RU96119956A - Система и способ для измерения и управления двунаправленным потоком многофазной жидкости в трубопроводе - Google Patents

Система и способ для измерения и управления двунаправленным потоком многофазной жидкости в трубопроводе

Info

Publication number
RU96119956A
RU96119956A RU96119956/28A RU96119956A RU96119956A RU 96119956 A RU96119956 A RU 96119956A RU 96119956/28 A RU96119956/28 A RU 96119956/28A RU 96119956 A RU96119956 A RU 96119956A RU 96119956 A RU96119956 A RU 96119956A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pressure
pipeline
measuring
fluid
sensing means
Prior art date
Application number
RU96119956/28A
Other languages
English (en)
Inventor
Г.Ортиц Маркос
Дж.Бочер Тимоти
Д.Гудрич Лоренцо
Г.Кидд Террей
Original Assignee
Локхид Айдахо Текнолоджиз Компани
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Локхид Айдахо Текнолоджиз Компани filed Critical Локхид Айдахо Текнолоджиз Компани
Publication of RU96119956A publication Critical patent/RU96119956A/ru

Links

Claims (55)

1. Система для измерения массового расхода в трубопроводе, имеющем резкий изгиб, содержащая первое средство восприятия давления, расположенное на стенке трубопровода на месте с внутренней стороны изгиба для измерения давления жидкости в трубопроводе в этом месте, второе или более средство восприятия давления, расположенное на противоположной стенке трубопровода на месте с внешней стороны изгиба, но удаленное от него для измерения давления жидкости в трубопроводе в этом месте, и средство вычисления для вычисления расхода жидкости в трубопроводе, исходя из значений измерений давления жидкости первым и вторым средствами восприятия давления.
2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что второе или более средство восприятия давления расположено выше по течению от изгиба относительно направления потока жидкости в трубопроводе.
3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что второе или более средство восприятия давления расположено ниже по течению от изгиба относительно направления потока жидкости в трубопроводе.
4. Система по п.2 или 3, отличающаяся тем, что второе или более средство восприятия давления расположено на расстоянии от изгиба не более чем на одну треть диаметра трубопровода, измеренного выше по течению от изгиба.
5. Система по п. 1, отличающаяся тем, что указанное второе или более средство восприятия давления содержит два или более средств восприятия давления.
6. Система по п.5, отличающаяся тем, что два или более средств восприятия давления расположены по существу на одной линии в направлении потока жидкости в трубопроводе.
7. Система по п.5, отличающаяся тем, что средство вычисления содержит средство вычисления среднего давления, измеренного двумя или более средствами восприятия давления для использования в вычислении расхода жидкости в трубопроводе.
8. Система по п. 1, отличающаяся тем, что второе или более средство восприятия давления содержит единственное средство восприятия давления, а вычислительное средство содержит средство для вычисления среднего давления от нескольких последовательных измерений давления, выполненных единственным средством восприятия давления.
9. Система по п.1, отличающаяся тем, что первый датчик давления расположен выше по течению от изгиба относительно направления потока жидкости в трубопроводе.
10. Система по п.1, отличающаяся тем, что первый датчик давления расположен на изгибе.
11. Система по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит третье средство восприятия давления, расположенное на стенке трубопровода для измерения давления жидкости в трубопроводе, и четвертое средство восприятия давления, расположенное в трубопроводе на высоте, большей, чем высота третьего средства восприятия давления для измерения давления жидкости в трубопроводе.
12. Система по п.11, отличающаяся тем, что средство вычисления включает в себя средство для вычисления плотности жидкости, протекающей в трубопроводе, исходя из измерений давления жидкости от третьего и четвертого средств восприятия давления, и для вычисления расхода жидкости в трубопроводе, исходя из измерений давления жидкости от первого и второго средств восприятия давления и вычисления плотности жидкости.
13. Способ для измерения расхода в трубопроводе, имеющего резкий изгиб, содержащий следующие этапы: (a) позиционирование первого датчика давления на стенке трубопровода на месте внутри изгиба для измерения давления жидкости в трубопроводе, (b) позиционирование второго или более датчиков давления на противоположной стенке трубопровода на месте снаружи изгиба, но удаленного от него на расстояние, для измерения давления жидкости в трубопроводе, и (c) компьютерное вычисления расхода жидкости в трубопроводе по формуле
Figure 00000001

