[go: up one dir, main page]

JP2003526101A - 多相液体／気体混合物の流量及び濃度を同時に測定する方法及び装置 - Google Patents

多相液体／気体混合物の流量及び濃度を同時に測定する方法及び装置

Info

Publication number
JP2003526101A
JP2003526101A JP2001565976A JP2001565976A JP2003526101A JP 2003526101 A JP2003526101 A JP 2003526101A JP 2001565976 A JP2001565976 A JP 2001565976A JP 2001565976 A JP2001565976 A JP 2001565976A JP 2003526101 A JP2003526101 A JP 2003526101A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
measuring
gas
liquid
phase
section
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
JP2001565976A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4800543B2 (ja
Inventor
ドロブコフ，フラディミル
メルニコフ，フラディミル
シュストフ，アンドレー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Publication of JP2003526101A publication Critical patent/JP2003526101A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4800543B2 publication Critical patent/JP4800543B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/74—Devices for measuring flow of a fluid or flow of a fluent solid material in suspension in another fluid
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
    • G01F1/663—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters by measuring Doppler frequency shift
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/704—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow using marked regions or existing inhomogeneities within the fluid stream, e.g. statistically occurring variations in a fluid parameter
    • G01F1/708—Measuring the time taken to traverse a fixed distance
    • G01F1/7082—Measuring the time taken to traverse a fixed distance using acoustic detecting arrangements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/704—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow using marked regions or existing inhomogeneities within the fluid stream, e.g. statistically occurring variations in a fluid parameter
    • G01F1/708—Measuring the time taken to traverse a fixed distance
    • G01F1/712—Measuring the time taken to traverse a fixed distance using auto-correlation or cross-correlation detection means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/02—Analysing fluids
    • G01N29/032—Analysing fluids by measuring attenuation of acoustic waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04—Analysing solids
    • G01N29/09—Analysing solids by measuring mechanical or acoustic impedance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/024—Mixtures
    • G01N2291/02433—Gases in liquids, e.g. bubbles, foams
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/028—Material parameters
    • G01N2291/02809—Concentration of a compound, e.g. measured by a surface mass change
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/028—Material parameters
    • G01N2291/02836—Flow rate, liquid level
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/028—Material parameters
    • G01N2291/02863—Electric or magnetic parameters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/10—Number of transducers
    • G01N2291/105—Number of transducers two or more emitters, two or more receivers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

