G - Physics – 01 – F
Patent
G - Physics
01
F
G01F 1/66 (2006.01) G01P 5/18 (2006.01) G01P 5/24 (2006.01)
Patent
CA 2188145
The present invention relates to an acoustic measurement method of low measurement for the determination of fluid flow velocity (v), volumetric flow (Q) and/or mass flow rate (M) in a measurement pipe section (1) by way of determining over an exactly determined length (~a~b) the downstream propagation time TD and upstream propagation time TU for naturally occurring and/or artificially generated acoustic wave modes (15, 16) propagating upstream and downstream in a measurement pipe (1) section in the form of plane wavefronts at a low frequency. The pairwise opposed transducers (11, 12; 13, 14) mounted on the measurement pipe section (1) are configured by delaying, scaling and summing of the signals into at least two direction-discriminating filters of which one eliminates signals related to downstream acoustic waves while the other eliminates signals related to the upstream acoustic waves in the measurement pipe section (1). The output signals of direction- discriminating filters performing filtering in the same direction are compared with each other by forming a symmetrical equilibrium function with respect to their delay variable from a) the cross correlation function, b) the time integral of the squared difference, or c) the time integral of the squared sum, of the output signals, whereby one of the listed alternative functions is computed for acoustic waves in both downstream and upstream directions. These equilibrium functions are maximally symmetrical with respect to their maxima or minima when the direction-discriminating filtering is made properly and the correct values of the acoustic wavefront propagation times TD and TU for use in the computation of both the measurement result (v, c, Q and/or M) given by the method and the values of the delay time variables employed in the direction-discriminating filters are determined from these, maximally symmetrical equilibrium functions with the help of a certain, predetermined algorithm.
La présente invention se rapporte à un procédé de mesure acoustique d'écoulement, permettant de déterminer une vitesse d'écoulement (v) de fluides, un débit volumétrique (Q) et/ou un débit massique (M) dans un segment de tuyau (1) à mesurer. Ce procédé consiste à déterminer, sur une longueur déterminée de manière exacte (~a~b), le temps de propagation en aval T¿D? et le temps de propagation en amont T¿U? de modes d'ondes acoustiques naturelles et/ou produites artificiellement (15, 16) se propageant en amont et en aval dans un segment dans un tuyau (1) sous forme de fronts d'ondes planes de basse fréquence. Des transducteurs opposés par couples (11, 12, 13, 14) montés sur ledit segment (1) sont configurés par retard, mise à l'échelle et totalisation de signaux dans au moins deux filtres sélectifs par rapport à la direction, dont l'un élimine les signaux associés aux ondes acoustiques en aval tandis que l'autre élimine les signaux associés aux ondes acoustiques en amont dans le segment de tuyau (1). Les signaux de sortie des filtres sélectifs effectuant le filtrage dans la même direction sont comparés entre eux par obtention d'une fonction d'équilibre symétrique par rapport à leur variable de retard à partir (a) de la fonction de corrélation croisée, (b) de l'intégrale de temps de la différence élevée au carré ou (c) de l'intégrale de temps de la somme élevée au carré des signaux de sortie, l'une des fonctions possibles précitées étant calculée pour des ondes acoustiques à la fois dans la direction en amont et dans la direction en aval. Ces fonctions d'équilibre présentent une symétrie maximale par rapport à leurs valeurs maximales ou minimales lorsque le filtrage sélectif par rapport à la direction est correctement effectué. Les valeurs correctes des temps de propagation T¿D? et T¿U? des fronts d'ondes acoustiques utilisés pour calculer le résultat des mesures (v, c, Q et/ou M) selon ce procédé, aussi bien que les valeurs des variables de temps de retard utilisés dans les filtres sélectifs, sont déterminées à partir de ces fonctions d'équilibre à symétrie maximale à l'aide d'un certain algorithme prédéterminé.
Sim & Mcburney
Valtion Teknillinen Tutkimuskeskus
LandOfFree
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