где mf - массовый расход, измеренный в кг/м;
B - константа пропорциональности;
D - диаметр трубопровода в метрах;
ρ - плотность жидкости, измеренная в кг/м3;
α - угол изменения направления трубопровода;
ΔP - разность давления между первым датчиком давления и вторым или более датчиками давления.
14. Способ по п.13, отличающийся тем, что дополнительно содержит следующие этапы: (d) позиционирование третьего датчика давления в стенке трубопровода для измерения давления, (e) позиционирование четвертого датчика давления в трубопроводе на высоте, которая выше высоты третьего датчика давления для измерения давления, причем этап вычисления дополнительно содержит (f) вычисление плотности p жидкости, протекающей в трубопроводе в соответствии с формулой
Figure 00000002

где g - гравитационная постоянная;
H - расстояние превышения в метрах четвертого датчика давления над третьим датчиком давления;
ΔP2 - разность давления между третьим датчиком давления и четвертым датчиком давления,
и (g) вычисление расхода жидкости в трубопроводе в соответствии с этапом (c), используя плотность ρ, вычисленную на этапе (f).
15. Система для измерения массового расхода жидкости в трубопроводе, имеющем плавный изгиб и прямые секции или до или после изгиба, или и до и после изгиба, содержащая первое или более средство восприятия давления, расположенное в стенке трубопровода на месте на внешней стороне изгиба для измерения давления жидкости в трубопроводе в этом месте, второе или более средство восприятия давления, расположенное в противоположной стенке трубопровода в месте на прямой секции трубопровода для измерения давления жидкости в трубопроводе в этом месте, и средство вычисления для вычисления расхода жидкости в трубопроводе, исходя из значений измерений давления жидкости первым и вторым средствами восприятия давления.
16. Система по п.15, отличающаяся тем, что второе средство восприятия давления расположено выше по течению от изгиба относительно направления потока жидкости в трубопроводе.
17. Система по п.15, отличающаяся тем, что второе средство восприятия давления расположено ниже по течению от изгиба относительно направления потока жидкости в трубопроводе.
18. Система по п.1, отличающаяся тем, что первое или более средство восприятия давления содержит два или более средств восприятия давления.
19. Система по п.18, отличающаяся тем, что два или более средств восприятия давления расположены по существу на одной линии в направлении потока жидкости в трубопроводе.
20. Система по п.18, отличающаяся тем, что средство вычисления содержит средство вычисления среднего давления, измеренного двумя или более средствами восприятия давления для использования в вычислении расхода жидкости в трубопроводе.
21. Система по п.15, отличающаяся тем, что второе или более средство восприятия давления содержит единственное средство восприятия давления, а вычислительное средство содержит средство для вычисления среднего давления от нескольких последовательных измерений давления, выполненных единственным средством восприятия давления.
22. Система по п.16 или 17, отличающаяся тем, что второе средство измерения давления расположено на одной линии, на той же самой стенке трубопровода и обычно на том уровне возвышения, что и первое или более средство восприятия давления.
23. Система по п.15, отличающаяся тем, что дополнительно содержит третье средство восприятия давления, расположенное на стенке трубопровода для измерения давления жидкости в трубопроводе, и четвертое средство восприятия давления, расположенное в трубопроводе на высоте, большей чем высота третьего средства восприятия давления для измерения давления жидкости в трубопроводе.
24. Система по п.23, отличающаяся тем, что средство вычисления включает в себя средство для вычисления плотности жидкости, протекающей в трубопроводе, исходя из измерений давления жидкости от третьего и четвертого средств восприятия давления, и для вычисления расхода жидкости в трубопроводе, исходя из измерений давления жидкости от первого и второго средств восприятия давления, и вычисления плотности жидкости.
25. Система по п.24, отличающаяся тем, что третье и четвертое средство восприятия давления расположены в прямых секциях трубопровода.
26. Способ для измерения расхода в трубопроводе, имеющего плавный изгиб и прямую секцию, содержащий следующие этапы: позиционирование первого или более датчиков давления в стенке трубопровода с внешней стороны изгиба для измерения давления жидкости в трубопроводе, позиционирование второго датчика давления на стенке трубопровода в месте в прямой секции трубопровода для измерения давления жидкости в трубопроводе и компьютерное вычисление расхода жидкости в трубопроводе в соответствии с формулой
Figure 00000003

