NO327590B1

NO327590B1 - Framgangsmate for maling av partikler i en fluidstrom, samt en probe for a gjennomfore denne framgangsmaten.

Info

Publication number: NO327590B1
Application number: NO20071215A
Authority: NO
Inventors: Nils Arne Braaten; Viktor Berge; Olav Espejord
Original assignee: Roxar Asa
Priority date: 2007-03-05
Filing date: 2007-03-05
Publication date: 2009-08-31
Also published as: US20100219850A1; NO20071215L; EP2118636A1; WO2008108659A1; EP2118636A4; CA2709978A1

Abstract

Framgangsmåte og probe for måling av partikler i en fluidstrøm ved å måle den elektriske motstanden i et måleelement som en funksjon av erosjon av måleelementet forårsaket av disse partiklene. Det brukes en legering for måleelementene med en betydelig lavere temperaturkoeffisient for motstanden enn 1,9*10^-3 K^-1. Det er særlig fordelaktig dersom det brukes en legering med en temperaturkoeffisient for motstanden, som ikke er større enn omtrent 0,02*10^-3 K^-1, særlig Constantan(r), Manganin(r) eller en liknende legering.

Description

Framgangsmåte for måling av partikler i en fluidstrøm, samt en probe for å gjennomføre denne framgangsmåten

Oppfinnelsen gjelder en framgangsmåte som angitt i innledningen til patentkrav 1, for å registrere partikler, for eksempel sand, i ei væske- eller gasstrøm (fluidstrøm). Videre gjelder oppfinnelsen en probe for dette formålet.

Bakgrunn

En framgangsmåte for å måle mengden av partikkelmateriale i en fluidstrøm, en probe for å gjennomføre denne framgangsmåten og et måleelement for denne proben er beskrevet i US-patentskrift 5211677. Framgangsmåten og en probe med måleelementer, for å gjennomføre denne framgangsmåten, er basert på det prinsippet at den elektriske motstanden til et måleelement plassert i en olje- eller gasstrøm som inneholder partikler vil forandre seg når målelementet blir erodert av partiklene. Hovedfordelen ved denne framgangsmåten og denne proben er at det kan brukes kontinuerlig for å overvåke en fluid- eller gasstrøm og at den er i stand til å gi en kvantitativ måling av mengden av sand eller liknende partikkelmateriale som foreligger i en fluid- eller gasstrøm.

Ifølge US-patentskrift 5211677 er måleelementet i en spesiell utførelsesform tilvirket av en legering som er kjent under navnet Monel® 400. Det blir påpekt at Monel® 400 vil ha fordelaktige egenskaper med hensyn på termisk stabilitet, elektrisk motstand og slitestyrke. Bruken av Monel® 400 utgjør derfor teknikkens stilling for bruk av en legering for et måleelement for det aktuelle bruksformål.

I praksis har det imidlertid vist seg at resultatene av målinger som blir gjennomført med apparatet i US-patentskrift 5211677, særlig med måleelementer laget av Monel® 400, ikke er tilfredsstillende med hensyn til nøyaktigheten i måleresultatene.

Oppfinnelsen

Forskjellige eksperimenter med elektrisk kalibrering av apparatet i samsvar med US-patentskrift 5211677, med forskjellige materialer for proben som blir brukt og særlig med andre legeringer for målelementet eller -elementene i probene har gitt det overraskende resultatet, at, at det er oppnådd særlig nøyaktige måleresultatet ved bruk av en legering som er kjent under betegnelsen Constantan®, Isotan®, Telconstan® og andre varenavn.

Constantan® så vel som Isolan® og liknende legeringer kjent under forskjellige varenavn er legeringer med lav temperaturkoeffisient for motstandsevnen (spesifikk elektrisk motstand). Til tross for at slike legeringer har vært kjent i mer enn femti år, er de ikke foreslått brukt for dette formålet, til tross for at behovet for forbedring har vært kjent lenge.

En annen legering for formålet som er utgangspunktet for oppfinnelsen, er legeringen som er kjent under navnet Manganin®. Manganin® har en meget lav temperaturkoeffisient, tilsvarende for eksempel Constantan®. Manganin® har imidlertid ikke samme flate forløp av temperturkoeffisienten til motstanden. Dessuten har Constantan® bedre motstandsevne mot korrosjon.

Mens Monel® 400 er en legering som består av omtrent 65% nikkel, 33% kobber og 2% jern, inneholder Constantan®, Isotan® og lignende legeringer omtrent 55-57% kobber, 41-45% nikkel og i noen tilfeller 1% jern og/eller 1% mangan.

Resultatet av målinger gjort med Constantan® som måleelement er nøyaktigere enn de som blir gjennomført med måleelement av Monel® 400. Det antas at dette skyldes den betydelig lavere temperaturkoeffisient for den elektrisk motstanden til Constantan® og liknende legeringer.

