【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于测量固体/液体混合物流的浓度参数的系统，特别是疏浚管线中的疏浚流。本专利技术还涉及一种测量设备，该测量设备包括用于测量固体/液体混合物流的浓度参数的系统和测速单元。本专利技术还涉及一种用于测量固体/液体混合物(m)(特别是疏浚物)的浓度参数的方法。
技术介绍
1、测量材料流在输送管道中的浓度参数对于在它们的操作中使用液压输送的行业是很重要的。这样的行业的例子是疏浚，湿采矿，海上钻井和隧道掘进。例如，在疏浚操作期间，监测固体/水混合物以及混合物的速度是至关重要的，一方面可以观察疏浚操作的效率，另一方面可以避免疏浚管线淤塞。
2、在疏浚、采矿和隧道掘进等行业应用中，已知有几种监测浆液密度的技术和方法。在那些领域中，通常使用基于放射性活动和放射性源的密度计来监测浆液。这种类型的监测有许多缺点。首先，只有经过认证的人员才能使用这些密度计。此外，放射源的完整的搬动和运输需要特别的许可证，并且必须采取特别的预防措施。由于这类密度计的所有这些缺点，需要一种更节省的然而同时确保密度测量中的相同或更高精度的替代方法。
3、利用电磁波来确定液体/固体混合物的密度也是已知的。在wo 2008/069670 a1中给出了这种系统的一个实例，其使用贴片天线来测量固体/液体混合物的浓度参数。wo2008/069670 a1中的系统包括钢制管道，该钢制管道用介电层(内衬)保护，其中一对贴片天线嵌入那个内衬中。天线的方向共线，因此无线电波在天线之间以直线发送。贴片天线之间的信号传输取决于待测混合物的特性。然而，在实
4、在这种背景中，us4755743a描述了一种用于测量在工艺管道内流动的混合物的湿度的装置，其中介质波导嵌入到工艺管道的壁中。介电环由金属三面包围并且与待测材料的相互作用较差。因此，管道中的材料特性的变化只轻微的影响波的传播。
技术实现思路
1、本专利技术旨在提供一种用于测量固体/液体混合物流的浓度参数的系统，其中，更好地限定了一定体积的待测混合物。这进而又保持了已限定的进入到浆液管线中的传播模式。
2、作为另一方面，本专利技术旨在提供一种用于测量固体/液体混合物流的浓度参数的系统，其中，该系统更适合与管道区段整体形成。
3、作为另一方面，本专利技术旨在提供一种用于测量固体/液体混合物流的浓度参数的系统，其中，该系统可以容易地与需要在混合物与管道壁之间具有介电内衬的另一测量系统相结合，例如，本身已知的混合物测速系统。在这种背景中，相关的是，管道在测量区段中通常内衬有一层保护性聚合物或聚合物复合材料和高硬度陶瓷材料。原因是运输的材料具有磨蚀特性，并且因此可能会对导管逐渐造成损坏。这就使得内衬有介电层的钢制管道。换句话说，这一方面旨在提供开始进入到具有介电内衬的浆液输送管道的传播模式以用于测量含水混合物中固体颗粒的浓度的解决方案。
4、最后，本专利技术旨在提供一种用于测量固体/液体混合物流的浓度参数的可替代的系统。
5、因此，本专利技术提供了一种用于测量固体/液体混合物(m)流的浓度参数的系统，该系统包括：
6、-天线装置，用于将电磁能供给到一定体积的待测混合物(mixture under test，mut)中，并且接收从一定体积的待测混合物返回的响应；
7、-电磁信号电源，与天线装置操作性地联接；
8、-评估单元，与天线装置操作性地联接，以用于评估从一定体积的待测混合物返回的响应；
9、其中，天线装置包括绝缘的环状传导天线构件，该环状传导天线构件具有用于使固体/液体混合物(m)流从其穿过的开口，其中，环状传导天线构件及其开口限定待测混合物的测量体积，并且其中，电磁信号电源和环状传导天线构件配置成使得天线装置提供电磁波通过待测混合物的传输路径。
10、电磁信号电源和环状传导天线构件可以以如下提及的任何适合的方式进行操作，以提供电磁波通过待测混合物的传输路径。电磁信号电源和环状传导天线构件可以在波导模式、共振模式下操作，并且可以激发te、tm和tem模式一种或多种。重要的是，电磁能与一定体积的待测混合物相互作用。
11、包括环状传导天线构件的天线装置提供了使系统与管道区段整体形成的可能性，而无需修改管道区段的结构。因此，不损害管道区段的强度。
12、在疏浚系统中，通常安装浓度参数测量装置和测速系统。一种常见的测速系统是基于霍尔效应的，并且其要求待测混合物与金属管道壁电绝缘。因此，以及出于其他原因，设置了内衬。只有测量端子接触待测混合物才能获得霍尔效应。内衬内嵌有金属环，以保护内衬免受疏浚混合物的磨损。在与测速系统整体形成的情况下，测速系统的现有端部环可以令人惊讶地起到这种环状传导天线构件的作用。因此，可以缩短这种组合系统的安装长度。实际上，目前的专利技术是基于这样一种见解，即作为测速系统一部分的端部环实际上可以用作天线构件。同一体积的待测混合物既可以用于测速，也可以用于测量浓度参数。如所提及的，这缩短了安装长度。这在疏浚船的情况下是非常重要的。
