СПОСОБ И АППАРАТ ДЛЯ ТОМОГРАФИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ МНОГОФАЗНОГО ПОТОКА

1. Способ определения расходов текучей среды, находящейся в трубе и представляющей собой многокомпонентную смесь газа и, по меньшей мере, одной жидкости, включающий следующие этапы:
(а) в потоке многокомпонентной смеси создают условия для формирования потока с симметричной кольцевой концентрацией газа,
(б) в сформированном потоке определяют распределение плотности и/или распределение диэлектрической проницаемости по поперечному сечению трубы,
(в) определяют функцию, описывающую радиальное распределение плотности и/или радиальное распределение диэлектрической проницаемости,
(г) определяют скорость многокомпонентной смеси,
(д) получают значения температуры и давления, и,
(е) основываясь на знании плотностей и/или диэлектрических проницаемостей компонентов текучей смеси, а также на результатах, полученных по завершении этапов (а)-(д), вычисляют объемные и/или массовые расходы газа и жидких компонентов текучей смеси.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для создания режима потока с симметричной кольцевой концентрацией газа применяют трубку Вентури.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что трубку Вентури применяют для определения скорости многокомпонентной смеси.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что распределение плотности и/или распределение диэлектрической проницаемости определяют в одной половине поперечного сечения трубы.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что распределение диэлектрической проницаемости по поперечному сечению трубы измеряют на основе измерения потерь энергии и/или смещения фазы электромагнитной волны, проходящей через среду внутри трубы.
6. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что распределение диэлектрической проницаемости по поперечному сечению трубы измеряют на основе измерения потерь энергии и/или смещения фазы электромагнитной волны, отражаемой от среды внутри трубы.
7. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что распределение диэлектрической проницаемости по поперечному сечению трубы измеряют на основе измерений импеданса.
8. Способ по п.5, отличающийся тем, что электромагнитная волна является синусоидальной.
9. Способ по п.5, отличающийся тем, что электромагнитная волна сформирована на основе импульса.
10. Способ по п.1, отличающийся тем, что распределение плотности по поперечному сечению трубы измеряют на основе измерения поглощения фотонов.
11. Способ по п.1, отличающийся тем, что распределение плотности по поперечному сечению трубы измеряют на основе отражения акустической энергии.
12. Способ по п.1, отличающийся тем, что функцию, описывающую радиальное распределение плотности и/или радиальное распределение диэлектрической проницаемости, определяют на основе измерения потерь энергии и/или смещения фазы электромагнитной волны, проходящей через среду внутри трубы.
13. Способ по п.1, отличающийся тем, что функция, описывающая радиальное распределение плотности и/или радиальное распределение диэлектрической проницаемости, является линейной.
14. Способ по п.1, отличающийся тем, что функция, описывающая радиальное распределение плотности и/или радиальное распределение диэлектрической проницаемости, является S-образной.
15. Способ по п.1, отличающийся тем, что функция, описывающая радиальное распределение плотности и/или радиальное распределение диэлектрической проницаемости, представляет собой ступенчатую функцию.
16. Способ по п.1, отличающийся тем, что при определении скорости многокомпонентной смеси используют методы кросс-корреляции.
17. Способ по п.1, отличающийся тем, что при определении скорости многокомпонентной смеси используют измерение скачка давления на узком канале в трубе.
18. Аппарат для определения расходов текучей среды, находящейся в трубе и представляющей собой многокомпонентную смесь газа и, по меньшей мере, одной жидкости, при этом аппарат содержит трубчатую секцию и следующие элементы:
(а) средство, создающее в многокомпонентной смеси условия для формирования потока с симметричной кольцевой концентрацией газа,
(б) средство для определения распределения плотности и/или распределения диэлектрической проницаемости по поперечному сечению трубчатой секции ниже по течению потока относительно средства, создающего указанные условия для многокомпонентной смеси,
(в) математическую функцию, описывающую радиальное распределение плотности и/или радиальное распределение диэлектрической проницаемости,
(г) средство для определения скорости многокомпонентной смеси,
(д) средство для определения температуры и давления и
(е) средство для вычисления объемных и/или массовых расходов газа и жидких компонентов текучей смеси на основе информации, полученной от элементов (а)-(д), и знания плотностей и/или диэлектрических проницаемостей компонентов текучей смеси.
19. Аппарат по п.18, отличающийся тем, что содержит трубку Вентури для создания потока с симметричной кольцевой концентрацией газа.
20. Аппарат по п.19, отличающийся тем, что трубка Вентури используется для определения скорости многокомпонентной смеси.
21. Аппарат по п.18, отличающийся тем, что средство для определения распределения плотности и/или распределения диэлектрической проницаемости расположено в одной половине сечения трубчатой секции.
22. Аппарат по п.18, отличающийся тем, что содержит средство для передачи электромагнитной энергии, по меньшей мере, на двух частотах, по меньшей мере, на две передающие антенны и для регистрации принятой электромагнитной энергии на указанных частотах, по меньшей мере, четырьмя принимающими антеннами.
23. Аппарат по п.18, отличающийся тем, что содержит средство для передачи электромагнитной энергии в трубчатую секцию и регистрации электромагнитной энергии, отраженной от трубчатой секции.
24. Аппарат по п.18, отличающийся тем, что содержит средство для определения распределения импеданса по поперечному сечению трубчатой секции.
25. Аппарат по п.18, отличающийся тем, что содержит средство для определения распределения плотности по поперечному сечению трубчатой секции.
26. Аппарат по п.18, отличающийся тем, что содержит средство для передачи акустической энергии в трубчатую секцию и измерения акустической энергии, отраженной от трубчатой секции.
27. Аппарат по п.18, отличающийся тем, что содержит математическую программу для вычисления радиального распределения плотности и/или радиального распределения диэлектрической проницаемости внутри трубчатой секции.
28. Аппарат по любому из пп.18-27, отличающийся тем, что содержит средство для измерения скорости многокомпонентной смеси.
29. Аппарат по п.28, отличающийся тем, что содержит средство для измерения указанной скорости посредством кросскорреляционных измерений, проведенных в двух поперечных сечениях трубчатой секции.
30. Аппарат по п.28, отличающийся тем, что содержит средство для измерения указанной скорости в узком канале трубчатой секции.