АКУСТИЧЕСКИЙ СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ СРЕДЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЕЕ ХАРАКТЕРА

1. Акустический способ обнаружения или определения характеристики среды, содержащейся в конструкции, имеющей первую стенку, примыкающую к упомянутой среде, содержащий этапы, на которых:
испускают импульс широкополосного акустического излучения в направлении упомянутой первой стороны упомянутой первой стенки упомянутой конструкции посредством первого преобразовательного средства, причем упомянутое широкополосное акустическое излучение включает в себя по меньшей мере одну частоту, соответствующую акустической резонансной частоте упомянутой первой стенки,
формируют посредством второго преобразовательного средства эхо-сигнал из акустического излучения, возвратившегося от упомянутой первой стенки упомянутой конструкции в ответ на упомянутое испускание,
получают из упомянутого эхо-сигнала спектр эхо-сигнала, представляющий акустические спектральные компоненты акустического излучения, возвратившегося от упомянутой первой стенки упомянутой конструкции, и
осуществляют обнаружение упомянутой среды или определение ее характеристики, применяя к упомянутому спектру эхо-сигнала алгоритм обработки эхо-сигнала для обнаружения среды или определения ее характеристики.
2. Способ по п.1, в котором возвратившееся акустическое излучение представляет собой отражение от упомянутой первой стенки, а алгоритм обработки эхо-сигнала для обнаружения среды или определения ее характеристики содержит этапы, на которых рассчитывают отношение (A1=nMax/nMin) n-го максимума и соответствующего минимума, расположенного непосредственно слева от n-го максимума спектра отражения, и сверяют результирующее значения с заранее заданными диапазонами, которые характеризуют различные среды.
3. Способ по п.1, в котором возвратившееся акустическое излучение представляет собой отражение от упомянутой первой стенки, а алгоритм обработки эхо-сигнала для обнаружения среды или определения ее характеристики содержит этапы, на которых рассчитывают отношение (A2=nMax/(n-k)Max) n-го максимума и (n-го - k) максимума полного спектра отражения, где к представляет собой число в диапазоне от 1 до n, при этом упомянутое отношение представляет собой градиент части спектра, и сверяют указанное отношение с заданными диапазонами чисел, которые характеризуют различные среды, которые могли бы содержаться в указанной конструкции.
4. Способ по п.1, в котором возвратившееся акустическое излучение представляет собой резонансную реверберацию от упомянутой первой стенки, а алгоритм обработки эхо-сигнала для обнаружения среды или определения ее характеристики содержит этапы, на которых рассчитывают разность между заданным значением n-й гармоники, основанном на знании толщины трубы, и фактическим значением, извлеченным из спектра 'шлейфа' (A3=fnТеоретическая-fnИзмеренная), и сравнивают эту разность с заданным диапазоном сдвигов частоты, характеризующих различные среды, которые могли бы содержаться в этой структуре.
n
5. Способ по п.1, в котором возвратившееся акустическое излучение представляет собой резонансную реверберацию от упомянутой первой стенки, а алгоритм обработки эхо-сигнала для обнаружения среды или определения ее характеристики содержит этапы, на которых рассчитывают уровень энергии n гармоник спектра 'шлейфа' (A4=ΣУровеньЭнергии (f), где n=0, 1,…Максимальная Гармоника) и сравнивают результирующее значение с заданным диапазоном значений, характеризующим различные возможные среды, которые могли бы содержаться в указанной конструкции.
m
6. Способ по любому одному из пп.2-5, в котором дополнительно рассчитывают стандартное отклонение результатов, полученных на ряде последовательных спектров отражения или спектров реверберации (A5=СТАНДАРТНОЕ ОТКЛОНЕНИЕ (AN), где N=1, 2, 3 или 4, a m представляет собой количество результатов, используемых для вычисления стандартного отклонения), и сравнивают рассчитанное стандартное отклонение с заданным диапазоном значений стандартного отклонения, характеризующим различные среды, которые могли бы содержаться в указанной конструкции.
7. Способ по п.1, в котором возвратившееся акустическое излучение представляет собой отражение от упомянутой первой стенки, а алгоритм обработки эхо-сигнала для обнаружения среды или определения ее характеристики содержит этапы, на которых рассчитывают отношение (A1=nMax/nMin) n-го максимума и соответствующего минимума, расположенного непосредственно слева от n-ого максимума спектра отражения, рассчитывают отношение (A2=nMax/(n-k)Max) n-го максимума и (n-ого - k) максимума полного спектра отражения, где к представляет собой число в диапазоне от 1 до n, при этом упомянутое отношение представляет собой градиент части спектра, рассчитывают сумму результирующих значений (A6=A1+A2) и сравнивают рассчитанную сумму с заданным диапазоном значений стандартного отклонения, характеризующим различные среды, которые могли бы содержаться в указанной конструкции.