где mf - массовый расход, измеренный в кг/м;
R - радиус скругления дуги в трубопроводе;
D - диаметр трубопровода в метрах;
ρ - плотность жидкости, измеренная в кг/м3;
ΔP1- разность давления между первым или более датчиками давления и вторым датчиком давления.
27. Система для измерения массового расхода жидкости в трубопроводе, имеющего плавный изгиб и прямые секции или до или после изгиба, или и до и после изгиба, содержащая первое средство восприятия давления, расположенное в стенке трубопровода на месте на внешней стороне дуги для измерения давления жидкости в трубопроводе в этом месте, второе средство восприятия давления, расположенное в стенке трубопровода в месте, удаленном от первого датчика давления для измерения давления жидкости в трубопроводе в этом месте, третье средство восприятия давления, расположенное в стенке трубопровода для измерения давления жидкости в трубопроводе, четвертое средство восприятия давления, расположенное в трубопроводе на высоте выше высоты третьего средства восприятия давления для измерения давления жидкости в трубопроводе и средство вычисления для вычисления плотности жидкости, текущей в трубопроводе, исходя из значений измерений давления третьим и четвертым средствами восприятия давления, и для вычисления расхода жидкости в трубопроводе, исходя из значений измерений давления жидкости первым и вторым средствами восприятия давления, и вычисления плотности.
28. Система по п.27, отличающаяся тем, что третье и четвертое средство восприятия давления расположены в прямой секции трубопровода.
29. Способ для измерения плотности жидкости, текущей в трубопроводе, имеющем плавный изгиб и прямую секцию, содержащий следующие этапы: (a) позиционирование первого датчика давления в стенке трубопровода для измерения давления жидкости в трубопроводе, (b) позиционирование второго или более датчиков давления в стенке трубопровода на высоте выше высоты первого датчика давления для измерения давления жидкости, и (c) компьютерное вычисление плотности жидкости, протекающей в трубопроводе, в соответствии с формулой
Figure 00000004

