РЕНТГЕНОВСКИЙ РАСХОДОМЕР МНОГОФАЗНОГО ПОТОКА С МАТРИЧНЫМ ДЕТЕКТОРОМ С РАЗРЕШЕНИЕМ ПО ЭНЕРГИЯМ

1. Способ основанного на рентгеновском излучении измерения компонентов многофазного потока, проходящего через измерительную трубку, содержащий этапы, на которых:
направляют полихроматический пучок фотонов, генерируемый по меньшей мере одним источником рентгеновского излучения, на измерительную трубку, через которую пропускают многофазный поток;
размещают позади измерительной трубки по ходу пучка матричный детектор, причем упомянутый матричный детектор представляет собой двумерную детектирующую структуру, содержащую (m×n) чувствительных элементов, и обеспечивает разрешение по энергиям фотонов, и осуществляют облучение измерительной трубки с многофазным потоком рентгеновскими импульсами заданной длительности и скважности;
регистрируют полихроматический пучок фотонов, ослабленный упомянутым многофазным потоком, матричным детектором с разрешением по энергиям, при этом упомянутый матричный детектор обеспечивает регистрацию принятого пучка фотонов в соответствии с различными энергетическими уровнями принятых фотонов и распределение принятых фотонов по энергетическим уровням в соответствии со спектральным разрешением упомянутого матричного детектора;
при этом количество энергетических уровней, регистрируемых матричным детектором, определяется как отношение максимальной энергии принятых фотонов к спектральному разрешению матричного детектора;
устанавливают количество представляющих интерес энергетических уровней в соответствии с количеством компонентов упомянутого многофазного потока;
формируют для каждого рентгеновского импульса с помощью упомянутого матричного детектора и в соответствии с установленным количеством энергетических уровней последовательность изображений упомянутого многофазного потока, причем упомянутые изображения характеризуются яркостью пикселов;
определяют, из упомянутой сформированной последовательности изображений, объемное содержание каждого компонента упомянутого многофазного потока на основе значения яркости пикселов сформированных изображений и в соответствии с законом поглощения рентгеновского излучения на основе системы уравнений, описывающих поглощение излучения многофазной средой,
определяют расход каждого компонента многофазного потока в измерительной трубке в соответствии с кросс-корреляционным анализом изображений, сформированных матричным детектором, и определяют объемный расход каждой фазы многофазного потока как произведение расхода и объемного содержания фазы.
2. Способ основанного на рентгеновском излучении измерения объемного расхода компонентов многофазного потока по п. 1, в котором упомянутый матричный детектор имеет форму, выбранную из группы, состоящей из плоского прямоугольника и полуцилиндра.
3. Способ основанного на рентгеновском излучении измерения компонентов многофазного потока, проходящего через измерительную трубку, содержащий этапы, на которых:
генерируют одновременно два полихроматических пучка фотонов посредством основного и дополнительного источников рентгеновского излучения, причем основной источник генерирует рентгеновское излучение низкой энергии, а дополнительный источник генерирует рентгеновское излучение высокой энергии, направляют два полихроматических пучка фотонов на измерительную трубку, через которую пропускают многофазный поток;
размещают позади измерительной трубки по ходу пучка матричный детектор, причем матричный детектор представляет собой двумерную детектирующую структуру, содержащую (m×n) чувствительных элементов и обеспечивающую разрешение по энергиям фотонов, и осуществляют облучение измерительной трубки с многофазным потоком рентгеновскими импульсами заданной длительности и скважности;
регистрируют два полихроматических пучка фотонов, ослабленных упомянутым многофазным потоком, матричным детектором с разрешением по энергиям, при этом матричный детектор обеспечивает регистрацию принятых пучков фотонов в соответствии
с различными энергетическими уровнями принятых фотонов и распределение принятых фотонов по энергетическим уровням в соответствии со спектральным разрешением упомянутого матричного детектора;
при этом количество энергетических уровней, регистрируемых матричным детектором, определяется как отношение максимальной энергии принятых фотонов к спектральному разрешению матричного детектора;
устанавливают количество представляющих интерес энергетических уровней в соответствии с количеством компонентов упомянутого многофазного потока;
формируют для каждого рентгеновского импульса с помощью упомянутого матричного детектора и в соответствии с установленным количеством энергетических уровней последовательность изображений упомянутого многофазного потока, причем упомянутые изображения характеризуются яркостью пикселов;
определяют, из упомянутой сформированной последовательности изображений, объемное содержание каждого компонента упомянутого многофазного потока на основе значения яркости пикселов сформированных изображений и в соответствии с законом поглощения рентгеновского излучения на основе системы уравнений, описывающих поглощение излучения многофазной средой;
определяют расход каждого компонента многофазного потока в измерительной трубке в соответствии с кросс-корреляционным анализом изображений, сформированных матричным детектором, и определяют объемный расход каждой фазы многофазного потока как произведение расхода и объемного содержания фазы.
4. Способ основанного на рентгеновском излучении измерения компонентов многофазного потока по п. 3, в котором упомянутый матричный детектор имеет форму, выбранную из группы, состоящей из плоского прямоугольника и полуцилиндра.
5. Рентгеновский расходомер многофазного потока для измерения компонентов многофазного потока, проходящего через измерительную трубку, содержащий:
по меньшей мере один источник рентгеновского излучения, генерирующий полихроматический пучок фотонов;
измерительную трубку для пропускания многофазного потока;
матричный детектор, установленный позади измерительной трубки по ходу пучка, причем упомянутый матричный детектор представляет собой двумерную детектирующую структуру, содержащую (m×n) чувствительных элементов, причем упомянутый матричный детектор обеспечивает регистрацию принятого пучка фотонов в соответствии с различными энергетическими уровнями принятых фотонов и распределение принятых фотонов по энергетическим уровням в соответствии со спектральным разрешением упомянутого матричного детектора; и
при этом количество энергетических уровней, регистрируемых матричным детектором, определяется как отношение максимальной энергии принятых фотонов к спектральному разрешению матричного детектора;
блок формирования изображений, выполненный с возможностью формирования некоторого количества изображений упомянутого многофазного потока для каждого рентгеновского импульса с помощью упомянутого матричного детектора и в соответствии с определенным количеством энергетических уровней, причем упомянутые изображения характеризуются яркостью пикселов;
блок визуализации, подключенный к блоку формирования изображений;
блок определения объема, выполненный с возможностью определения объемного содержания каждого компонента упомянутого многофазного потока, исходя из упомянутой сформированной последовательности изображений, на основе значения яркости пикселов сформированных изображений и в соответствии с законом поглощения рентгеновского излучения на основе системы уравнений, описывающих поглощение излучения многофазной средой;
блок определения скорости, выполненный с возможностью определения расхода каждого компонента многофазного потока в измерительной трубке в соответствии с кросс-корреляционным анализом изображений, сформированных матричным детектором, и определения объемного расхода каждой фазы многофазного потока как произведения расхода и объемного содержания фазы.