteurs de pression (14,16,18) envoient des signaux de pression acoustique P1(t), P2(t), P3(t) via des lignes (20,22,24) à une unité logique de traitement (60) qui détermine la vitesse du son amix du fluide (mélange) circulant dans la canalisation (12), à l'aide de techniques de traitement de signal de réseau spatial acoustique, la direction de propagation des signaux acoustiques s'effectuant le long de l'axe longitudinal de la canalisation (12). On peut utiliser de nombreuses techniques de traitement de réseau spatial afin de déterminer la vitesse du son amix. La vitesse du son amix est transmise à l'unité logique (48) qui calcule la composition centésimale du mélange, par exemple, la fraction aqueuse, ou un quelconque des paramètres du mélange ou du fluide qui se rapporte à la vitesse du son amix. L'unité logique (60) peut aussi déterminer le nombre de Mach Mx du fluide. Les signaux de pression acoustique P1(t), P2(t), P3(t) mesurés sont de fréquence plus basse (et de longueur d'onde plus élevée) que ceux utilisés dans les débitmètres ultrasoniques et permettent donc une plus grande tolérance aux inhomogénéités d'écoulement. On utilise une écoute passive car une source extérieure n'est pas nécessaire. La présente invention permet d'opérer avec un espacement arbitraire de capteur et avec un nombre de capteurs qui peut se réduire à deux si certaines informations concernant les propriétés acoustiques du système sont connues.
Gysling Daniel L.
Kersey Alan D.
Paduano James D.
Cidra Corporation
Marks & Clerk
Weatherford/lamb Inc.
LandOfFree
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Profile ID: LFCA-PAI-O-1920840