где g - гравитационная постоянная;
H - расстояние превышения в метрах второго датчика давления над первым датчиком давления;
ΔP2 - измеренная разность давления между первым датчиком давления и вторым датчиком давления.
30. Способ по п.29, отличающийся тем, что дополнительно содержит следующие этапы: (d) позиционирование третьего средства восприятия давления в стенке трубопровода на внешней стороне изгиба для измерения давления жидкости, (e) позиционирование четвертого средства восприятия давления в стенке трубопровода в месте, удаленном от третьего датчика давления для измерения давления жидкости, и (f) тем, что этап (c) дополнительно содержит вычисление расхода жидкости в трубопроводе, исходя из вычисленной плотности ρ, диаметра трубопровода D, радиуса R скругления изгиба в трубопроводе, и ΔP1- измеренной разности давления между третьим датчиком давления и четвертым датчиком давления.
31. Система для измерения потока жидкости в трубопроводе, содержащая закругленное выступающее средство, расположенное в трубопроводе, для создания разности давления в жидкости в трубопроводе, первое средство восприятия для измерения давления жидкости в трубопроводе, расположенное выше по течению относительно направления потока от выступающего средства и имеющее средство связи для передачи данных, представляющих собой измерение давления первым средством восприятия, второе средство восприятия для измерения давления жидкости в трубопроводе, расположенное по существу на той же самой стенке трубопровода по существу в горизонтальной плоскости с первым средством восприятия и расположенное по существу в точке, где закругленный выступ выступает на наибольшее расстояние в трубопровод, и имеющее средство связи для передачи данных, представляющих собой измерение давления вторым средством восприятия, и средство вычисления для вычисления расхода, исходя из переданных данных и заранее заданных параметров трубопровода.
32. Система по п. 31, отличающаяся тем, что закругленное выступающее средство содержит частично цилиндрический выступ.
33. Система по п. 31, отличающаяся тем, что закругленное выступающее средство содержит частично эллиптический выступ.
34. Система по п. 31, отличающаяся тем, что закругленное выступающее средство содержит частично сферический выступ.
35. Система по п.31, отличающаяся тем, что дополнительно включает третье средство восприятия для измерения давления жидкости в трубопроводе, расположенное на дне трубопровода выше по течению от выступающего средства, четвертое средство восприятия для измерения давления жидкости в трубопроводе, расположенное над третьим средством восприятия, причем средство вычисления включает в себя средство для вычисления плотности жидкости, исходя из значений измерений давления третьим и четвертым средствами восприятия, и для вычисления расхода, исходя из вычислений плотности жидкости, переданных данных и заданных параметров трубопровода.
36. Система для управления перекачиванием вещества через трубопровод, содержащая закругленное выступающее средство, образованное в трубопроводе для создания разности давления в веществе в трубопроводе, первое средство восприятия для измерения давления в трубопроводе, расположенное выше по течению от выступающего средства и расположенное частично внутри трубопровода, второе средство восприятия для измерения давления в трубопроводе, расположенное главным образом в точке, где выступающее средство выступает на наибольшее расстояние в трубопровод, и расположенное частично внутри трубопровода, множество средств коммуникаций для передачи данных от средств восприятия, средство вычисления для вычисления массового расхода в трубопроводе, исходя из переданных данных и для получения управляющих сигналов в зависимости от вычислений массового расхода, множество средств управления, расположенных в трубопроводе для управления потоком вещества через трубопровод в соответствии с управляющими сигналами.
37. Система по п.36, отличающаяся тем, что средство управления содержит электронно управляемые вентили.
38. Система по п.36, отличающаяся тем, что выступающее средство содержит полуцилиндрический выступ.
39. Система по п.36, отличающаяся тем, что выступающее средство содержит частично эллиптический выступ.
40. Способ для измерения массового потока в трубопроводе, содержащий следующие этапы: позиционирование множества датчиков давления вблизи закругленного выступа в трубопроводе, по меньшей мере один из датчиков давления расположен выше по течению от закругленного выступа, и по меньшей мере другой из датчиков давления расположен по существу в точке на закругленном выступе, где закругленный выступ выступает на наибольшее расстояние в трубопровод, передачу данных измерений давления от множества датчиков давления к микрокомпьютеру и микрокомпьютерное вычисление массового расхода, исходя из данных, используя известные константы для области поперечного сечения трубопровода, разности давления между измерениями от датчиков давления и плотности массы, текущей через трубопровод.
41. Способ по п.40, отличающийся тем, что дополнительно содержит этап управления вентилями, расположенными в трубопроводе, на основании вычислений массового расхода для того, чтобы посредством этого управлять массовым расходом в трубопроводе.
42. Система для измерения двунаправленного потока жидкости в трубопроводе, содержащая по меньшей мере частично закругленное выступающее средство, встроенное в трубопровод, для создания разности давления в жидкости, текущей в трубопроводе, множество средств восприятия, расположенных частично внутри трубопровода и расположенных вблизи выступающего средства для измерения разности давления, созданного выступающим средством, и для получения сигналов, являющихся результатом измерений, в которых по меньшей мере одно средство восприятия расположено выше по течению (относительно нормального направления потока) от выступающего средства, по меньшей мере одно средство восприятия расположено на выступающем средстве, и по меньшей мере одно средство восприятия расположено ниже по течению от выступающего средства, и средство управления для приема сигналов от средств восприятия и для вычисления направления и величины потока, исходя из сигналов, включая величину обратного потока.
