НАКЛАДНОЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ МНОГОФАЗНЫЙ РАСХОДОМЕР

1. Многофазный расходомер для определения, по меньшей мере, одной характеристики первой фазы, проходящей в трубе, причем в трубе также присутствует, по меньшей мере, вторая фаза, содержащий:
процессор, выполненный с возможностью определения, по меньшей мере, одной характеристики первой фазы;
первый преобразователь, выполненный с возможностью подавать первый импульсный сигнал в первую фазу под первым углом падения по отношению к прямой линии, которая перпендикулярна внутренней стенке трубы, причем первый импульсный сигнал находится в ультразвуковом диапазоне, причем:
первый преобразователь выполнен с возможностью соединяться с внешней стенкой трубы; и
абсолютное значение первого угла падения в первой фазе задано, чтобы быть, по меньшей мере, 10° и, по большей мере, 80°; и
второй преобразователь, выполненный с возможностью подавать второй импульсный сигнал в первую фазу под вторым углом падения по отношению к прямой линии, которая перпендикулярна внутренней стенке трубы, причем второй импульсный сигнал находится в ультразвуковом диапазоне, причем:
второй преобразователь выполнен с возможностью соединяться с внешней стенкой трубы; и
абсолютное значение второго угла падения в первой фазе задано, чтобы быть менее 10°, тем самым абсолютное значение второго угла падения задано, чтобы иметь по существу нормальное падение.
2. Многофазный расходомер по п.1, в котором:
по меньшей мере, одна характеристика первой фазы содержит расход жидкости первой фазы; и
расход жидкости первой фазы определен на основе определения средней скорости потока и толщины слоя первой фазы.
3. Многофазный расходомер по п.2, в котором средняя скорость потока в первой фазе определена на основе, по меньшей мере, двух вычислений времени прохождения.
4. Многофазный расходомер по п.1, в котором:
по меньшей мере, одна характеристика первой фазы содержит скорость звука в первой фазе; и
скорость звука в первой фазе определена на основе, по меньшей мере, двух вычислений времени прохождения.
5. Многофазный расходомер по п.1, в котором:
по меньшей мере, одна характеристика первой фазы содержит толщину первой фазы; и
толщина первой фазы определена на основе определения скорости звука в первой фазе.
6. Многофазный расходомер по п.1, в котором:
труба является горизонтальной трубой;
первый преобразователь выполнен с возможностью соединения с нижней стороной горизонтальной трубы; и
второй преобразователь выполнен с возможностью соединяться с нижней стороной горизонтальной трубы.
7. Многофазный расходомер по п.1, в котором:
труба является вертикальной трубой;
первый преобразователь выполнен с возможностью соединения с вертикальной трубой; и
второй преобразователь выполнен с возможностью соединения с вертикальной трубой.
8. Многофазный расходомер по п.7, дополнительно содержащий:
формирователь потока, который генерирует кольцевую структуру потока, так что первая фаза образует распределение кольцевой формы вокруг внутренней стенки вертикальной трубы.
9. Многофазный расходомер по п.1, в котором:
первый преобразователь выполнен с возможностью разъемного соединения с внешней стенкой трубы; и
второй преобразователь выполнен с возможностью разъемного соединения с внешней стенкой трубы.
10. Многофазный расходомер по п.1, в котором абсолютное значение первого угла падения в первой фазе задано, чтобы быть, по меньшей мере, 15° и, по большей мере, 60°.
11. Многофазный расходомер по п.1, в котором абсолютное значение второго угла падения в первой фазе задано, чтобы быть менее 5°.
12. Многофазный расходомер по п.1, в котором:
генерированный первый импульсный сигнал и первый обратный эхо-сигнал, принятый первым преобразователем, используются для определения первого времени прохождения, причем вычисление первого времени прохождения основано на определении первой характеристики первой фазы в первом множестве уровней глубины; и
генерированный второй импульсный сигнал и второй обратный эхо-сигнал, принятый вторым преобразователем, используются для определения второго времени прохождения, причем вычисление второго времени прохождения основано на определении второй характеристики первой фазы во втором множестве уровней глубины.
