公开了一种用于检测在超声波流量计中的沉积物堆积的方法和系统。至少一些说明性实施例是这样的超声波流量计，包括：卷筒，被配置使得在流体流中耦接；第一传感器对，被机械安装到所述卷筒，并且被配置使得流动地耦接到所述流体流(其中，所述第一传感器对包括上游传感器和与所述上游传感器具有工作关系的下游传感器，并且在其间限定了第一弦)；以及电子部件，被电耦接到所述第一传感器对。所述电子部件被配置使得检测在所述卷筒的内部表面上的沉积物堆积。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于检测在超声波流量计中的沉积物堆积的方法和系统
技术介绍
在碳氢化合物从大地移出后，经由管线将流体流(例如原油或者天然气)从一个地方传送到另一个地方。期望精确地了解在这种流中流动的流体量，并且特别当所述流体交易时或者“交易计量(custodytransfer)”时更需要精确测量。但是，即使当未发生交易计量时，也期望精度测量。超声波流量计可以用于诸如交易计量的场合。在超声波流量计中，在一对或多对传感器之间的待测的整个流体流来回地发送声音信号。每个传感器对被安置在流量计主体或者卷筒(spool piece)中，使得从一个传感器向另一个传感器传播的声音信号以一个角度与流过流量计的流体相交。流量计中的电子部件测量声音信号从下游传感器向上游传感器传播所需要的传导时间和声音信号从上游传感器向下游传感器传播所需要的传导时间之间的差。然后，将在传导时间上的所述差用于计算通过流量计的流体的平均速度和容积流量。在管线中的超声波流量计的运行期间，可能在流量计的内部表面上形成沉积物。 例如，液体超声波流量计可能用于测量通常会包含蜡的原油。随着时间的过去，在流量计的内部表面上逐渐堆积蜡沉积物。所述沉积物堆积可能引起在声音信号的所测量的传导时间上的不精确，并且减少了流量计的有效横截面流道面积，这两者都在所计算的通过流量计的容积流量上产生误差。
技术实现思路
通过一种用于检测在超声波流量计中的沉积物堆积的方法和系统来至少部分地解决上述的问题。至少一些说明性实施例是包括超声波流量计和电子部件的系统。所述超声波流量计包括卷筒，所述卷筒被配置用来在流体流中耦接；第一传感器对，被机械地安装到所述卷筒上，并且被配置用来流动地耦接到所述流体流；以及，电子部件，电耦接到所述第一传感器对。所述第一传感器对包括上游传感器和与所述上游传感器具有工作关系的下游传感器，并且在其间限定了第一弦。所述电子部件被配置用来根据在所述第一传感器对之间传送的声音信号来确定诊断数据，所述诊断数据包括穿过所述流体的声速。所述电子部件还被配置用来根据穿过所述流体的声速的趋向(trend)来检测在所述卷筒的内部表面上的沉积物堆积。其他说明性实施例是这样的方法，所述方法包括根据在超声波流量计的传感器对之间传送的声音信号来确定诊断数据，所述诊断数据包括穿过流经所述超声波流量计的流体的声速。这些方法还包括判定穿过所述流体的声速随着时间的趋向；并且，使用被判定了趋向的穿过所述流体的声速来检测在所述超声波流量计的内部表面上的沉积物厚度。其他说明性实施例是计算机可读介质，包括多个指令，所述指令当被处理器执行时使得所述处理器使用基于在传感器对之间传送的声音信号的诊断数据的趋向来检测在超声波流量计中的沉积物堆积，所述诊断数据包括穿过流过所述超声波流量计的流体的声速。所公开的系统和方法包括克服现有技术的缺陷的特征和优点的组合。在阅读了下面的详细说明后并且通过参考附图，如上所述的各个特征以及其他特征对于的本领域内的技术人员将是容易清楚的。附图说明为了详细地说明各个实施例，现在参考附图，其中图1图解了超声波流量计的剖视顶视图；图2图解了根据至少一些实施例的超声波流量计的端视图，其中包括卷筒和弦路径 A-D ；图3图解了根据至少一些实施例的超声波流量计的顶视图，其包括安装有几对传感器的卷筒；图4描述了用于检测沉积物堆积的说明性方法实施例；图5A和5B示意地描述了具有沉积物堆积的超声波流量计的径向和轴向横截面视图；以及图6描述了一种用于量化沉积物堆积并且校正容积流量来说明沉积物堆积的说明性方法实施例。符号和命名在整个以下的说明书和权利要求中使用某些的术语来表示特定的系统部件。本文不打算区分名称不同而非功能不同的部件。在下面的说明书和在权利要求中，以按扩充的方式使用术语“包括”，因此术语“包括”应当被解释为“包括，但是不限于”。而且，术语“耦接”意欲表示间接连接或者直接连接。因此，如果第一装置耦接到第二装置，则该连接可以是直接连接，或者是通过经由其他装置和连接的间接连接。具体实施例方式图1图解了根据至少一些实施例的适合于测量诸如液体或者气体的流体流的超声波流量计。适合于布置在管线的各分段之间的卷筒100具有预定尺寸，并且限定了测量截面。传感器对120和130和它们各自的外壳125和135沿着卷筒100的长度定位。传感器120和130是超声波收发器，这表示它们都产生和接收超声波信号。在这个上下文中的 “超声波”表示声音信号，在一些实施例中，所述声音信号具有大于大约20千赫兹的频率。 在一些实施例中，超声波信号具有大约125千赫(用于气量计)和1兆赫(用于液体计) 的频率。与频率无关，可以由在每个传感器中的压电元件来产生和接收声音信号。