43. Система по п.42, отличающаяся тем, что управляющее средство является компьютерной системой и содержит шину коммуникаций для коммуникационных сигналов через систему, аналого-цифровой преобразователь для приема аналоговых сигналов от средств восприятия и преобразования аналоговых сигналов в цифровые данные и средство центральной обработки для приема цифровых данных от аналого-цифрового преобразователя, вычисления направления и величины потока и для получения управляющих сигналов на основании вычислений.
44. Система по п.42, отличающаяся тем, что дополнительно содержит вентильное средство, расположенное в трубопроводе, для управления потоком жидкости через трубопровод в соответствии с управляющими сигналами, а управляющее средство включает в себя средство для получения сигналов управления для подачи на вентильное средство для открытия или закрытия вентильного средства в зависимости от вычислений величины обратного потока.
45. Система по п.44, отличающаяся тем, что вентильное средство содержит множество вентилей, расположенных в различных местах в трубопроводе и реагирующих на сигналы управления для открытия и закрытия.
46. Система для измерения обратно направленного потока жидкости, текущей по существу в прямом направлении в трубопроводе, содержащая закругленное выступающее средство, встроенное в трубопровод, для создания разности давления в жидкости в трубопроводе, первое средство восприятия, расположенное выше по течению от выступающего средства, для детектирования давления и получения сигнала, указывающего давление, второе средство восприятия, расположенное в точке закругленного выступа для детектирования давления и получения сигнала, указывающего давление, третье средство восприятия, расположенное ниже по течению от закругленного выступа для детектирования давления и получения сигнала, указывающего давление, средство управления, реагирующее на сигналы от датчиков давления, для вычисления величины обратного потока, исходя из разности давления между первым датчиком давления и вторым датчиком давления и разности давления между первым датчиком давления и третьим датчиком давления.
47. Система по п.46, отличающаяся тем, что средство управления содержит шину связи для коммуникационных сигналов в системе, аналого-цифровой преобразователь для приема аналоговых сигналов от средств восприятия и преобразования аналоговых сигналов в цифровые данные и средство центральной обработки для приема цифровых данных от аналого-цифрового преобразователя и работы с данными для вычисления величины обратного потока.
48. Способ для измерения обратно направленного потока жидкости, содержащий следующие этапы: позиционирование множества датчиков давления в месте закругленного выступа, встроенного в трубопровод, по меньшей мере одного из датчиков давления, расположенных выше по течению от закругленного выступа по меньшей мере одного из датчиков давления, расположенных на закругленном выступе по меньшей мере одного из датчиков давления, расположенных ниже по течению от закругленного выступа, передачу данных от множества датчиков давления на микрокомпьютер через шину связи данных и вычисление обратного потока, исходя из данных о разности давления, полученных от датчиков, используя заранее запрограммированную формулу.
49. Способ по п.48, отличающийся тем, что дополнительно содержит этап передачи управляющих сигналов к одному или более вентилей, расположенных в трубопроводе для того, чтобы посредством этого управлять потоком жидкости в трубопроводе в зависимости от вычисленного обратного потока.
50. Система для управления перекачиванием жидкости через трубопровод, содержащая средство изгиба, образованное в трубопроводе для создания разности давления в жидкости в трубопроводе, первое или более средство восприятия для измерения давления в трубопроводе, расположенное в средстве изгиба, расположенном в трубопроводе, второе или более средство восприятия для измерения давления в трубопроводе, расположенное в средстве изгиба, размещенном в трубопроводе, средство обмена для передачи данных от средства восприятия, компьютерное средство для вычисления расхода жидкости через трубопровод, исходя из переданных данных и для определения соответствующего перекачивания жидкости через трубопровод, средство управления, расположенное в трубопроводе, для управления потока жидкости через трубопровод, средство управления обменом для передачи управляющих сигналов от компьютера к средству управления для того, чтобы посредством этого управлять потоком в трубопроводе.
51. Система для измерения массового расхода жидкости в трубопроводе, содержащая первое или более средство восприятия давления, расположенное в стенке трубопровода для измерения давления жидкости в трубопроводе в этом месте, второе или более средство восприятия давления, расположенное в стенке трубопровода в месте, удаленном на некоторое расстояние от первого средства восприятия давления для измерения давления жидкости в трубопроводе в этом месте, вычислительное средство для усреднения измерений давления вторым или более средством восприятия давления, и для вычисления расхода жидкости в трубопроводе, исходя из измерения давления жидкости первым средством восприятия давления и для усреднения измерений давления второго или более средств восприятия давления.
52. Система по п. 51, отличающаяся тем, что второе или более средство восприятия давления содержит два или более средств восприятия давления.
53. Система по п.52, отличающаяся тем, что два или более средств восприятия давления расположены обычно на одной линии в направлении потока жидкости в трубопроводе.
54. Система по п.52, отличающаяся тем, что вычислительное средство содержит средство для вычисления среднего давления, измеренного двумя или более средствами восприятия давления, для использования в вычислении расхода жидкости в трубопроводе.
55. Система по п.51, отличающаяся тем, что второе или более средство восприятия давления содержит единственное средство восприятия давления, а вычислительное средство содержит средство для вычисления среднего давления, исходя из нескольких последовательных измерений давления, сделанных единственным средством восприятия давления, для использования в вычислении расхода жидкости в трубопроводе.
RU96119956/28A 1995-02-03 1996-02-02 Система и способ для измерения и управления двунаправленным потоком многофазной жидкости в трубопроводе RU96119956A (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/383,343 1995-02-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU96119956A true RU96119956A (ru) 1998-12-20