(57)【要約】 本発明は、パイプラインに沿って、液体相成分の体積流量を測定し、多相混合物中の体積濃度を求める方法及び装置に関する。この測定は、パイプラインの内側に配置された一組の局部音響トランスデューサを含んだ超音波システムで実施される。前記トランスデューサの各一対のエミッタ及びレシーバーは、制御下にある媒体のサンプリング体積を形成する。混合物成分の体積濃度は前記媒体のサンプリング体積を通過する音響パルスの通過時間によって求められる。混合物成分の体積流量は、流れ方向における一方から他方まで間隔をおいて連続して位置する異なる横断面領域をもつ２つのパイプライン区分における位相速度及び体積濃度を測定することによって求められる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 技術分野 本発明は、液体相及び油井流動体、油、水、気体の混合物のような多相液体／
気体混合物の流量及び濃度を同時に測定する方法及び装置に関する。
【０００２】 背景技術 油井からパイプラインに沿って流れる流動体は、油、水、気体の多相混合物で
ある。混合物成分の流量及び濃度の同時精密測定は、油井操作の制御にとって重
要である。
【０００３】 現在まで容認されているそれらの流れ特性を測定する方法及び装置は、油田領
域における測定装置に取り付けられた特別の分離器での事前の気体分離を必要と
する。こうした事実はそのような測定の実施によって多大の資本費用を必要とす
る。
【０００４】 従前の気体相の分離器を用いることなく前記多相流れ特性を測定するための技
術もまたよく知られている。これらの方法及び装置は、さまざまの物理原理、す
なわち比重及び電磁気特性の差異、並びにガンマ線、超音波、及びその他のもの
との相互作用に基いている。
【０００５】 アメリカ特許公報（ＵＳＰ Ｎｏ５，２８７，７５２）では、水平物の内側に
配置され、流れ方向に平行なパイプラインを含んでいる２つの平行プレート上に
置かれた一組のコンデンサによって多相流体の流量を測定する装置について述べ
ている。水／油と液体相によって占領されたパイプラインの一部の横断面を決定
するために、全ての基本的なコンデンサの測定セルに、その瞬間にある媒体のイ
ンピーダンスが測定される。液体相の流速は、測定と、液体相によって占有され
た一部の横断面に位置するマトリックス列に配置された基本的なコンデンサの相
互相関インピーダンスとによって求められる。気体の流速は、パイプライン上側
部分における流れの構造ひずみ部分の通過時間によって求められる。両相の流量
体積は、流れの液体相及び気体相によって占有されるパイプラインの一部の横断
面を考慮して測定される。
【０００６】 しかし、この提案された測定方法は、該方法が間欠的な流れ体系によってのみ
効果的に用いられているため、応用の範囲は制限されている。さらに、成分のエ
マルジョン（ｅｍｕｌｓｉｏｎ）や分散系は当該方法では考慮されていない。
【０００７】 アメリカ特許公報（ＵＳＰ Ｎｏ５，３６７，９１１）では、流速計として使
用される、導管（水路）内の流体動作を感知するための装置について述べている
。その測定装置は、一つのパイプライン内において一方が他方の下流側に配置さ
れた少なくとも２つのセンサを含んでいる。そのセンサは音響トランスデューサ
あるいは電気伝導率（抵抗率）センサを含むことができる。各センサは、各サン
プリング体積における媒体の流れ（ｍｅｄｉｕｍ ｆｌｏｗｉｎｇ）に関して測
定された物理特性を示す出力データ信号を提供する。その出力信号は、回路で処
理され、相互相関が施される。前記センサ間の距離は知られているため、流速の
計算がされている。
【０００８】 しかしながら、この特許発明は多相流体において、気体相が液体相に関連して
移動することを考慮してはいない。
【０００９】 また、ＥＰＡ：０６８４４５８号公報には多相流体の流量測定方法及び装置が
開示されている。この装置で、２つのセクションがダクトに沿って一方から他方
まで間隔をおいて配置されている。これらのセクションはベンチュリー形状が与
えられている。各セクションは、流速を変化させ、相応じて動圧を変化させるた
めの手段を備えた異なる横断面の面積をもった通路を含んでいる。更に、この装
置は結果として生ずる圧力差を測定する適当な手段を有している。前記各セクシ
ョンで得られた２つの圧力差分信号は相互相関に適切であり、総体積流量を表す
第３の信号を生成する。各相の流量を測定するため、更に他の圧力差分信号がベ
ンチュリタイプの流れセクションで測定され、混合物の総流量Ｑ及び密度ρの関
数である信号が得られる。更にもう一つの圧力差がグラジオマノメータ型のセク
ションで測定されるこのセクションは、一定の横断面の面積をもつ鉛直ダクトの
一部に配置されている。従来の方法において、後者の圧力差は、おおむね混合物
の密度ρに比例した静圧差を示している。加えて、この装置は、ダクト内に配置
されたモジュールを含み、多相流体の一又はそれ以上の組成表示を提供し、換言
すれば流体を構成する成分の体積濃度又は質量濃度を測定する。プロセッサは気
体含量に応じて平行通路を通る質量流量Ｑを計算する。気体含量が適度（６５％
未満）の場合、Ｑ２／ρに比例する信号及び混合物の密度ρを表す信号に基いて
、第１の処理方法が用いられる。気体含量が高い（６５％より多い）場合、総体
積流量に相当する信号及び混合物の密度ρを表す信号に基いて、第２の処理方法
が用いられる。
【００１０】 尚、ベンチュリタイプセクションを備えた装置は、小さなダイナミックレンジ
を有し、それゆえ限られた範囲の流量測定に使用されるものであることに注目す
べきである。その他、この装置の流量因子は、測定精度に影響を及ぼす気体含量
に大きく依存する。上記した装置において、気体含量は計算されるが、測定され
るわけではなく、測定精度が低下する。原油を含む油井流出液の流量を測定する
ためにこの装置を使用すると、圧力の開放動作を妨げることになる機能がある。
【００１１】 発明の概要 本発明の目的は、前もって気体を分離することなくパイプラインの一部に沿っ
て多相混合物成分の体積流量を測定するための方法及び装置を提供することであ
る。
【００１２】 本発明の他の目的は、パイプラインの一部に沿って多相混合物成分の体積濃度
を測定する方法を提供することである。
【００１３】 本発明のさらに他の目的は、異なる種類の流れをもつ多相媒体の上記した流れ
特性を測定するための方法及び装置を提供することである。
【００１４】 本発明は、異なる大きさの気体含有物をもつ流出液の特性測定において高信頼
度データを得ることを確保するものである。
【００１５】 さらに、本発明は装置の小型化、単純な携帯化をも確保する。
【００１６】 上記した特徴は、一つのパイプラインに沿って流れる多相混合物中の液体成分
及び気体の体積流量を測定するための手段を通して達成され、それによれば該パ
イプラインに挿入された測定フローセルは、流れ方向に直列に配置され、異なる
フローセクション面積（Ｆ２＝ｋＦ１（直径Ｄ２＝Ｄ１√ｋ：ｋ≠１））をもつ
２つのパイプライン区分を含んでいる。
【００１７】 およそｋの値が０．５のとき、フローセクション面積の変化により、測定パイ
プライン区分の中の液体相流速及びこれに対応する気体相実流速の大きな変化を
引き起こす
【外１】 。一方で、混合成分中の気体含有物の相対速度及び気体の実体積濃度
【外２】 の変化は小さい。混合物流体モデルの計算分析によって、調整されたパイプライ
ン区分を通過する多相流体に対する液体相体積流量を決定するための式が以下の
数１に示されるように導かれた。
【００１８】
【数１】 気体体積流量は以下の数２に示される数式により求められる。
【００１９】
【数２】 気体相の実流速ｗｇ、気体の体積濃度
【外３】 、調整パイプライン区分中の水（Ｗ）及び油（１−Ｗ）のような液体相の体積濃
度は、フローセクションの半径方向に沿って前記測定パイプライン区分内に配置
された一組のトランスデューサと共に多相流体のサンプリング体積を検知する超
音波によって測定される。これらトランスデューサは、サンプリング体積中の音
響信号の送受信としての役割を果たす。
【００２０】 前記多相流体の局部的特徴に関して得られた数値は、その後前記測定パイプラ
イン区分の横断面領域上で平均化される。
【００２１】 実気体流速の測定は、センサー信号の相互相関又はドップラー法によって実行
される。
【００２２】 気体の体積濃度の測定は、媒体のサンプリング体積の音波（音響）伝導率の表
示を通して実行される。
【００２３】 水／油混合物のような流体においては、エマルジョンのタイプに関係なく音響
パルスの通過時間は、これら成分の体積濃度の割合にほとんど線形的に比例する
ことがわかったので、液体相の体積濃度の超音波測定は、音響パルスのサンプリ
ング体積を通過する時間を決定することに基づいている。
【００２４】 上記した特徴は、測定フローセルを含んだパイプラインに沿って流れる液体／
気体多相混合物の液体成分及び気体の体積流量及び体積濃度を決定する装置によ
って提供される。測定フローセルは、流れ方向に直列に配置され、異なるフロー
セクション面積（Ｆ２＝ｋＦ１（直径Ｄ２＝Ｄ１√ｋ：ｋ≠１））をもつ２つの
パイプライン区分を有している。
【００２５】 フローセクション面積（ｋ＝０．５の場合）の変化は、測定パイプライン区分
の中の液体相流速及びこれに対応する気体相実流速の大きな変化（
【外４】 ）を引き起こす。一方で、混合成分中の気体含有物の相対速度及び気体の実体積
濃度
【外５】 の変化は小さい。液体相の体積流量は、前記第１及び前記第２の測定パイプライ
ン区分中における気体相実流速ｗｇと、液体相によって占められるパイプライン
セクションの部分
【外６】 との積の差によって求められる。
【００２６】
【数３】 気体体積流量は、以下の数４に示される数式により求められる。
【００２７】
【数４】 気体相の実流速
【外７】 、気体の体積濃度
【外８】 、調整パイプライン区分中の水（Ｗ）及び油（１−Ｗ）のような液体相の体積濃
度は、フローセクションの半径方向に沿って前記測定パイプライン区分内に配置
された一組のトランスデューサと共に多相流体の局部の体積を検知する超音波に
よって求められる。
【００２８】 局部気体流速計の動作原理は、音響トランスデューサの信号振幅に関する相互
相関関数の測定に基づいている。２つのトランスデューサは、一方が他方の流れ
方向における上流側に決められた間隔を置いて配置されている。音響トランスデ
ューサは、サンプリング体積の音響イルミネーションを与える超音波パルスのエ
ミッタ及びレシーバーを有している。トランスデューサは、送受信モードにおい
てエミッタ及び反射信号のレシーバーとして用いられている。
【００２９】 前記流速計の電気音響伝達手段（チャンネル）は、以下の方法で動作する。パ
ルス発生器からの電圧パルスは、エミッタに到達し、超音波パルスに変換される
。サンプリング体積を通過した後、それらは受信器によって受信され、電圧パル
スに変換され、増幅され、ストローブパルスで制御されるピ−ク検出器の入力部
に送出される。このストローブパルスは、信号受信が予期されるタイムインター
バルを決定する。ピ−ク検出器の入力電圧は、受信信号の振幅に比例し、センサ
ーサンプリング体積中の音響エネルギー損失によって決定される。ピ−ク検出器
の出力信号は、相互相関関数又は自己相関関数（一つのトランスデューサの場合
）を求め、気体が存在することなく気体相及び液体相の局部実流速を計算する計
算機に到達する。
【００３０】 さらに、流れの上流側に向けられた超音波パルスによる媒体検知を通して気体
相局部流速を測定するための詳しく説明されているドップラー法原理を用いても
よい。このような変形態様において、エミッタ及びレシーバーは測定パイプライ
ン区分内に配置される。
【００３１】 気体の体積濃度計の動作原理は、媒体のサンプリング体積の音波（音響）伝導
率の表示に基づいている。電圧パルス発生器からの信号は送信器及びウエーブガ
イドからなるエミッタに送出される。変換後、音響パルスは、ウエーブガイドを
通って、サンプリング体積に到達し、前記サンプリング体積を通過し、受信ウエ
ーブガイドを通過して前記送信器に到達し、該送信器でそれら変換パルスが電圧
信号に変換され、増幅後ピーク検出器に到達する。ストローブパルス生成器は信
号到達が予期される間中、前記ピーク検出器を開放する。受信信号の振幅に比例
したピーク検出器からの出力信号は、ピーク検出器からの出力信号としきい値生