13、环状传导天线构件可以是打开的，但优选的是闭合环。该环可以是单件的，或者可以具有分层结构。该环的截面可以是空心的，但优选的是实心环。因此，清楚地是，环状传导天线构件的配置有一定的自由度，只要该环是传导的即可。该环可以在波导共振模式下操作，然而任何适合的操作模式也是可能的。
14、浓度参数是指混合物的水含量与固体物质含量之间的比率。
15、“返回的响应”是指例如电磁信号的衰减、反射、反射次数、振幅变化、相位变化或任何其他可想象的由待测混合物引起的信号参数变化。
16、绝缘的天线构件是说天线构件是电绝缘的。因此，在天线构件与电接地件(通常是金属管)之间会形成电场。天线构件包含金属，可以部分地由金属制成，也可以由实心金属制成，只要该天线构件能在天线构件与电接地件之间形成电场即可。
17、根据本专利技术的系统可以用于水以及盐水的连续多相混合物，因此用于其中具有最少50％水分含量的混合物，并且在该混合物中悬浮有固体物质。在这种固体/液体混合物中，向水中添加任何数量的泥土将导致总混合物的介电常数的显著降低。这是由于在甚高频波段(vhf band)中具有介电常数(dielectric constant)为εr＝79的水的电容率(electrical permittivity)与本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.用于测量固体/液体混合物(M)流的浓度参数的系统(1)，所述系统包括：
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述环状传导天线构件包括闭合环。
3.根据前一权利要求所述的系统，其中，所述环状传导天线构件具有预定位置，所述预定位置特别地是沿径向垂直于所述固体/液体混合物的行进方向。
4.根据前一权利要求所述的系统，其中，所述环状传导天线构件包含硬质钢，特别地其中，所述环状传导天线构件由硬质钢制成。
5.根据前一权利要求所述的系统，其中，在使用中，所述环状传导天线构件与所述固体/液体混合物(M)接触。
6.根据前一权利要求所述的系统，其中，所述天线装置包括多个天线构件。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述天线装置包括两个环状传导天线构件，这两个环状传导天线构件相互间隔开以确定在这两个环状传导天线构件之间的所述待测混合物的体积。
8.根据前一权利要求所述的系统，其中，所述电磁信号电源配置成引起所述环状传导天线构件的共振模式，并且其中，所述环形天线的周长等于所述电磁信号电源的输出信号的多个波长。<...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.用于测量固体/液体混合物(m)流的浓度参数的系统(1)，所述系统包括：
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述环状传导天线构件包括闭合环。
3.根据前一权利要求所述的系统，其中，所述环状传导天线构件具有预定位置，所述预定位置特别地是沿径向垂直于所述固体/液体混合物的行进方向。
4.根据前一权利要求所述的系统，其中，所述环状传导天线构件包含硬质钢，特别地其中，所述环状传导天线构件由硬质钢制成。
5.根据前一权利要求所述的系统，其中，在使用中，所述环状传导天线构件与所述固体/液体混合物(m)接触。
6.根据前一权利要求所述的系统，其中，所述天线装置包括多个天线构件。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述天线装置包括两个环状传导天线构件，这两个环状传导天线构件相互间隔开以确定在这两个环状传导天线构件之间的所述待测混合物的体积。
8.根据前一权利要求所述的系统，其中，所述电磁信号电源配置成引起所述环状传导天线构件的共振模式，并且其中，所述环形天线的周长等于所述电磁信号电源的输出信号的多个波长。
9.根据前一权利要求所述的系统，其中，所述评估单元(17)包括：传输单元，与所述电磁电源联接；接收单元，与所述天线装置联接，以用于接收从一定体积的所述待测混合物返回的所述响应；以及处理单元，用于处理所述响应。
10.根据前一权利要求所述的系统，其中，所述评估单元配置成提供从一定体积的所述待测混合物返回的所述响应的振幅检测和相位检测。
11.根据前一权利要求所述的系统，其中，所述评估单元配置成控制从所述电磁电源到所述天线装置的能量供给，使得所述评估单元以闭环方式评估在操作期间的所述能量供给。
12.根据前一权利要求所述的系统，包括至少一个调谐构件，所述调谐构件与所述环状传导天线构件接触以用于确定所述环状传导天线构件的共振模式和对应的共振频率，所述调谐构件例如是短接引脚。
13.一种测量设备，包括根据前述权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：克雷兹托夫·斯坦尼斯劳·扎奇，布拉姆·布赖恩·菲瑟，雅各布·奥斯纳布鲁格，
申请(专利权)人：IHC荷兰IE有限公司，
类型：发明
国别省市：
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