为了产生超声波信号，所述压电元件被通过电来刺激，并且其通过振动来响应。所述压电元件的振动产生超声波信号，所述超声波信号通过卷筒100而传播穿过流体，到达传感器对的对应传感器。在被超声波信号冲击后，接收压电元件振动，并且产生电信号，所述电信号通过与所述流量计相关联的电子部件检测、数字化和分析。在传感器120和130之间相对于中线105成角度θ存在有时被称为“弦”的路径 110。“弦” 110的长度是在传感器120的表面到传感器130的表面之间的距离。点140和5145限定了其中由传感器120和130产生的声音信号进入和离开流过卷筒100的流体的位置。可以通过角度θ、在传感器120和130之间测量的第一长度L、对应于在点140和145 之间的轴向距离的第二长度X和对应于管道或者卷筒直径的第三长度D来限定传感器120 和130的位置。在大多数情况下，在流量计制造期间，精确地确定距离D、X和L。而且，诸如120和130的传感器通常分别被布置在与点140和145特定距离处，而不论流量计大小 (即卷筒直径)如何。起初，下游传感器120产生超声波信号，所述超声波信号传播到并且冲击上游传感器130。一段时间之后，上游传感器130产生返回超声波信号，所述返回超声波信号传播到并且冲击下游传感器120。因此，传感器120和130使用超声波信号115沿着弦路径110 进行“收发”。在运行期间，对于每个传感器对，这个序列每分钟可以发生几千次。流体在卷筒100中沿方向150以速度分布(profile) 152来流动。速度向量 153-158说明了通过卷筒100的速度朝着中线105而增大。在传感器120和130之间的超声波信号115的传导时间部分地依赖于超声波信号115是否相对于流体流向上游或者下游传播。向下游(即在与所述流相同的方向上)传播的超声波信号115的传导时间小于当向上游传播时的传导时间(即与所述流相反)。上游和下游传导时间可以用于计算沿着弦路径110的平均速度，并且也可以用于计算在流体流中的声速。在给定承载流体的流量计的横截面测量和平均速度的情况下，可以计算流过卷筒100的流体的体积。为了更精确地确定在流量计截面上的平均速度，超声波流量计包括多个路径。图 2图解了多径超声波流量计。在这些实施例中，卷筒100在穿过流体流的不同级处，包括弦路径A 225、弦路径B 230、弦路径C 235和弦路径D 240。在替代实施例中，所述多径流量计可以包括不同数量的弦路径。每个弦路径A-D对应于交替本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种系统，包括：超声波流量计，包括：卷筒，所述卷筒被配置使得在流体流中耦接；以及第一传感器对，机械地安装到所述卷筒，并且被配置使得流动地耦接到所述流体流，所述第一传感器对包括上游传感器和与所述上游传感器具有工作关系的下游传感器并且在其间限定了第一弦；以及电子部件，所述电子部件电耦接到所述第一传感器对，所述电子部件被配置用来：根据在所述第一传感器对之间传送的声音信号来确定诊断数据，所述诊断数据包括穿过所述流体的声速；以及根据穿过所述流体的声速的趋向来检测在所述卷筒的内部表面上的沉积物堆积。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2007.10.16 US 11/872,8391.一种系统，包括 超声波流量计，包括卷筒，所述卷筒被配置使得在流体流中耦接；以及第一传感器对，机械地安装到所述卷筒，并且被配置使得流动地耦接到所述流体流，所述第一传感器对包括上游传感器和与所述上游传感器具有工作关系的下游传感器并且在其间限定了第一弦；以及电子部件，所述电子部件电耦接到所述第一传感器对，所述电子部件被配置用来根据在所述第一传感器对之间传送的声音信号来确定诊断数据，所述诊断数据包括穿过所述流体的声速；以及根据穿过所述流体的声速的趋向来检测在所述卷筒的内部表面上的沉积物堆积。2.根据权利要求1的系统，其中，所述电子部件的至少一些被容纳在所述流量计中。3.根据权利要求1的系统，其中，所述电子部件的至少一些远离所述流量计。4.根据权利要求1的系统，其中，所述电子部件还被配置使得确定所述沉积物堆积的厚度。5.根据权利要求4的系统，其中，所述电子部件还被配置使得当所述沉积物厚度超过阈值时产生信号。6.根据权利要求1的系统，其中，所述电子部件还被配置用来确定由所述沉积物堆积引起的、经过所述流量计的容积流量的改变。7.根据权利要求1的系统，其中，所述诊断数据还包括在所述第一传感器对之间的传导时间，并且其中，所述电子部件还被配置用来计算穿过所述流体的声速。8.根据权利要求1的系统，其中，所述电子部件还被配置用来存储所述诊断数据。9.一种方法，包括根据在超声波流量计的传感器对之间发送的声音信号来确定诊断数据，所述诊断数据包括穿过流经所述超声波流量计的流体的声速；判定穿过所述流体的声速随着时间的趋向；并且，使用判定了趋向的穿过所述流体的声速来检测在所述超声波流量计的内部表面上的沉积物...
【专利技术属性】
技术研发人员：亨利·查尔斯·小斯特劳布，
申请(专利权)人：丹尼尔度量和控制公司，
类型：发明
国别省市：US
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