成器にて設定されるしきい値とを比較するコンパレータ（比較器）に到達する。
前記コンパレータの出力信号は、測定に費やした全時間に対するサンプリング体
積内における気体相の存在比として、媒体における気体の体積含量を求める計算
機に到達する。
【００３２】 エマルジョン（ｅｍｕｌｓｉｏｎ）の種類にかかわらず、水／油混合物のよう
な流体において超音波信号通過時間が液体相成分の体積濃度との関係にほとんど
線形的に比例することがわかっているため、液体相成分の体積濃度の超音波計の
動作原理は、多相流れのサンプリング体積を通る超音波パルスの通過時間の測定
に基づいている。エミッタとレシーバーとの間の距離は、１ｍｍ以上のサイズを
もつ大きな気体含有物を貫通させないよう選択される。パルス発生器からの電圧
パルスは音響パルスを形成する超音波エミッタに送出される。サンプリング体積
を通過する音響パルスはレシーバーに受信され、増幅された電圧信号に変換され
、その後ストローブされたコンパレータに送出される。コンパレータは、高い干
渉不活性（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｉｍｍｕｎｉｔｙ）を保証するストロー
ブパルスの生成器によって受信信号の到来が予期される間中開放される。放出パ
ルスの形成と同時にパルス期間を形成するスキームが活性化される。このスキー
ムはコンパレータ出力からの信号到来によって停止される。この信号の出力期間
は、エミッタからレシーバーへ通過する超音波信号の通過時間と等しい。その後
パルスは、振幅信号に変換され、液体相成分の体積濃度を測定する計算機に到来
する。
【００３３】 局部フローパラメータｗｇ，１，ｗｇ，２，Φ１，Φ２，Ｗの測定器の動作を
制御するプログラムの設定に対応して機能するプロセッサは、測定パイプライン
区分の横断面にわたってこれらのパラメータを平均化し、液体相成分及び気体の
体積流量を計算する。
【００３４】 発明を実施するための最良の形態 図１ａ及び図１ｂは、多相混合物中の液体成分及び気体の体積流量測定装置の
測定フローセルの概要について示したものである。
【００３５】 測定フローセルはフランジ接続によってパイプラインに挿入されている。測定
フローセルは、流れ方向に直列に配置され、異なるフローセクション面積（Ｆ２ ＝ｋＦ１）を備える２つの測定用パイプライン区分１，２を有する。
【００３６】 フローセクション面積の変化は、それぞれ横断面面積Ｆ１，Ｆ２をもつ測定用
パイプライン部における液体相流速と気体相実流速の際立った変化を誘発する。
流体の乱れを最小にするために、第１の区分から第２の区分への変化およびパイ
プラインの最初の横断面面積Ｆ１への変化はパイプラインの過渡区分３，４を通
して実現される。それぞれ実流速計及び気体含量計に組み込まれているセンサ５
，６は、前記測定パイプライン区分の各半径方向に沿って前記パイプライン区分
内に配置された一組のトランスデューサを含んでいる。液体成分の体積濃度計の
センサ７は、第１のパイプライン区分の空洞に配置された一組のトランスデュー
サを有している。トランスデューサの体積内で粘性媒体が変化する工程を促進し
、パラフィンの沈殿を除去するため、センサーには機械クリーニング装置及び電
気ヒータが備わっている。このセンサーは、例えばテクニカルメンテナンス又は
代替のため、該センサーが測定パイプライン区分から除去できるような方法で装
着されている。
【００３７】 装置の一部である多相流動体パラメータの計測器及び混合成分の流量（体積）
の測定に用いられる多相混合流動体の計算モデルについて考察する。
【００３８】 液体／気体混合物の計算モデルでは、気体相を表す種々の大きさの気体含有物
が各相の流量を測定するのに用いられる。平均化された物理量は以下の数式に用
いられる。 流動体のｉ番目の横断面における気体の実体積濃度は以下の数式（
１）に示すとおりである。
【００３９】
【数５】 ここで、Ｆｉ＝π／４Ｄｉ ２はｉ番目のパイプライン区分の横断面領域であり
、Ｆｇ，ｉ＝Φ・Ｆｉは気体に占有された横断面領域である。Ｆｉ＝Ｆｇ，ｉ＋
Ｆｌ，ｉであり、Ｆｌ，ｉは液体に占有された横断面領域であるので、上記数式
（１）は以下の数式（２）に置き換えることができる。
【００４０】
【数６】 ここで、ｗγ ｇ，ｉ＝Ｑｇ，ｉ／Ｆｉはｉ番目のパイプライン区分における減
じた気体相流速である。ここで、Ｑｇ，ｉはｉ番目のパイプライン区分における
気体相の体積流量である。ｗγ ｌ，ｉ＝Ｑｌ，ｉ／Ｆｉはｉ番目のパイプライン
区分における減じた液体相流速である。ここで、Ｑｌ，ｉはｉ番目のパイプライ
ン区分における液体相の体積流量である。ｗｇ，ｉ＝Ｑｇ，ｉ／Ｆｇ，ｉは、ｉ
番目のパイプライン区分における気体相の実流速である。ここで、Ｑｇ，ｉはｉ
番目のパイプライン区分における気体相の体積流量である。ｗｌ，ｉ＝Ｑｌ，ｉ ／Ｆｌ，ｉは、ｉ番目のパイプライン区分における液体相の実流速である。ここ
で、Ｑｌ，ｉはｉ番目のパイプライン区分における液体相の体積流量である。Ｆ ｌ，ｉ ＝（１−Φｉ）Ｆｉは液体に占有されたｉ番目のパイプライン区分におけ
るセクション領域である。
【００４１】 その他、ｗｌ，ｉ＝ｗγ ｌ，ｉ／（１−Φｉ）、ｗｇ，ｉ＝ｗｌ，ｉ＋ｗｇ， ｉ ｒｅｌ であるので、ｗｇ，ｉ ｒｅｌはｉ番目のパイプライン区分における気体
相の相対流速である。
【数７】 気泡の流れの相対流速に関する経験的なデータによれば、ｗｇ，ｉ ｒｅｌ（グ
ループ浮動流速（ｇｒｏｕｐ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｏｆ ｆｌｏａｔｉｎｇ−ｕ
ｐ））は以下の数式（４）による実体積濃度に呼応している。
【００４２】
【数８】 ここで、ｗｇ，∞は、莫大な液体媒体の中を浮上する個々の気泡の平均流速で
ある。
【００４３】 測定パイプライン区分の中の実流速ｗｇ，１とｗｇ，２は以下の数式（５）を
満たす。
【００４４】
【数９】 上記した数式（５）に示されたｗｇ，１とｗｇ，２の差は以下の数式（６）に
示される。
【００４５】
【数１０】 尚、Δｗｇは以下の数式（７）に示されるとおりである。
【００４６】
【数１１】 Ｆ２＝ｋＦ１（ｋ≠１）という関係を有すると仮定し、ｗγ ｌ，ｉ＝Ｑｌ，ｉ ／Ｆｉを考慮すると、以下の数式（８）が得られる。
【００４７】
【数１２】 尚、Ｑｌ，ｉはＱｌと等しい。
【００４８】 前記数式（３）及び前記数式（４）より以下の数式（９）が得られる。
【００４９】
【数１３】 適当な変換を実行して、Ｑｇ，ｉ＝Ｑｇを考慮した後、以下の数式（１０）が
得られる。
【００５０】
【数１４】 ＱｇをＦｉΦｉｗｇ，ｉに置き換えると、以下の数式（１１）が得られる。数
式（１１）より数式（１２）が導かれる。結果として、数式（１３）が得られる
。
【００５１】
【数１５】
【数１６】
【数１７】 尚、変化のない液体（Ｑｌ＝０）の場合には、上記数式（１３）から導かれる
関係式ｗｇ，ｉ＝ｗｇ，∞／（１−Φ１）に従い、それらが相対流速（数式（４
））の定義とどのように一致するのか、またこの場合ｗｇ，ｉ＝ｗｇ，ｉ ｒｅｌ となることに留意すべきである。上記数式１３から、以下の数式（１４）及び数
式（１５）が導かれる。
【００５２】
【数１８】
【数１９】 同等視された関係式（数式（１４），数式（１５））を有し、Ｆ２＝ｋＦ１（
ｋ≠１）を考慮すると、以下の数式（１６）が得られる。
【００５３】
【数２０】 調整されたパイプライン区分における液体相の体積流量は、前記第１及び前記
第２の測定パイプライン区分における気体相の測定された実流速及び体積濃度か
ら、上記数式（１６）に示された関係式に基いて測定される。
【００５４】 仮にＦ２＝０．５Ｆ１とすると、上記数式（１６）は以下の数式（１７）のよ
うになる。
【００５５】
【数２１】 その他、仮にΦ１及びΦ２が零であるとして、流速計は液体相の５つの音響学
上の異質性及びそれに応じて流速ｗｌ，１、ｗｌ、２を測定する。従って上記数
式（１６）に示された関係式は、数式Ｑｌ＝Ｆ１・ｗｌ、１に変形し、仮にΦ１ 及びΦ２が１だとすると、この関係式はＱｌ＝０となる。
【００５６】 液体相成分の体積流量は、以下の数式（１８）で求められる。
【００５７】
【数２２】 ここで、Ｗはエマルジョン中の水の体積濃度である。気体相の体積流量は以下
の数式（１９）によって求められる。
【００５８】
【数２３】 図２は多層混合物の気体の局部流速ｗｇを測定する超音波流速計のブロック図
である。この流速計の回路は、電圧パルス発生器８、電圧パルス発生器８に直列
接続された第１のトランスデューサ９、エミッタ１０、レシーバー１１（エミッ
タ１０及びレシーバー１１の間のギャップは第１のサンプリング体積１２を形成
する）、第１の増幅器１３、ストローブされている第１のピーク検出器１４を有
している。エミッタ１６とレシーバー１７を備えた第２のトランスデューサ１５
（エミッタ１６及びレシーバー１７の間のギャップは第２のサンプリング体積１
８を形成する）、第２の増幅器１９、ストローブされている第２のピーク検出器
２０は電圧パルス発生器８に直列に接続されている。その他、遅延ストローブパ
ルスの生成器２１と前記第１及び前記第２のピーク検出器１４，２０は、発生器
８に接続されている。ピーク検出器１４，２０は、それぞれアナログ／デジタル
コンバーター２２，２３を介して計算機２４とディスプレイ２５に接続されてい
る。
【００５９】 センサー（トランスデューサ）９，１５は、流体が、まず、あるサンプリング
体積、例えば体積１８を通り、その後他のサンプリング体積、例えば体積１２を
通るように、かつパイプラインの内側に配置されている。トランスデューサのサ
イズは、流れをわずかに妨害するように選択されている（トランスデューサの直
径は３ｍｍ以下である。）。エミッタとレシーバーの間隔δは約２ｍｍになるよ
うにしている。上下一対のトランスデューサの間隔ｌは、３／５ｍｍに等しい。
前記センサの平面図における前記第１及び前記第２のトランスデューサのウエー
ブガイドは、互いに垂直に配置されて、流れのハイドロダイナミックを改良する
。超音波局部流速計は以下のように動作する。発生器８からの電圧パルスはエミ
ッタ１０，１６に送出され、超音波パルスに変換され、それらはサンプリング体
積１２，１８を通った後、レシーバ１１，１７に受信され、電圧信号に変換され
、増幅器１３，１９によって増幅され、ストローブされたピーク検出器１４，２
０に送出される。超音波パルスを送出すると同時に、その通過時間はエミッタ及
びレシーバー間の距離によって決まるので、その固定パルス周波数によって、ス
トローブパルスがピーク検出器１４，２０のストローブ入力部に到達する。この
ストローブパルスは前記ピーク検出器をアクティブ状態にスイッチング制御する
。その結果、受信音響信号の振幅に比例する電圧信号が前記ピーク検出器の出力
部で形成される（図３の電圧波形を参照）。アナログ／デジタルコンバータ２２
，２３におけるアナログ／デジタル変換の後、電圧信号は受信音響信号に対する
相互相関関数（ＣＣＦ）を計算する計算機２４に送出され、計算されたデータは
ディスプレイ２５に表示される。
【００６０】 多相混合物は、分離構造であるゆえ、音響学上、異質な媒体である。従って、
受信信号の振幅は変動する。音響拡散体（ａｃｏｕｓｔｉｃ ｄｉｆｆｕｓｅｒ
ｓ：主な部分は、気体含有物で、超音波パルスの拡散に寄与する。）は、前記第
２のサンプリング体積を通過するとき最初に変動を引き起こす。その結果、第２
のピーク検出器２０の出力信号振幅は変動し、その後第２のサンプリング体積か
ら第１のサンプリング体積へ通過する音響拡散体の通過時間τに等しい遅延をも
って第２のピーク検出器１４の出力信号振幅もまた変動する。各ピーク検出器の
出力信号の統計学上における蓄積データは、相互相関関数の構造を提供する。時
間軸に沿ったそれらの座標（位置）はτに等しい。局部気体流速は、ｗｇ＝ｌ／
τで決められる。ここで、ｌは前記第１及び前記第２のサンプリング体積間の距
離である。
【００６１】 相互相関関数の典型的な形を図４に示す。
【００６２】 局部気体流速の測定による多相混合物の音響検知手段の他の変形態様も可能で
ある。この場合、“放射−受信”モードで動作し、直列に配置された２つの音響
トランスデューサが用いられる。それを表したものが図５に図示されている。
【００６３】 この変形態様では、流速計は、全く同一の電気音響チャンネルからなり、それ