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2625236C2 (ru) * 2011-12-22 2017-07-12 Тетра Лаваль Холдингз Энд Файнэнс С.А. Способ мониторинга работы системы обработки жидкого пищевого продукта

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2625236C2 (ru) * 2011-12-22 2017-07-12 Тетра Лаваль Холдингз Энд Файнэнс С.А. Способ мониторинга работы системы обработки жидкого пищевого продукта

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100328273B1 (ko) 도관내의물질유동측정장치및방법
CN102077061B (zh) 速度增强的流量测量
GB2177803A (en) Flowmeter
JP6436408B1 (ja) ポンプ流量計測装置
JP5483381B1 (ja) 多関節角度センサを用いた配管位置計測システム
RU96119956A (ru) Система и способ для измерения и управления двунаправленным потоком многофазной жидкости в трубопроводе
US5644088A (en) Port forward sensor for liquid level gauge or flowmeter
CN208672667U (zh) 一种分布式声学多普勒流量监测装置
US5852240A (en) Portable flow measuring device
CN209570222U (zh) 一种气体流量测量装置
CN115234847A (zh) 定位供水管网中的泄漏点的方法
Taylor et al. Elbow meter performance [with Discussion]
KR102088845B1 (ko) 함몰배치된 초음파 진동자를 포함하는 초음파 유량계의 유속측정방법
CN203836618U (zh) 一种非满流圆管实时流量远程监测装置
EP3682212B1 (en) Gas bypass meter system
JPH0211847B2 (ru)
RU18769U1 (ru) Устройство для измерения объемного расхода жидкости в открытых каналах и безнапорных трубопроводах
US4671119A (en) Flow measuring device for partially filled conduits
KR101865801B1 (ko) 인라인 방식의 상수관로 압력 및 유량 원격 계측장치
JPH0820291B2 (ja) 管渠内の平均流速測定方法
JPH11351924A (ja) 表面速度検出装置とルックダウン水位検出装置とを利用した開水路用流量計
CN220622932U (zh) 用于流体的阀组件
RU2002114588A (ru) Способ определения места течи жидкости или газа на участке трубопровода и устройство для его осуществления
RU2232344C2 (ru) Способ определения места течи жидкости или газа на участке трубопровода и устройство для его осуществления
EP3798582B1 (en) Ultrasonic flowmeter and fluid pipeline