Устройство контроля многофазного потока

Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике и может быть использована для определения вида многофазного потока в трубопроводе и получения его томографического изображения. Техническая задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в повышении точности и информативности контроля. Задача решается тем, что в трубопроводе 6, в сечении с прямоугольным профилем, на плоских его поверхностях 3-5 установлены с равным интервалом излучатели 1 и приемники 2 ультразвуковых сигналов. А микропроцессорный модуль 8 формирует ультразвуковые импульсы последовательно для всех излучателей. 1 ил., 2 з.п. ф-лы.

Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике и может быть использована для определения вида многофазного потока в трубопроводе и получения его томографического изображения.

Известен способ контроля потока и устройство его реализующее, заключающийся в том, что трубопровод с контролируемой средой прозвучивается ультразвуковыми импульсами в двух взаимно перпендикулярных направлениях, принимают прошедшие через среду импульсы, регистрируют их амплитуды, принимают также импульсы, отраженные от границы раздела фаз, измеряют их амплитуды и время пробега, и по полученным данным судят о режиме течения потока. Импульсы формируются двумя излучателями и принимаются двумя приемниками, попарно расположенных на противоположных сторонах трубопровода в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Кроме того, устройство содержит два дефектоскопа и двухканальный регистратор. Недостатком способа является его низкая точность обусловленная недостаточной информационной насыщенностью (см. а.с. СССР 1631401, МПК 5 G01N 29/00).

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является устройство реализующее способ контроля многофазного потока в трубопроводе, заключающийся в том, что прозвучивают многофазный поток ультразвуковыми колебаниями, принимают прошедшие через поток сигналы и эхо-импульсы, отраженные от неоднородностей многофазного потока, измеряют их амплитуды и времена прихода, по которым определяют характер многофазного потока, при этом группу преобразователей располагают по окружности трубопровода в одной плоскости его сечения, принимают и фиксируют одновременно амплитуды и времена пробега прошедших и отраженных сигналов, преобразуют их в удобную для обработки цифровую форму и сравнивают с имеющимися во флэш-памяти микропроцессорного модуля набором цифровых эталонов, соответствующих различным многофазным потокам, и по результатам сравнения определяют характер многофазного потока (см, ПИ РФ 2198397, МПК 8 G01N 29/02).

Недостатком способа и устройства его реализующего является низкая точность, обусловленная расположением излучателей и приемников по окружности трубопровода. При этом не обеспечивается точное взаимное расположение излучателей и приемников по радиусу окружности трубопровода.

Техническая задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в повышении точности и информативности контроля.

Техническая задача решается за счет того, что устройство контроля многофазного потока в трубопроводе содержит группу расположенных в одной плоскости излучателей и приемников ультразвуковых сигналов, прошедших через поток и отраженных от неоднородностей многофазного потока, микропроцессорный модуль фиксирующий время и амплитуду пробега, отличающийся тем, что, трубопровод в плоскости расположения излучателей и приемников выполнен с прямоугольным сечением, а излучатели и приемники расположены с равным интервалом на плоских поверхностях. Кроме того, микропроцессорный модуль формирует ультразвуковые импульсы последовательно для всех излучателей.

Полезная модель поясняется графическими изображениями, где на фиг. 1 представлена схема устройства для контроля многофазного потока. Система содержит излучатели 1 и приемники 2, установленные на стенках 3-6 трубопровода 7. Излучатели 1 и приемники 2 размещены в одной прямоугольной плоскости трубопровода 7 на равном удалении друг от друга. Стенки 3 и 4, 5 и 6 взаимно перпендикулярны.

Входы излучателей 1 и выходы приемников 2 подключены к ультразвуковому сканеру 8, обеспечивающего их работу. В свою очередь ультразвуковой сканер соединен с микропроцессорным модулем 9.

Микропроцессорный модуль 9 управляет работой всех компонентов устройства и осуществляет обработку и представление результатов.

Работа устройства контроля многофазного потока в трубопроводе осуществляется следующим образом.

Ультразвуковой сканер 8 под управлением микропроцессорного модуля 9 генерирует электрические импульсы с центральной частотой 5 МГц. Импульсы поступают последовательно в каждый излучатель 1 по отдельности. Излучатель 1 формирует ультразвуковые колебания, распространяющиеся через соответствующую стенку 3-6 в контролируемую среду. Отражения ультразвукового колебания, распространяемого одним излучателем 1 и прошедшие через контролируемую среду, принимаются одновременно всеми приемниками 2. После соответствующих преобразований электрические импульсы с приемников 2 подаются в ультразвуковой сканер 8 и далее в микропроцессорный модуль 9. Программное обеспечение микропроцессорного модуля 9 контролирует работу аппаратной части и выполняет регистрацию полученных сигналов, их обработку, анализ и построение томографического изображения многофазного потока.

Плоские стенки 3-6, прямоугольного сечения трубопровода 7 обеспечивают точное расположение приемников 2 и излучателей 1 друг относительно друга. При этом расстояние между ними может быть проконтролировано с высокой точностью, и выставлено с равным интервалом. А при использовании некоторых типов акустических преобразователей обеспечиваются в самом изделии. Это обеспечивает соблюдение расчетных расстояний между излучателем 1 и приемниками 2, как следствие снижаются погрешности при обработке отраженных ультразвуковых сигналов от неоднородностей многофазного потока. Это в свою очередь позволяет построить изображение многофазного потока с более высокой точностью. Кроме того, генерирование ультразвуковых колебаний последовательно с каждого излучателя 1, с регистрацией всеми имеющимися приемниками 2 обеспечивает более полную информацию о многофазном потоке т.к. в этом случае достигается его полный круговой обзор и прохождение ультразвуковых волн с различных ракурсов. Это позволяет получать томографические изображения многофазных потоков с более сложной структурой за счет увеличения информационной насыщенности.

Таким образом, заявляемое устройство контроля многофазного потока обеспечивает повышение точности и информативности.

1. Устройство контроля многофазного потока в трубопроводе, содержащее группу расположенных в одной плоскости излучателей и приемников ультразвуковых сигналов, прошедших через поток и отраженных от неоднородностей многофазного потока, микропроцессорный модуль, фиксирующий время и амплитуду пробега, отличающийся тем, что трубопровод в плоскости расположения излучателей и приемников выполнен с прямоугольным сечением, а излучатели и приемники расположены с равным интервалом на плоских поверхностях.

2. Устройство контроля многофазного потока по п. 1, отличающееся тем, что микропроцессорный модуль формирует ультразвуковые импульсы последовательно для всех излучателей.