ぞれ、直列に接続されている素子、具体的には音響センサ２６、増幅器１３、ス
トローブされたピーク検出器１４、アナログ−デジタルコンバータ（ＡＤＣ）２
２、サンプリング体積レジスタ２７を介して前記センサ２６に接続されている電
気パルス発生器８、遅延ストローブパルス生成器２１を有している。遅延ストロ
ーブパルス生成器２１はピーク検出器１４のストローブ入力部に接続されている
。両チャンネルの出力部は計算機２４を介してディスプレイ２５に接続されてい
る。音響センサは、流体２８が最初に第１のチャンネルのサンプリング体積を通
って、その後第２のチャンネルのサンプリング体積を通って連続的に通過するよ
うにパイプラインの内側に配置されている。
【００６４】 この流速計は以下のように動作する。発生器８からの電気パルスが音響センサ
２６に送出され、それら電気パルスは音響センサ２６で超音波信号に変換され流
体２８に放射される。その後、媒体拡散体から反射し、センサ２６に到達する音
響エネルギーの一部は、増幅器１３によって増幅され、ストローブされたピーク
検出器１４に送出される。それと同時に、生成器２１からの遅延ストローブパル
スはピーク検出器１４のストローブ入力部に送出される（図６の電圧波形図を参
照）。レジスター２７は、発生器８の出力部と増幅器１３の入力部の切り離しを
行う。ピーク検出器１４の出力部では受信信号の振幅に比例する電圧信号が形成
される。発生器８から出力されるパルスに関係するストローブパルスの遅延時間
は、センサーからサンプリング体積へ超音波が通過する時間、及びその逆である
サンプリング体積からセンサーへ超音波が通過する時間を考慮して設定される。
【００６５】 ピーク検出器１４の出力部における信号振幅は、サンプリング体積における音
響拡散体の出現に応じて変動する。この拡散体は、最初に第１のセンサのサンプ
リング体積を通過し、その後第２のセンサのサンプリング体積を通過するため、
それらの相互相関関数では最大値が形成される。時間軸に沿ったこの最大値の座
標τは、第１のセンサから第２のセンサへの前記拡散体の通過時間によって求め
られる。媒体に含まれるこの拡散体の流速はｗｇ＝ｌ／τによって求められる。
ここで、ｌは第１のセンサと第２のセンサ間の距離である。
【００６６】 計算するため、前記第１のチャンネル及び前記第２のチャンネルのピーク検出
器の出力部からの相互相関関数信号（ＣＣＦ信号）がＡＤＣ２２を介して計算器
２４に到達する。この計算結果はディスプレイ２５に表示される。
【００６７】 上記した変形態様の他に、局部気体流速計は一組の音響信号の放射／受信を伴
うトランスデューサを用いて行なってもよく、パイプラインの内側に配置しても
よい。エミッタとレシーバーは互いに反対側に配置され、サンプリング体積を形
成する。エミッタとレシーバーの間隔は、混合物が大量にサンプリング体積を介
して流れるように求められる。ギャップを通過する音響拡散体の通路近傍では、
サンプリング体積を通る拡散体の通過時間と等しい期間、超音波は減衰される。
これらの事項に基いて、出力信号の自己相関関数が形成され、拡散体のサンプリ
ング体積を通過する時間が測定される。局部気体流速計の変形態様を図７に示す
。この場合、回路は、電気パルス発生器８、レシーバー１１と音響学的に接続さ
れているエミッタ１０、増幅器１３、ストローブされたピーク検出器１４、アナ
ログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）２２、計算機２４、ディスプレイ２５と直
列に接続された素子を含む。発生器８は、遅延ストローブパルスの生成器を介し
てピーク検出器のストローブ入力部に接続されている。エミッタ１０とレシーバ
ー１１の間の空間はサンプリング体積１２を表している。
【００６８】 この流速計は以下のように動作する。発生器８からの電気パルスはエミッタ１
０に到達して超音波パルスに変換され、サンプリング体積１２を介してレシーバ
ー１１、増幅器１３、ピーク検出器１４に到達する。同時に、エミッタからレシ
ーバーへの信号伝播時間を遅延させる生成器２１からのストローブパルスは、ピ
ーク検出器のストローブ入力部に送出される。受信信号の振幅に比例するピーク
検出器の入力電圧は、ＡＤＣ２２に送出され、その後計算機２４とディスプレイ
２５に送出される。サンプリング体積より少ない分子サイズの音響信号の拡散体
が流れの中に存在する場合、サンプリング体積に貫通している全拡散体は受信信
号の振幅変動を引き起こす。おおむね、振幅変動の時間はサンプリング体積への
拡散体の通過時間に等しい。自己相関関数は、統計学上のサンプリングデータに
対する平均時間を求める。自己相関関数の典型的な例を図８に示す。したがって
、局部気体流速はｗｇ＝ｄ／τ１によって計算される。
【００６９】 ここで、ｄは圧電振動子の流れ方向における直線寸法であり、τ１は自己相関
関数（図８）の主ローブの幅である。
【００７０】 局部気体流速計はさらに他の変形態様でも可能である。図９に技術的に認識可
能なように図示されている。この変形態様において、流速計の回路は、以下の素
子、すなわち音響トランスデューサ２６、増幅器１３、ストローブされたピーク
検出器１４、アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）２２、計算機２４、ディ
スプレイ２５が直列に接続されている当該素子と、レジスタ２７を介して音響ト
ランスデューサ２６に接続され、遅延ストローブパルスの生成器を介してピーク
検出器のストローブ入力部に接続されている発生器８を含んでいる。トランスデ
ューサ２６は、多相流体２８が流れ方向に垂直にトランスデューサ２６の音響領
域を横切るようにパイプラインの内側に位置している。
【００７１】 この測定器は以下のように動作する。発生器８からの電圧パルスはレジスタ２
７を介してトランスデューサ２６に送出され、該電圧パルスは音響信号に変換さ
れ、流れ方向に垂直な方向に流体２８に放射される。音響エネルギーの一部は、
多相媒体（それらの主要な部分は気体含有物である。）の音響拡散体から反射さ
れ、音響トランスデューサーに戻り、その音響トランスデューサーで電気信号に
変換され、増幅器１３を介してピーク検出器１４に到達する。同時に生成器２１
からの遅延ストローブパルスはピーク検出器１４（図１０に示される電圧波形参
照）のストローブ入力部に送出される。
【００７２】 レジスタは、発生器８の出力部と増幅器１３の入力部を切り離す。ピーク検出
器１４の出力電圧の振幅は受信信号の振幅に比例する。
【００７３】 発生器８からのパルスに呼応するストローブパルスの遅延時間ｔ０は、トラン
スデューサ２６からサンプリング体積への超音波通過時間及びサンプリング体積
からトランスデューサ２６への超音波通過時間に応じて設定される。
【００７４】 ピーク検出器１４の出力部での信号振幅は、サンプリング体積における音響拡
散体の出現に応じて変動する。おおむね、サンプリング体積中の拡散体の通過時
間は変動時間に等しい。拡散体の大きさがサンプリング体積の大きさよりもかな
り小さい場合、局部気体流速は、ｗｇ＝ｄ／τ１による信号の自己相関によって
測定され得る。
【００７５】 ここで、ｄは圧電振動子の流れ方向における直線寸法であり、τ１は自己相関
関数（図１１）の主ローブの幅である。
【００７６】 上記した変形態様の他に、流速測定のドップラー法を用いた超音波局部気体流
速計を導入してもよい。この場合、３ｍｍ以下の直線寸法をもつエミッタ及びレ
シーバーは、互いに関連しあう固定された角度の下で調整されたパイプライン区
分の中に配置される。この計器の回路を図１２に示す。この計器はエミッタ１０
に接続されている電気パルス発生器８を含んでいる。レシーバー１１は増幅器１
３を介して位相検波乗算器２９に接続されている。この検波器２９の出力には、
ローパスフィルター３０、第２の増幅器３１、信号スペクトル計算機３２、ディ
スプレイ２５が直列に接続されている。信号処理は以下に述べるように測定回路
にて行なわれる。流体の音響拡散体から放射された超音波発振の反射の後、その
音響信号はレシーバー１１に到達し、電圧信号に変換され、増幅器１３を介して
位相検出器２９の第１の入力部に到達する。発生器８からの電圧信号は検波器２
９の入力部に送出される。検波器２９の出力からの低周波信号はフィルタ３０及
び増幅器３１を介して計算機３２に送出される。この計算機ではトランスデュー
サに接近している音響拡散体の流速に比例するドップラー周波数が決められ、そ
の後局部気体の流速が計算される。この処理結果はディスプレイ２５に送出され
る。回路内の信号処理を図１３に示す。
【００７７】 超音波ドップラーの局部気体流速計の他の変形による技術的な構成を図１４を
参照して説明する。３ｍｍ以下の直線寸法をもつエミッタとレシーバーは、互い
に関連する固定された角度で変形されたパイプライン区分の内側に配置される。
流速計の測定回路はエミッタ１０に接続された電圧パルス発生器８を含んでいる
。レシーバー１１は増幅器１３を介して位相検波乗算器２９に結合され、その出
力部はサンプリング記憶ブロック３０に接続されている。位相検波器２９の入力
部は発生器８に結合されている。サンプリング記憶ブロック３０の入力部は遅延
ストローブパルス生成器２１を介して発生器８に接続されている。サンプリング
記憶ブロック３０の出力部は計算機３２に接続され、計算機３２はディスプレイ
２５に接続されている。
【００７８】 この流速計は以下のように動作する。音響拡散体から反射、主に気泡から反射
されたパルスはレシーバー１１に到達する。このパルスは、その後増幅器１３を
介して位相検波乗算器２９の第１の入力部に送出される。発生器８からの高周波
信号は位相検波乗算器２９の第２の入力部に送出される。位相検波乗算器２９か
らの低周波は、生成器２１からの遅延ストローブパルスのタイムポジションによ
って決められた時間のそのときに前記入力部に信号を記録するサンプリング記憶
ブロック３０に送出される。サンプリング記憶ブロック３０からの信号のスペク
トル処理は、計算機３２で実行され、計算機３２では、音響拡散体の送信機への
接近速度に比例したドップラー周波数が分離され、局部気体流速が計算される。
その処理結果はディスプレイ２５に示される。その信号処理を図１５に示す。
【００７９】 超音波気体含量計は（図１６参照）、音響学上のレシーバー１１、増幅器３３
、ストローブされたピーク検出器３４と結合しているエミッタ１０と直列接続さ
れている電圧パルス発生器８を含んでいる。電圧パルス発生器８は、遅延ストロ
ーブパルス生成器を介してピーク検出器３４のストローブ入力部に接続されてい
る。ピーク検出器の出力部は第１のコンパレータ３６の非反転入力（直接入力）
部、第２のコンパレータ３７の反転入力部、計算機２４に結合されている。第１
及び第２のコンパレータ３６，３７は計算機２４に接続され、計算機２４はディ
スプレイ２５に接続されている。
【００８０】 第１のピーク検出器の反転入力部及び第２のピーク検出器の非反転入力（直接
入力）部は、それぞれ第１の電圧設定装置３８及び第２の電圧設定装置３９に接
続されている。エミッタ１０及びレシーバー１１は、一方が他方の反対側に固定
され、サンプリング体積を形成している。
【００８１】 この計器は以下のように動作する。発生器から生成される矩形電圧パルスは、
エミッタ１０によってサンプリング体積に放射される超音波パルスに変換され、
レシーバー１１に到達し、電圧パルスに変換され、増幅器３３を通ってピーク検
出器３４に送出される。図１７に測定回路の各構成要素で処理される信号波形を
示す。ピーク検出器３４の出力は、遅延ストローブパルスの到来時に受信される
信号の振幅に比例したレベルとなる。
【００８２】 受信された信号の振幅は、サンプリング体積４０における気体濃度によって決
まる。サンプリング体積が気体含有物なしの液体のみで満たされている場合、受
信された信号の振幅は最大であり、ピーク検出器３４の入力における電圧レベル
はセッティングデバイス３８（Ｕ１）の電圧より高い。それは、コンパレータ３
６の動作を誘発し、出力における個々の論理信号の形成を引き起こす。その論理
信号は計算機２４に送出され、気体濃度Φ＝０（図１８参照）という状況として
計算機２４で認識される。気泡又はガス栓のサイズが前記サンプリング体積の大
きさを超えると、超音波の伝播は全体的に遮断され、受信信号の振幅は、ノイズ