8. Акустическое устройство для обнаружения или определения характеристики среды, содержащейся в конструкции, имеющей первую стенку, примыкающую к упомянутой среде, содержащее:
первое преобразовательное средство для испускания импульса широкополосного акустического излучения в направлении упомянутой первой стороны упомянутой первой стенки упомянутой конструкции, причем упомянутое широкополосное акустическое излучение включает в себя по меньшей мере одну частоту, соответствующую акустической резонансной частоте упомянутой первой стенки,
второе преобразовательное средство для формирования эхо-сигнала из акустического излучения, возвратившегося от упомянутой первой стенки упомянутой конструкции в ответ на упомянутое излучение,
средство получения спектра для получения из упомянутого эхо-сигнала спектра эхо-сигнала, представляющего акустические спектральные компоненты упомянутого акустического излучения, возвратившегося от упомянутой первой стенки упомянутой конструкции, и
средство обнаружения среды или определения ее характеристики для обнаружения среды или определения ее характеристики, причем упомянутое средство обнаружения среды или определения ее характеристики выполнено с возможностью обнаружения упомянутой среды или определения ее характеристики, посредством применения к упомянутому спектру эхо-сигнала алгоритма обработки эхо-сигнала для обнаружения среды или определения ее характеристики.
9. Акустический способ обнаружения присутствия гидрата во внутренней полости трубопровода для транспортировки углеводородов, причем трубопровод содержит переднюю стенку, заднюю стенку и упомянутую внутреннюю полость, расположенную между передней стенкой и задней стенкой, содержащий этапы, на которых:
испускают из точки передачи первый акустический импульсный волновой пакет по направлению к передней стенке трубопровода, причем первый волновой пакет содержит множество акустических волн различных частот, включающих в себя по меньшей мере одну частоту, соответствующую акустической резонансной частоте упомянутой передней стенки или упомянутой внутренней полости;
принимают в точке передачи или вблизи от нее второй волновой пакет, возвратившийся от передней стенки в результате резонанса в передней стенке, причем упомянутый второй волновой пакет имеет по меньшей мере одну из этого множества акустических волн;
определяют амплитуду волн во втором волновом пакете для частот, отличных от частот первого волнового пакета; и
определяют присутствие гидрата во внутренней полости трубопровода, по меньшей мере, на основе определенной амплитуды волн во втором волновом пакете для указанных отличных частот.
10. Акустический способ по п.9, в котором:
принимают в точке передачи или вблизи от нее третий волновой пакет, возвратившийся от передней стенки в результате отражения от передней стенки;
определяют амплитуду волн в третьем волновом пакете, имеющих частоты, отличные от частот первого волнового пакета; и
определяют дополнительно присутствие гидрата во внутренней полости трубопровода на основе указанной определенной амплитуды волн в третьем волновом пакете, имеющих указанные отличные частоты.
11. Акустический способ по п.9 или 10, в котором:
принимают в точке передачи или вблизи от нее четвертый волновой пакет, возвратившийся от задней стенки в результате резонанса в задней стенке, имеющий по меньшей мере одну из указанного множества акустических волн;
определяют амплитуду волн в четвертом волновом пакете, имеющих частоты, отличные от частот первого волнового пакета; и
определяют дополнительно присутствие гидрата во внутренней полости трубопровода на основе указанной определенной амплитуды волн в четвертом волновом пакете, имеющих указанные отличные частоты.
12. Акустический способ по п.9 или 10, в котором:
принимают в точке передачи или вблизи от нее пятый волновой пакет, возвратившийся от задней стенки в результате отражения от задней стенки;
определяют амплитуду волн в пятом волновом пакете, имеющих частоты, отличные от частот первого волнового пакета; и,
определяют дополнительно присутствие гидрата во внутренней полости трубопровода на основе указанной определенной амплитуды волн в пятом волновом пакете, имеющих указанные отличные частоты.
13. Акустический способ по п.11, в котором:
принимают в точке передачи или вблизи от нее пятый волновой пакет, возвратившийся от задней стенки в результате отражения от задней стенки;
определяют амплитуду волн в пятом волновом пакете, имеющих частоты, отличные от частот первого волнового пакета; и,
определяют дополнительно присутствие гидрата во внутренней полости трубопровода на основе указанной определенной амплитуды волн в пятом волновом пакете, имеющих указанные отличные частоты.
14. Акустический способ для обнаружения присутствия гидрата во внутренней полости трубопровода для транспортировки углеводородов, причем трубопровод содержит переднюю стенку, заднюю стенку и упомянутую внутреннюю полость, расположенную между передней стенкой и задней стенкой, содержащий этапы, на которых:
испускают из точки передачи первый акустический импульсный волновой пакет по направлению к передней стенке трубопровода, причем первый акустический импульсный волновой пакет содержит множество акустических волн, соответствующих различным частотам в частотном диапазоне доминирующего акустического резонанса для передней стенки или задней стенки;
принимают в точке передачи или вблизи от нее второй волновой пакет, возвратившийся от передней стенки в результате упомянутого доминирующего акустического резонанса в передней стенке или задней стенке, имеющий по меньшей мере одну акустическую волну из числа указанного множества акустических волн;
определяют амплитуду волн во втором волновом пакете, имеющих частоты в частотном диапазоне доминирующего резонанса; и
определяют присутствие гидрата во внутренней полости трубопровода на основе смещения частоты для волн во втором волновом пакете, соответствующих частоте доминирующего резонанса.
15. Акустическое устройство для обнаружения присутствия гидрата в трубопроводе для транспортировки углеводородов, характеризующееся тем, что предназначено для выполнения способа по любому одному из пп.9-14.
16. Компьютерный программный продукт, адаптированный таким образом, чтобы предоставлять код программы, который при его исполнении в компьютере настраивает компьютер на выполнение способа по любому одному из пп.1-7, 9-14.