Mens temperaturkoeffisienten til Monel® 400 er omtrent 1,9<*>10A<->3 KM, er temperaturkoeffisienten til Constantan® omtrent 0,01-0,02<*>10A<->3 KM. Kjernen I den foreliggende oppfinnelsen er altså at det skal brukes en legering I målelementet som har en temperaturkoeffisient for motstanden som er betydelig under 1,9<*>10^3 KM.

Constantan®, Isotan® og liknende legeringer har en forholdsvis flat eller rettlinjet kurve for temperaturkoeffisienten. Dette er enn ytterligere fordel ved disse legeringene, som bidrar til å gjøre måleresultatene mer nøyaktig.

Sammenfattet betyr dette at de to nevnte fordelene - lav temperaturkoeffisient og flat kurve for denne, kjennetegner legeringer som er egnet for å lage gunstige måleelement.

Eksempler

Tegningen viser et perspektivriss av en probe ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen. Denne kan i det ytre tilsvare den proben som er beskrevet i US-patentskrift 5,211,677.

Denne proben har to måleelementer laget av en legering som angitt. Proben omfatter en hoveddel 1 og et målehode 2. Proben er innrettet for innsetting i en vegg (ikke vist) i en strømningsførende kanal. Målehodet 2 har V-form vendt mot strømmen, mens den bortvendte delen 5 er sirkelformet avrundet. Måleelementer 3 er innesluttet i målehodet 2, slik at bare ei utadvendt side av hvert måleelement er blottlagt mot strømmen.

Måleelementene 3 er ifølge en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen tilvirket av Constantan® eller en liknende legering med hensyn til de elektriske og mekaniske egenskaper som er nevnt ovenfor. Det betyr at de er tilvirket av en legering som består av omtrent 55-57% kobber, 43-45% nikkel, eller som et alternativ en legering med 55-57% kobber, 41-45% nikkel og små mengder mangan og/eller jern, i størrelsesorden omtrent 1%. Materialet i måleelementene har en størrelsesorden lavere temperaturavhengighet enn de materialer som har vært brukt tidligere, for eksempel Monel® 400.

Formen og sammenstillingen av måleelementene 3 så vel som målehodet 2 kan ha andre utførelsesformer enn den vist.

Claims

1. Framgangsmåte for måling av partikler i en fluidstrøm ved å måle den elektriske motstanden i et måleelement som en funksjon av erosjon av måleelementet forårsaket av disse partiklene, karakterisert ved at det brukes en legering med en betydelig lavere temperaturkoeffisient for motstanden enn 1,9<*>10^3 KM.

2. Framgangsmåte i samsvar med patentkrav 1, karakterisert ved at det brukes en legering med en temperaturkoeffisient for motstanden, som ikke er større enn omtrent 0,02<*>10A<->3 KM, særlig Constantan®, Manganin® eller en liknende legering.

3. Framgangsmåte i samsvar med patentkrav 1 eller 2, karakterisert ved at det brukes en legering, så som Constantan® eller en liknende legering, som har en forholdsvis flat, fortrinnsvis rettlinjet, kurve for temperaturkoeffisienten for motstanden.

4. Framgangsmåte i samsvar med et av patentkravene 1 til 3, karakterisert ved at det brukes en legering med omtrent 55-57% kobber og 43-45% nikkel.

5. Framgangsmåte i samsvar med et av patentkravene 1 til 3, karakterisert ved at det brukes en legering med omtrent 55-57% kobber og 41-45% nikkel, og i størrelsesorden 1% hver av mangan og/eller jern.

6. Probe (2) for måling av partikler, så som sand, i en væske- eller gasstrøm, med et måleelement (3), hvis elektriske motstand er en funksjon av erosjonen som partiklene forårsaker på måleelementet, karakterisert ved at måleelement (3) inneholder en legering med betydelig lavere temperaturkoeffisient for motstanden enn omtrent 1,9<*>10A<->3 KM.

7. Probe i samsvar med patentkrav 6, karakterisert ved at måleelement består av en legering med en temperaturkoeffisient for motstanden som ikke er høyere enn omtrent 0,02<*>10A<->3 KM (Constantan, Manganin eller liknende legeringer.)

8. Probe i samsvar med patentkrav 6 eller 7, karakterisert ved at måleelementet består av en legering, så som Constantan® eller en liknende legering, som har en forholdsvis flat, fortrinnsvis rettlinjet, kurve for temperaturkoeffisienten for motstanden.

9. Probe i samsvar med et av patentkravene 6 til 8, karakterisert ved at måleelement består av en legering med omtrent 55-57% kobber og 43-45% nikkel.

10. Probe i samsvar med et av patentkravene 6 til 8, karakterisert ved at måleelementet består av en legering med omtrent 55-57% kobber og 41-45% nikkel, og i størrelsesorden 1% hver av mangan og/eller jern.