レベルによって決められる最小値にまで減少し、ピーク検出器３４の出力電圧レ
ベルも最小になり、セッティングデバイス３９（Ｕ２）の電圧以下になる。この
場合、コンパレ−タ３７は動作し、気体濃度Φ＝１という状況として計算機２４
で認識される個々の論理信号を送出する。
【００８３】 気泡のサイズがサンプリング体積４０のサイズより小さい場合、ピーク検出器
３４の出力信号振幅はＵ１からＵ２の範囲にわたり、（図１８参照）、以下の数
式（２０）に示される関係が成立する。
【００８４】
【数２４】 ここで、Ｕｍａｘは液体相が制御量を満たす時の信号振幅であり、ｋはセンサ
ーの幾何学的サイズ、超音波の周波数等により求められる比例定数であり、ｎｂ は気泡の濃度であり、ｄｂは気泡の直径である。
【００８５】 気泡の濃度が混合物が流れるためのサンプリング体積に継続的に変化すること
を考慮すると、信号振幅もまた変動する。サンプリング体積中の気泡の数はポア
ソンの法則によって求められる。これによって、受信信号の平均値の測定を通し
て、その分散値ｎｂ，ｄｂが、計算機２４によって、よく知られた数学的モデル
を用いて計算される。気体含量は以下の数式（２１）によって算出される。
【００８６】
【数２５】 ここで、Ｖはサンプリング体積であり、Ｎ＝ｎｂ・Ｖはサンプリング体積中の
気泡の数である。
【００８７】 流体中の気体含有物の可変成分の場合における気体相濃度は、以下の数式（２
２）によって求められる。
【００８８】
【数２６】 ここで、Ｔ＝ｔ１＋ｔ２＋ｔ３は平均時間であり、ｔ１は気体含有物がサンプ
リング体積にない期間を示し、ｔ２は気体含有物が直径の大きい気泡によって与
えられ、ガス栓がサンプリング体積によって与えられる期間を示し、ｔ３はサン
プリング体積中に小さな気泡が与えられる期間を示している。
【００８９】 サンプリング体積のサイズは、センサーの技術的構成あるいは応用のいずれか
の条件に応じて選択され、一般に、そのサイズは１ｍｍ３より小さい。
【００９０】 図１９は、液体成分の体積濃度の超音波計測器の構成を示したブロック図であ
る。この超音波計測器の測定回路は電圧パルス発生器８を有し、レシーバー１１
に音響学上結合しているエミッタ１０、増幅器４１、第１のコンパレータ４２、
第１の素子４３、第１のＲＳトリガー４４、第２の素子４５、第２のＲＳトリガ
ー４６、時間幅−振幅コンバーター（“ｄｕｒａｔｉｏｎ−ａｍｐｌｉｔｕｄｅ
”ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）４７に直列接続されている。発生器８はまた、遅延スト
ローブパルス生成器４８と第１及び第２のＲＳトリガー４４，４６の入力部に接
続されている。第１のコンパレータ４２の第２の入力部は電圧設定装置４９に結
合されている。増幅器４１の出力部は第２のコンパレータ５０に接続され、その
出力は第２の素子４５の第２の入力部に結合されている。遅延ストローブパルス
生成器４８の出力部は第１の素子４３の第２の入力部に接続されている。
【００９１】 エミッタとレシーバーは、一方が他方の反対側に位置し、サンプリング体積５
２を形成する筐体（ツールボディ）５１に搭載されている。
【００９２】 ツールボディ５１はヒーター部５３とサンプリング体積５２の機械的なクリー
ニングのための素子５４を備えている。
【００９３】 体積濃度の超音波計測器は以下のように動作する。
【００９４】 発生器８によって発生する矩形電圧パルスは、エミッタ１０にて超音波パルス
に変換される。その超音波パルスは、サンプリング体積５２を通過した後、レシ
ーバー１１に到達して電気パルスに変換される。その後、信号は増幅器４１を介
して第１のコンパレータ４２の直接入力部に到達する。
【００９５】 電圧パルスを送出すると同時に、第１のＲＳトリガー４４は状態“０”にスイ
ッチング制御され、第２のＲＳトリガー４６は状態“１”にスイッチング制御さ
れる。
【００９６】 第１のコンパレータ４２の反転入力部は電圧設定装置４９に接続されているの
で、第１のコンパレータ４２は受信信号の振幅が設定電圧を超えたとき動作する
。第１のコンパレータ４２から出力されたパルスは、遅延ストローブパルス生成
器４８から出力されるパルスによってストローブされる第１の素子４３を介して
第１のＲＳトリガー４４のＳ入力部に送出され、状態“１”にスイッチング制御
する(図２０の電圧波形図を参照)。タイムラグは、エミッタ１０からレシーバー
１１への超音波パルスの伝播時間によって求められる。遅延素子の使用によって
、電気音響ノイズによって規定されている計器の誤作動が遮断される。
【００９７】 第２のコンパレータ５０の入力部の内の一つはアース線に接続されているので
、受信信号の振幅が“０”マークを切るときはいつでも電圧パルスが送出され、
したがって弱い信号（ウイーク信号：図２０参照）ですら固定する。コンパレー
タの出力信号は受信信号の振幅には依存しない。
【００９８】 第１のＲＳトリガー４４の出力部から第２の素子４５の一つの入力部に送出さ
れる信号によって、受信信号が“０”マークを切ることを示す第２のコンパレー
タ５０からの信号の通過が許容（許可）される。第１の“０”マークを切ると、
“０”状態にスイッチング制御する第２のＲＳトリガー４６の動作を引き起こす
。電圧パルスはエミッタ１０からレシーバー１１への超音波パルスの通過時間に
比例した区間をもつように形成されている。超音波パルスの振幅には依存しない
。その後、これらのパルスは、コンバーター４７で計算機及びモニターに送出さ
れる期間に比例する振幅信号に変換される。
【００９９】 液体成分の体積濃度を測定する超音波計測器の第２の変形態様（図２参照）で
は、電圧設定装置はストローブされたピーク検出器５５として構成される。その
入力部は増幅器４１の出力部に接続されており、ストローブ入力部は遅延ストロ
ーブパルス生成器４８の出力部に結合され、ピーク検出器５５は電圧分周器５６
を介して第１のコンパレータ４２の入力部に接続されている。
【０１００】 この電圧設定装置は以下のように動作する。増幅器４１からの電圧信号はピー
ク検出器５５に送出される。同時に、エミッタ１０からレシーバー１１への超音
波パルスの通過時間によって求められるタイムラグは、遅延ストローブパルス生
成器４８からの信号がストローブ入力部に到達する（図２２参照）。その結果、
信号振幅の最大値に等しい電圧電位がピーク検出器５５の出力部に現れる。分周
器５６を通過する電圧信号は、制御される媒体特性及び温度の変化および測定回
路のエージング等による変動によって、信号の選択された半波で第１のコンパレ
ータ４２の確実な動作が保証されるように、減衰される。
【０１０１】 そのような電圧設定装置の使用により、規定された媒質における信号減衰量の
著しい変化（１０−フォールド）、例えばサンプリング体積内の気泡の発生、成
分のばらつきの変化、その他の理由により、コンパレータ動作レベルを自動的に
維持することができる。
【０１０２】 局部値ｗｇ，１、ｗｇ，２、Φ１、Φ２、及びＷの計測器の動作はプロセッサ
によるプログラムを設定することにより制御される。上記した数値の測定パイプ
ライン区分の時間平均及び断面積平均はプロセッサによって実行される。液体、
気体、水、気体Ｑｔ，Ｑｏｉｌ，Ｑｗ，Ｑｇのような多相流体成分の流量は、プ
ロッセッサによる上記した数式（１６），数式（１８），数式（１９）によって
求められる。 本発明は、特に油、水、気体混合物についての使用について述べ
たが、発明原理は、付加されたクレームに記載されているように他の混合物に対
しても適用可能である。
【０１０３】 さらに、図１は流れ方向に見られる横断面面積を減少させた状態でのパイプラ
イン区分の順序を示しているが、パイプライン区分の前記順序と逆、すなわち流
れ方向に見られる横断面面積を増加させた状態での使用も可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】 多相混合物中の液体成分及び気体の体積流量測定装置に関する測定フローセル
の概要について示したものである。
【図１ｂ】 多相混合物中の液体成分及び気体の体積流量測定装置に関する測定フローセル
の概要について示したものである。
【図２】 連続的な配置変形が施されたトランスデューサを有する気体相の局部流速計を
示したブロック図である。
【図３】 図２の局部流速計で処理された信号を示した図である。
【図４】 ピーク検出器の出力信号に対する相互相関関数の典型例を示した図である。
【図５】 連続的に配置されたトランスデューサを有する気体相の局部流速計を示したブ
ロック図である。
【図６】 図５の局部流速計で処理された信号の電圧波形を示した図である。
【図７】 一対のトランスデューサが自己相関関数形成モードにおいて動作している場合
の気体相の局部流速計を示したブロック図である。
【図８】 ピーク検出器の出力信号に対する自己相関関数の典型例を示した図である。
【図９】 一のトランスデューサが“放射−受信”モードにおいて動作している場合の気
体相の局部流速計を示したブロック図である。
【図１０】 図９の局部流速計で処理された信号の電圧波形を示した図である。
【図１１】 前記使用態様の変形に係るトランスデューサにおけるピーク検出器の出力信号
に対する自己相関関数の形態を示した図である。
【図１２】 気体相の局部流速を測定する超音波ドップラー計測器を示した図である。
【図１３】 図１２の超音波ドップラー計測器における典型的な信号形態を示した図である
。
【図１４】 気体相の局部流速を測定する超音波ドップラー計測器の第２の態様を示した図
である。
【図１５】 図１４の局部流速計で処理された信号の電圧波形を示した図である。
【図１６】 提供された多相混合物における気体含量計を示した図である。
【図１７】 図１６の気体含量計で処理された信号波形を示した図である。
【図１８】 ピーク検出器の出力信号波計を示した図である。
【図１９】 液体成分の各体積濃度を測定する超音波計測器を示した図である。
【図２０】 図１９の超音波計測器で処理された信号の電圧波形を示した図である。
【図２１】 液体成分の各体積濃度を測定する超音波計測器の第２の態様を示した図である
。
【図２２】 図２１の超音波計測器で処理された信号の電圧波形を示した図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｎ 29/02 Ｇ０１Ｎ 29/02 29/16 29/16 29/18 29/18 29/20 29/20 (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＯ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ， ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，Ｉ Ｓ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ， ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，Ｐ Ｔ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ， ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (71)出願人 メルニコフ，フラディミル ロシア連邦共和国，603074，エヌ．ノブゴ ロド，フラット 25，17，クイビシェヴァ ストリート (71)出願人 シュストフ，アンドレー ロシア連邦共和国，107061，モスクワ，フ ラット 38，プレロブラゼンスキ ヴァ ル． (72)発明者 ドロブコフ，フラディミル ロシア連邦共和国，121609，モスクワ，フ ラット 12，４／１，オセンニャ ストリ ート (72)発明者 メルニコフ，フラディミル ロシア連邦共和国，603074，エヌ．ノブゴ ロド，フラット 25，17，クイビシェヴァ ストリート (72)発明者 シュストフ，アンドレー ロシア連邦共和国，107061，モスクワ，フ ラット 38，プレロブラゼンスキ ヴァ ル． Ｆターム(参考） 2F030 CA02 CA05 CC06 CE04 2F035 AA06 AB05 AB06 DA03 DA12 FB02 HA03 HB04 2G047 AA01 BC02 BC03 BC15 EA15 GG36

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （ａ）第１のパイプライン区分（１）及び該第１のパイプラ
    イン区分（１）と直列である第２のパイプライン区分（２）における混合物の流
    速を変化させるステップと、 （ｂ）第１のパイプライン区分（１）及び前記第２のパイプライン区分（２）
    における流体の局部流れ特性を測定するステップと、 （ｃ）前記測定された局部流れ特性から、気体相（Ｑｇ）の体積流量、液体相
    の第１の成分（Ｑ１）、および液体相の第２の成分（Ｑ２）の体積流量を決定す
    るステップを有する、パイプラインに沿った多相液体／気体混合物の流れ特性を
    測定する方法において、 （ｄ）前記各パイプライン区分（１，２）に対し、前記混合物の少なくとも一
    つの相に関する実流速（ｗ）を測定するステップと、 （ｅ）前記各パイプライン区分（１，２）において、前記混合物の音響伝導率
    を測定するステップと、 （ｆ）前記各パイプライン区分（１，２）に対し、前記混合物の気体相の体積
    濃度（Φ）を前記測定された音響伝導率の値に基づいて決定するステップと、 （ｇ）前記各パイプライン区分（１，２）に対し、前記混合物の液体成分の体
    積濃度（Ｗ）を前記測定された音響伝導率の値に基づいて決定するステップと、 （ｈ）前記各パイプライン区分（１，２）において、前記両相の流速値及び濃
    度値に基づいて体積流量の値を決定するステップ を有することを特徴とする多相液体／気体混合物の流れ特性を測定する方法。
  2. 【請求項２】 前記第１のパイプライン区分（１）の横断面の面積（Ｆ１）
    は前記第２のパイプライン区分（２）の横断面の面積（Ｆ２）とは異なる（Ｆ２ ＝ｋＦ１（ｋ≠１））ことを特徴とする請求項１記載の多相液体／気体混合物の
    流れ特性を測定する方法。
  3. 【請求項３】 前記液体相の体積流量値は、式Ｑｌ＝ｋ／（ｋ−１）Ｆ１[
    ｗ２（１−Φ２）−ｗ１（１−Φ１）]によって求められ、 前記ｗ１及び前記ｗ２は、それぞれ前記第１のパイプライン区分（１）及び前
    記第２のパイプライン区分（２）における気体相の平均実流速であり、 前記Φ１及び前記Φ２は、それぞれ前記第１のパイプライン区分（１）及び前
    記第２のパイプライン区分（２）における前記混合物中の気体の平均実体積濃度
    であり、 気体相の体積流量は、Ｑｇ＝Ｆ１ｗ１Φ１又はＱｇ＝Ｆ２ｗ２Φ２で決定され
    、 液体相の第１の成分に関する体積流量はＱ１＝ＷＱｌで決定され、 液体相の第２の成分に関する体積流量はＱ２＝（１−Ｗ）Ｑｌで決定される ことを特徴とする請求項２記載の多相液体／気体混合物の流れ特性を測定する
    方法。
  4. 【請求項４】 気体相の流速（ｗ）は、前記第１及び前記第２のパイプライ
    ン区分（１，２）の各横断面における異なる放射状の位置で測定され、 測定された各横断面に対する局部流速値は平均化され、計算で使用する流速値
    を与えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の多相液体／気体
    混合物の流れ特性を測定する方法。
  5. 【請求項５】 気体相の濃度（Φ）は、前記第１及び前記第２のパイプライ
    ン区分（１，２）の各横断面における異なる放射状の位置で測定され、 測定された各横断面に対する体積濃度値は平均化され、計算で使用する濃度値
    を与えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の多相液体／気体
    混合物の流れ特性を測定する方法。
  6. 【請求項６】 前記測定は超音波トランスデューサを用いて行われることを
    特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の多相液体／気体混合物の流れ特
    性を測定する方法。
  7. 【請求項７】 前記混合物の液体相成分の体積濃度（Ｗ）は、前記第１及び
    前記第２のパイプライン区分（１，２）の少なくとも一つの区分における少なく
    とも一つの横断面で超音波トランスデューサを用い、該超音波トランスデューサ
    から前記混合物を通過する超音波の通過時間を測定することによって求められる
    ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の多相液体／気体混合物の
    流れ特性を測定する方法。
  8. 【請求項８】 前記混合物の気体相の体積濃度（Φ）は、前記第１及び前記
    第２のパイプライン区分（１，２）の少なくとも一つの横断面で超音波トランス
    デューサを用い、該超音波トランスデューサから前記混合物を通過する超音波の
    振幅を測定することによって求められることを特徴とする請求項１〜７のいずれ
    か一つに記載の多相液体／気体混合物の流れ特性を測定する方法。
  9. 【請求項９】 混合物相の流速（ｗ）は、前記第１及び前記第２のパイプラ
    イン区分（１，２）の少なくとも一つの横断面で超音波トランスデューサを用い
    、相互相関法又は自己相関法によって求められることを特徴とする請求項１〜８
    のいずれか一つに記載の多相液体／気体混合物の流れ特性を測定する方法。
  10. 【請求項１０】 混合物相の流速（ｗ）は、前記第１及び前記第２のパイプ
    ライン区分（１，２）の少なくとも一つの横断面で超音波トランスデューサを用
    い、該超音波トランスデューサからの超音波パルスのドップラー周波数を測定す
    ることによって求められることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載
    の多相液体／気体混合物の流れ特性を測定する方法。
  11. 【請求項１１】 前記測定は電気伝導率トランスデューサを用いて行なわれ
    ることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の多相液体／気体混合物
    の流れ特性を測定する方法。
  12. 【請求項１２】 前記測定は静電容量トランスデューサを用いて行なわれる
    ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の多相液体／気体混合物の
    流れ特性を測定する方法。
  13. 【請求項１３】 前記測定は光学式センサを用いて行なわれることを特徴と
    する請求項１〜５のいずれか一つに記載の多相液体／気体混合物の流れ特性を測
    定する方法。
  14. 【請求項１４】 前記混合物の液体相成分が水及び油であることを特徴とす
    る請求項８に記載の多相液体／気体混合物の流れ特性を測定する方法。
  15. 【請求項１５】 パイプラインに沿った多相液体／気体混合物の流れ特性を
    測定する装置において、 （ｉ）第１のパイプライン区分（１）及び該第１のパイプライン区分（１）と
    直列である第２のパイプライン区分（２）を内部に配置すると共に両区分におけ
    る混合物の流速を変化させるためのフローセルと、 （ｊ）前記第１及び前記第２のパイプライン区分（１，２）における流体の局
    部流れ特性を測定する手段と、 （ｋ）前記測定された局部流れ特性から、気体相の体積流量（Ｑｇ）、前記混
    合物における第１の液体相成分の流量（Ｑ１）及び第２の液体相成分の体積流量
    （Ｑ２）を測定する手段を 有することを特徴とする多相液体／気体混合物の流れ特性を測定する装置。
  16. 【請求項１６】 前記各パイプライン区分（１，２）において前記混合物の
    内の少なくとも一つの相の局部流れ特性を測定するための以下の手段を有し、当
    該手段は、 （ｌ）相関法又はドップラー法に基づき前記混合物の実気体流速（ｗ）を測定
    する超音波気体流速計と、 （ｍ）超音波気体体積濃度計と、 （ｎ）液体成分の超音波体積濃度計である ことを特徴とする請求項１５に記載の多相液体／気体混合物の流れ特性を測定
    する装置。
  17. 【請求項１７】 前記混合物の内の少なくとも一つの相の局部流れ特性を測
    定するために電気容量トランスデューサあるいは電気伝導率トランスデューサを
    備えた測定器が用いられていることを特徴とする請求項１５に記載の多相液体／
    気体混合物の流れ特性を測定する装置。
  18. 【請求項１８】 前記各パイプライン区分（１，２）に対して気体の体積濃
    度を求めるガンマ計測器が用いられていることを特徴とする請求項１５に記載の
    多相液体／気体混合物の流れ特性を測定する装置。
  19. 【請求項１９】 互いに垂直に配置された前記各パイプライン区分（１，２
    ）に対して、静圧差測定手段によって気体の体積濃度を測定する装置が用いられ
    ていることを特徴とする請求項１５に記載の多相液体／気体混合物の流れ特性を
    測定する装置。
  20. 【請求項２０】 前記気体流速計は、前記第１及び前記第２のパイプライン
    区分（１，２）の各横断面における異なる放射状の位置での気体相の流速（ｗ）
    を測定し、 測定された各横断面に対する局部流速値は平均化され、計算で使用する流速値
    を与える ことを特徴とする請求項１５〜１７のいずれか一つに記載の多相液体／気体混
    合物の流れ特性を測定する装置。
  21. 【請求項２１】 前記気体体積濃度計は、前記第１及び前記第２のパイプラ
    イン区分（１，２）の各横断面における異なる放射状の位置で気体相の濃度（Φ
    ）を測定し、 測定された各横断面に対する体積濃度値は平均化され、計算で使用する濃度値
    を与える ことを特徴とする請求項１５〜１７のいずれか一つに記載の多相液体／気体混
    合物の流れ特性を測定する装置。
  22. 【請求項２２】 前記第１のパイプライン区分（１）の横断面の面積（Ｆ１ ）は前記第２のパイプライン区分（２）の横断面の面積（Ｆ２）とは異なる（Ｆ ２ ＝ｋＦ１（ｋ≠１））ことを特徴とする請求項１５〜２１のいずれか一つに記
    載の多相液体／気体混合物の流れ特性を測定する装置。
  23. 【請求項２３】 式Ｑｌ＝ｋ／（ｋ−１）Ｆ１[ｗ２（１−Φ２）−ｗ１（
    １−Φ１）]によって前記液体相の体積流量値を計算するプロセッサを含み、 前記ｗ１及び前記ｗ２は、それぞれ前記第１のパイプライン区分（１）及び前
    記第２のパイプライン区分（２）における気体相の平均実流速であり、 前記Φ１及び前記Φ２は、それぞれ前記第１のパイプライン区分（１）及び前
    記第２のパイプライン区分（２）における前記混合物中の気体の平均実体積濃度
    であり、 前記プロセッサは、さらに式Ｑｇ＝Ｆ１ｗ１Φ１又はＱｇ＝Ｆ２ｗ２Φ２によ
    り気体相の体積流量を、式Ｑ１＝ＷＱｌにより液体相の第１の成分に関する体積
    流量を、及び式Ｑ２＝（１−Ｗ）Ｑｌにより液体相の第２の成分に関する体積流
    量を計算する ことを特徴とする請求項１５〜２１のいずれか一つに記載の多相液体／気体混
    合物の流れ特性を測定する装置。
  24. 【請求項２４】 検知された前記多相流体の液体相成分が水及び油であるこ
    とを特徴とする請求項１５〜２０，２２，２３のいずれか一つに記載の多相液体
    ／気体混合物の流れ特性を測定する装置。
JP2001565976A 2000-03-09 2001-03-05 多相液体／気体混合物の流量及び濃度を同時に測定する方法及び装置 Expired - Lifetime JP4800543B2 (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/NL2000/000159 WO2001067050A1 (en) 2000-03-09 2000-03-09 Simultaneous determination of multiphase flowrates and concentrations
NLPCT/NL00/00159 2000-03-09
NL00/00159 2000-03-09
PCT/NL2001/000180 WO2001067051A1 (en) 2000-03-09 2001-03-05 Simultaneous determination of multiphase flowrates and concentrations

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003526101A true JP2003526101A (ja) 2003-09-02
JP4800543B2 JP4800543B2 (ja) 2011-10-26

Family

ID=19760678

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001565976A Expired - Lifetime JP4800543B2 (ja) 2000-03-09 2001-03-05 多相液体／気体混合物の流量及び濃度を同時に測定する方法及び装置

Country Status (17)

Country Link
US (1) US6658944B2 (ja)
EP (1) EP1261846B8 (ja)
JP (1) JP4800543B2 (ja)
KR (1) KR100808729B1 (ja)
CN (1) CN1217161C (ja)
AT (1) ATE242872T1 (ja)
AU (2) AU3334800A (ja)
CA (1) CA2393727C (ja)
CZ (1) CZ298873B6 (ja)
DE (1) DE60100360T2 (ja)
DK (1) DK1261846T3 (ja)
EA (1) EA003869B1 (ja)
ES (1) ES2201033T3 (ja)
IL (2) IL151612A0 (ja)
NO (1) NO325636B1 (ja)
PT (1) PT1261846E (ja)
WO (2) WO2001067050A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014500515A (ja) * 2010-12-21 2014-01-09 ネスト インターナショナル エヌ．ブイ． パイプライン内の流体または流体成分の流速を測定するための装置および方法

Families Citing this family (78)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NZ519503A (en) * 2002-06-12 2005-02-25 Sensortec Ltd Flow meter, for liquid/gas with emitter/detector arranged about conduit in opposing positions
NO323247B1 (no) * 2003-12-09 2007-02-12 Multi Phase Meters As Fremgangsmåte og strømningsmåler for å bestemme strømningsratene til en flerfaseblanding
EP1788949A1 (en) * 2004-08-31 2007-05-30 Stichting Fundementeel Onderzoek der Materie (FOM) Method of determining a parameter representing an acoustic property of a material
RU2280842C1 (ru) * 2004-11-09 2006-07-27 Открытое акционерное общество "Инженерно-производственная фирма "СИБНЕФТЕАВТОМАТИКА" (ОАО ИПФ "СибНА") Способ контроля наличия газа в потоке жидкости и устройство для его осуществления
GB0428545D0 (en) * 2004-12-31 2005-02-09 Euroflow Uk Ltd Flow methods and apparatus for detection in conduits
GB0428547D0 (en) * 2004-12-31 2005-02-09 Euroflow Uk Ltd Methods and apparatus for observing vessel contents
US20060247869A1 (en) * 2005-04-26 2006-11-02 Lucero Guillermo A Multiphase flow meter and data system
US20080288181A1 (en) * 2005-04-26 2008-11-20 Guillermo Amarfil Lucero Multiphase flow meter and data system
DE102005024134A1 (de) * 2005-05-23 2007-01-11 Endress + Hauser Flowtec Ag Verfahren zur Bestimmung und/oder Überwachung einer Prozessgröße
US7152490B1 (en) 2005-08-15 2006-12-26 Daniel Measurement And Control, Inc. Methods for determining transducer delay time and transducer separation in ultrasonic flow meters
DE102006050357A1 (de) * 2006-10-25 2008-05-08 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen der Gaszusammensetzung in einem Tank
US8360635B2 (en) * 2007-01-09 2013-01-29 Schlumberger Technology Corporation System and method for using one or more thermal sensor probes for flow analysis, flow assurance and pipe condition monitoring of a pipeline for flowing hydrocarbons
RU2339915C1 (ru) * 2007-04-12 2008-11-27 Общество с ограниченной ответственностью "НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ФИРМА "МАКРОТЕХСЕРВИС-ПБ" Способ определения расхода компонентов двухфазного потока и система для его осуществления
GB0707129D0 (en) * 2007-04-13 2007-05-23 Bioinnovel Ltd Fermenter monitor
AU2008258938B2 (en) * 2007-05-31 2013-09-19 Teijin Limited Ultrasonic gas concentration measuring method and device using the same
CN101802562B (zh) * 2007-09-18 2013-06-12 普拉德研究及开发股份有限公司 多相流测量
RU2386931C2 (ru) * 2007-12-24 2010-04-20 Открытое акционерное общество "Арзамасский приборостроительный завод" - ОАО "АПЗ" Способ определения параметров потока многофазной среды и ультразвуковой расходомер для его осуществления
CN101255791B (zh) * 2008-04-09 2011-05-25 浙江大学 油气水多相流流量测量装置
CN101280680B (zh) * 2008-05-23 2012-06-27 安东石油技术（集团）有限公司 三相流量测量装置
DE102008036215B4 (de) * 2008-08-02 2010-09-02 Dae Systems Gmbh Vorrichtung zur Steuerung des Drucks und/oder Volumenstroms eines Fluids
US7950451B2 (en) * 2009-04-10 2011-05-31 Bp Corporation North America Inc. Annulus mud flow rate measurement while drilling and use thereof to detect well dysfunction
US8340791B2 (en) * 2009-10-01 2012-12-25 Rosemount Inc. Process device with sampling skew
US8230934B2 (en) 2009-10-02 2012-07-31 Baker Hughes Incorporated Apparatus and method for directionally disposing a flexible member in a pressurized conduit
US8322228B2 (en) * 2009-12-11 2012-12-04 Schlumberger Technology Corporation Method of measuring flow properties of a multiphase fluid
DE102010001646A1 (de) * 2010-02-05 2011-08-11 Endress + Hauser Flowtec Ag Messgerät, Messsystem und Verfahren zur Ermittlung einer vorgegebenen Emission eines Emittenten
MD20100049A2 (ro) * 2010-04-13 2011-11-30 Николае БЕЛДИМАН Dispozitiv de măsurare a debitului de fluid în conducta de transport
US8536883B2 (en) * 2010-04-29 2013-09-17 Schlumberger Technology Corporation Method of measuring a multiphase flow
RU2435143C1 (ru) * 2010-05-11 2011-11-27 Открытое Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Институт "Гермес" Способ определения объема газового включения
TWI400444B (zh) * 2010-08-13 2013-07-01 Tatung Co 超音波相位偏移之偵測裝置
US8701461B2 (en) * 2011-02-22 2014-04-22 Southern Methodist University Calibration tube for multiphase flowmeters
US8839856B2 (en) 2011-04-15 2014-09-23 Baker Hughes Incorporated Electromagnetic wave treatment method and promoter
CN102401674B (zh) * 2011-08-26 2013-04-24 中国农业大学 坡面小区水土流失自动测量系统
CN103123294B (zh) * 2011-11-21 2015-09-30 中国海洋石油总公司 一种鉴别多相流流型的方法
GB2496863B (en) * 2011-11-22 2017-12-27 Zenith Oilfield Tech Limited Distributed two dimensional fluid sensor
US8511424B2 (en) * 2011-12-08 2013-08-20 General Electric Company Acoustic waveguide assemblies
DE102012103307A1 (de) * 2012-04-17 2013-10-17 Wilhelm Hedrich Vakuumanlagen Gmbh & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zur Überprüfung von Gas-Leckagen in Gießharzanlagen
RU2503929C1 (ru) * 2012-06-13 2014-01-10 Открытое акционерное общество "Арзамасский приборостроительный завод им. П.И. Пландина" (ОАО "АПЗ") Способ одновременного определения расходов жидкой и газовой фаз потока газожидкостной смеси
RU2510489C2 (ru) * 2012-06-19 2014-03-27 Открытое акционерное общество "Арзамасский приборостроительный завод имени П.И. Пландина" (ОАО "АПЗ") Способ одновременного определения расходов жидкой и газовой фаз потока газожидкостной смеси (варианты)
RU2559858C2 (ru) * 2012-09-25 2015-08-20 Открытое акционерное общество "Арзамасский приборостроительный завод имени П.И. Пландина" Способ одновременного определения расходов и концентраций компонентов многофазной смеси с функцией самоконтроля (варианты) и система измерительная интеллектуальная для его осуществления
KR101334939B1 (ko) * 2012-12-03 2013-11-29 한국기계연구원 다상 유동 발생장치
DE102013100158A1 (de) 2012-12-21 2014-07-10 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Vorrichtung zur Bestimmung oder Überwachung einer Prozessgröße eines Mediums in einer Rohrleitung
US10088590B2 (en) * 2013-04-04 2018-10-02 Los Alamos National Security, Llc Methods for measuring properties of multiphase oil-water-gas mixtures
CN104142366A (zh) * 2013-05-09 2014-11-12 中科隆声（北京）科技有限责任公司 一种利用声学检测技术实现输油管道含水在线检测的方法
CN103454344B (zh) * 2013-06-04 2014-08-13 武汉四方光电科技有限公司 一种同时测量沼气成份与流量的装置及测量方法
RU2530453C1 (ru) * 2013-07-05 2014-10-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") Монитор многофазной жидкости
RU2530459C1 (ru) * 2013-07-05 2014-10-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") Монитор многофазной жидкости
US9711709B2 (en) * 2013-08-08 2017-07-18 General Electric Company Transducer systems
MY187312A (en) * 2013-12-13 2021-09-21 Shell Int Research Method of interpreting nmr signals to give multiphase fluid flow measurements for a gas/liquid system
US9404781B2 (en) 2014-04-01 2016-08-02 Saudi Arabian Oil Company Multiphase metering with ultrasonic tomography and vortex shedding
US9989387B2 (en) 2014-04-01 2018-06-05 Saudi Arabian Oil Company Flow data acquisition and telemetry processing systems
US10422673B2 (en) 2014-04-01 2019-09-24 Saudi Arabian Oil Company Flow regime identification of multiphase flows by face recognition Bayesian classification
US9424674B2 (en) 2014-04-01 2016-08-23 Saudi Arabian Oil Company Tomographic imaging of multiphase flows
US10088347B2 (en) 2014-04-01 2018-10-02 Saudi Arabian Oil Company Flow data acquisition and telemetry processing system
US9243942B2 (en) * 2014-04-01 2016-01-26 Saudi Arabian Oil Company Flow line mounting arrangement for flow system transducers
US20150377667A1 (en) * 2014-06-30 2015-12-31 Saudi Arabian Oil Company Virtual multiphase flow metering and sand detection
CN104458904B (zh) * 2014-12-08 2017-03-15 北京航空航天大学 一种用于航天器推进剂加注的小管径气流两相流的检测装置
CN105756676A (zh) * 2015-11-19 2016-07-13 天津大学 油气水三相流透射式超声传感器持气率测量方法
CN105275450B (zh) * 2015-11-19 2018-03-06 天津大学 油气水三相流流动参数声电传感器组合测量方法
CN105547413B (zh) * 2015-12-10 2018-10-02 山西铭石煤层气利用股份有限公司 一种带隔音罩的输气管道积液监控系统及其监控方法
CN105403288B (zh) * 2015-12-10 2018-09-18 新兴中燃城市燃气发展有限公司 一种输气管道积液监控系统及其监控方法
CN105547414B (zh) * 2015-12-10 2018-12-14 徐州辛辛那提新型材料有限公司 一种输气管道监控系统及其监控方法
CN105571675B (zh) * 2015-12-10 2018-12-14 徐州辛辛那提新型材料有限公司 一种输气管道安全监测系统及其监测方法
CA3027902C (en) * 2016-06-16 2019-09-17 Hifi Engineering Inc. Method of estimating flowrate in a pipeline
CN106593408A (zh) * 2016-12-14 2017-04-26 中国石油天然气股份有限公司 油井流速的获取方法与装置
WO2018170323A1 (en) * 2017-03-16 2018-09-20 Chevron U.S.A. Inc. Fluid characterization using acoustics
US10126155B1 (en) * 2017-08-25 2018-11-13 Saudi Arabian Oil Company Multi-layer flow and level visualizer
RU2662738C1 (ru) * 2017-09-13 2018-07-30 АО "Сигма-Оптик" Способ контроля изменений уровней дебитов твердых включений и капельной влаги в газовом потоке в трубопроводе
CN108759951B (zh) * 2018-04-27 2020-03-10 毛桦 一种在线测量原油/天然气/水三相流量的方法及装置
CN109188016B (zh) * 2018-08-28 2020-05-05 天津大学 油气水三相流分相流速声电双模态测量方法
CN110361439A (zh) * 2019-08-07 2019-10-22 北京软通智慧城市科技有限公司 气体浓度测量装置及其控制方法
JP2021071307A (ja) 2019-10-29 2021-05-06 オムロン株式会社 伝搬時間測定装置
CN112808051B (zh) * 2019-11-18 2022-07-05 中国石油天然气股份有限公司 混合器及流量计校准方法
US11118452B1 (en) 2020-05-04 2021-09-14 Saudi Arabian Oil Company Multiphase flowmeters and related methods for oil and gas applications
US10983513B1 (en) 2020-05-18 2021-04-20 Saudi Arabian Oil Company Automated algorithm and real-time system to detect MPFM preventive maintenance activities
CN111537137B (zh) * 2020-05-19 2021-09-14 天津中材工程研究中心有限公司 一种用于含尘气体管道的静压测量方法
FR3112389B1 (fr) 2020-07-10 2024-03-01 Rheawave Manchon tubulaire pour la mesure de la viscoélasticité d’un produit à analyser.
CN115060796B (zh) * 2022-06-24 2024-07-19 西南石油大学 满管多相钻井液流速与含气量超声联合检测方法
CN115855183B (zh) * 2022-11-29 2024-04-23 广州世品环保科技股份有限公司 Vru装置出口碳氢化合物的测量方法及系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6057215A (ja) * 1983-09-08 1985-04-03 Meidensha Electric Mfg Co Ltd スラリ−量測定装置
JPS6461613A (en) * 1987-09-02 1989-03-08 Hitachi Ltd Method and device for controlling powder supply amount by sound wave propagation time
JPH05133786A (ja) * 1991-07-29 1993-05-28 Kyushu Electric Power Co Inc 二相流流量計
JPH05507350A (ja) * 1990-04-02 1993-10-21 アガール，ジョーラム 二相及び三相流の測定の改良
JPH11125547A (ja) * 1997-10-22 1999-05-11 Japan National Oil Corp 混相流体の各流量の測定方法及びそれを利用した混相流流量計

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4236406A (en) * 1978-12-11 1980-12-02 Conoco, Inc. Method and apparatus for sonic velocity type water cut measurement
FR2647549B1 (fr) * 1989-05-23 1993-06-18 Inst Francais Du Petrole Procede et dispositif pour mesurer des qualites d'un fluide polyphasique
GB2280267B (en) * 1991-03-21 1995-05-24 Halliburton Co Device for sensing fluid behaviour
GB9109074D0 (en) 1991-04-26 1991-06-12 Shell Int Research A method and apparatus for measuring the gas and the liquid flowrate and the watercut of multiphase mixtures of oil,water and gas flowing through a pipeline
GB9122210D0 (en) * 1991-10-18 1991-11-27 Marconi Gec Ltd Method for measurement of the gas and water content in oil
DE9315661U1 (de) * 1993-10-14 1994-02-24 Fa. Alfred Herzog, 58540 Meinerzhagen Kochgeschirr mit einer Aluminiumbodenplatte
FR2720498B1 (fr) * 1994-05-27 1996-08-09 Schlumberger Services Petrol Débitmètre multiphasique.
US5576495A (en) * 1995-10-23 1996-11-19 The Babcock & Wilcox Company Two phase flow meter
DE19632529A1 (de) * 1996-08-13 1998-02-19 Peter Dipl Ing Tillack Vorrichtung und Verfahren zur Messung des Gasanteiles in einem mehrphasigen Fluid
FR2756377B1 (fr) * 1996-11-22 1999-02-05 Schlumberger Services Petrol Procede et dispositif pour etudier les proprietes d'un fluide multiphasique sous pression, tel qu'un fluide petrolier, circulant dans une canalisation
US6382032B1 (en) * 1997-05-14 2002-05-07 Southwest Research Institute Apparatus and method for measuring flow of gas with entrained liquids
US6343516B1 (en) * 1998-01-16 2002-02-05 Texaco Inc. Multiphase flow sampling using an autotraversing sample probe
RU2138023C1 (ru) * 1998-03-02 1999-09-20 Мельников Владимир Иванович Способ определения расхода компонентов многофазной среды
RU2126143C1 (ru) * 1998-03-02 1999-02-10 Мельников Владимир Иванович Ультразвуковой расходомер компонентов многофазной среды
US6155102A (en) * 1998-08-06 2000-12-05 Alberta Research Council Method and apparatus for use in determining a property of a multiphase fluid

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6057215A (ja) * 1983-09-08 1985-04-03 Meidensha Electric Mfg Co Ltd スラリ−量測定装置
JPS6461613A (en) * 1987-09-02 1989-03-08 Hitachi Ltd Method and device for controlling powder supply amount by sound wave propagation time
JPH05507350A (ja) * 1990-04-02 1993-10-21 アガール，ジョーラム 二相及び三相流の測定の改良
JPH05133786A (ja) * 1991-07-29 1993-05-28 Kyushu Electric Power Co Inc 二相流流量計
JPH11125547A (ja) * 1997-10-22 1999-05-11 Japan National Oil Corp 混相流体の各流量の測定方法及びそれを利用した混相流流量計

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014500515A (ja) * 2010-12-21 2014-01-09 ネスト インターナショナル エヌ．ブイ． パイプライン内の流体または流体成分の流速を測定するための装置および方法
KR101822423B1 (ko) * 2010-12-21 2018-01-26 네스트 인터내셔널 엔. 브이. 파이프라인에서 유체 또는 유체 성분의 유속을 결정하기 위한 장치 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR100808729B1 (ko) 2008-02-29
AU2001241281A1 (en) 2001-09-17
US20030051558A1 (en) 2003-03-20
CZ20022958A3 (cs) 2003-01-15
CZ298873B6 (cs) 2008-02-27
EA200200632A1 (ru) 2002-12-26
JP4800543B2 (ja) 2011-10-26
EP1261846B8 (en) 2003-10-01
PT1261846E (pt) 2003-10-31
DE60100360T2 (de) 2004-05-13
WO2001067051A9 (en) 2002-08-15
NO20022700D0 (no) 2002-06-06
WO2001067051A1 (en) 2001-09-13
AU3334800A (en) 2001-09-17
ATE242872T1 (de) 2003-06-15
NO20022700L (no) 2002-09-03
DE60100360D1 (de) 2003-07-17
WO2001067050A1 (en) 2001-09-13
US6658944B2 (en) 2003-12-09
DK1261846T3 (da) 2003-09-01
HK1052549A1 (en) 2003-09-19
CN1217161C (zh) 2005-08-31
ES2201033T3 (es) 2004-03-16
EP1261846A1 (en) 2002-12-04
EA003869B1 (ru) 2003-10-30
KR20020092979A (ko) 2002-12-12
CA2393727C (en) 2004-04-27
IL151612A (en) 2007-06-17
CN1427948A (zh) 2003-07-02
NO325636B1 (no) 2008-06-30
CA2393727A1 (en) 2001-09-13
IL151612A0 (en) 2003-04-10
EP1261846B1 (en) 2003-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2003526101A (ja) 多相液体／気体混合物の流量及び濃度を同時に測定する方法及び装置
US8694270B2 (en) Ultrasonic clamp-on multiphase flowmeter
US7389187B2 (en) Apparatus and method using an array of ultrasonic sensors for determining the velocity of a fluid within a pipe
US7389687B2 (en) System for measuring a parameter of an aerated multi-phase mixture flowing in a pipe
Garbini et al. Measurement of fluid turbulence based on pulsed ultrasound techniques. Part 2. Experimental investigation
US6378357B1 (en) Method of fluid rheology characterization and apparatus therefor
CA2726940C (en) Method and apparatus for making a water cut determination using a sequestered liquid-continuous stream
US20070282539A1 (en) Fluid Motion and Composition Analysis Device and Method
JP5960721B2 (ja) パイプライン内の流体または流体成分の流速を測定するための装置および方法
CN103994796B (zh) 检测声学流量计中的液体的系统
CN107389974A (zh) 气液弹状流结构流速声电双模态测量方法
Coulthard et al. Ultrasonic cross-correlation flowmeters
CN104568375A (zh) 一种段塞流参数非介入测量装置及方法
RU2138023C1 (ru) Способ определения расхода компонентов многофазной среды
RU2826948C1 (ru) Ультразвуковой доплеровский расходомер двухфазной среды
Sheng Remote determination of suspended sediment size and concentration by multi-frequency acoustic backscatter
JP2000234946A (ja) パルスドップラ式の超音波流速計及び超音波流量計
HK1052549B (en) Simultaneous determination of multiphase flowrates and concentrations
Coulthard et al. Vortex wake transit time measurements for flow metering
Gulsch et al. Bubble detection and gas volume measurement in bubble loaded liquids with pulse driven measurement devices
JPH03111766A (ja) 流速測定装置の評価用装置
HK1186239A (en) Device and method for determining a flow velocity of a fluid or a fluid component in a pipeline
HK1186239B (en) Device and method for determining a flow velocity of a fluid or a fluid component in a pipeline

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080225

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20101201

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20110225

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20110304

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110310

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110713

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110804

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140812

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4800543

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

S534 Written request for registration of change of nationality

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313534

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term