13. Многофазный расходомер по п.1, в котором:
генерированный первый импульсный сигнал и первый обратный эхо-сигнал, принятый первым преобразователем, используются для определения первого времени прохождения, причем определение первого времени прохождения основано на профиле скорости потока и/или первом допплеровском профиле эхо-энергии первой фазы;
генерированный второй импульсный сигнал и второй обратный эхо-сигнал, принятый вторым преобразователем, используются для определения второго времени прохождения, причем определение второго времени прохождения основано на втором допплеровском профиле обратных эхо-энергии сигналов от множества уровней глубины первой фазы;
14. Многофазный расходомер по п.1, дополнительно содержащий:
третий преобразователь, выполненный с возможностью подавать третий импульсный сигнал в первую фазу под третьим углом падения по отношению к прямой линии, которая перпендикулярна внутренней стенке трубы, причем третий импульсный сигнал находится в ультразвуковом диапазоне, причем:
третий преобразователь выполнен с возможностью соединения с внешней стенкой трубы;
третий преобразователь дополнительно выполнен так, что:
третий преобразователь принимает первый импульсный сигнал; и
первый преобразователь принимает третий импульсный сигнал; и
абсолютное значение третьего угла падения в первой фазе задано, чтобы быть, по меньшей мере, 10° и, по большей мере, 80°.
15. Многофазный расходомер по п.14, в котором, по меньшей мере, одна характеристика первой фазы определена на основе, по меньшей мере, трех вычислений времени прохождения.
16. Многофазный расходомер по п.14, в котором абсолютное значение третьего угла падения в первой фазе задано, чтобы быть, по меньшей мере, 15° и, по большей мере, 60°.
17. Многофазный расходомер по п.14, в котором:
первый преобразователь выполнен с возможностью генерирования первой энергии возбуждения частотой, по меньшей мере, 50 кГц и, по большей мере, 100 кГц в стенке трубы; и
третий преобразователь выполнен с возможностью генерирования второй энергии возбуждения частотой, по меньшей мере, 50 кГц и, по большей мере, 100 кГц в стенке трубы.
18. Способ определения расхода жидкости первой фазы, проходящей в трубе, причем в трубе также присутствует, по меньшей мере, вторая фаза, содержащий этапы, на которых:
подают первый импульсный сигнал в первую фазу под первым углом падения по отношению к прямой линии, которая перпендикулярна внутренней стенке трубы, причем первый импульсный сигнал находится в ультразвуковом диапазоне;
подают второй импульсный сигнал в первую фазу под вторым углом падения по отношению к прямой линии, которая перпендикулярна внутренней стенке трубы, причем второй импульсный сигнал находится в ультразвуковом диапазоне;
определяют расход жидкости первой фазы на основе, по меньшей мере частично, определений средней скорости потока в первой фазе.
19. Способ по п.18, дополнительно содержащий этап, на котором:
определяют среднюю скорость потока в первой фазе на основе, по меньшей мере, двух вычислений времени прохождения.
20. Способ по п.18, дополнительно содержащий этап, на котором:
определяют скорость звука в первой фазе на основе, по меньшей мере, двух вычислений времени прохождения.
21. Способ по п.18, дополнительно содержащий этап, на котором:
определяют толщину первой фазы на основе, по меньшей мере частично, определения скорости звука в первой фазе.
22. Способ по п.18, в котором первая фаза является многофазным потоком, дополнительно содержащий этап на котором:
закручивают многофазный поток таким образом, что первая фаза образует распределение кольцевой формы вокруг внутренней стенки трубы.
23. Способ по п.18, дополнительно содержащий этап, на котором:
определяют первое время прохождения на основе множества определений допплеровского сдвига частоты первого обратного сигнала из уровня глубины в первой фазе; и
определяют второе время прохождения на основе множества определений энергетического уровня второго обратного сигнала из уровня глубины в первой фазе.
24. Способ определения расхода жидкости первой фазы, проходящей в трубе, причем в трубе также присутствует, по меньшей мере, вторая фаза, причем способ содержит этапы, на которых:
генерируют первую энергию возбуждения в первом общем местоположении в стенке трубы так, что первый импульсный сигнал подается в первую фазу под первым углом падения по отношению к прямой линии, которая перпендикулярна внутренней стенке трубы;
принимают первый импульсный сигнал во втором общем местоположении, где сгенерирована вторая энергия возбуждения;
генерируют вторую энергию возбуждения во втором общем местоположении в стенке трубы такую, что второй импульсный сигнал подается во вторую фазу под вторым углом падения по отношению к прямой линии, которая перпендикулярна внутренней стенке трубы;
принимают второй импульсный сигнал в первом общем местоположении, где сгенерирована первая энергия возбуждения;
генерируют третью энергию возбуждения такую, что третий импульсный сигнал подается в третьем общем местоположении, в третью фазу под третьим углом падения по отношению к прямой линии, которая перпендикулярна внутренней стенке трубы, причем третий импульсный сигнал находится в ультразвуковом диапазоне; и
принимают третий импульсный сигнал в третьем общем местоположении, где сгенерирована третья энергия возбуждения.
25. Способ по п.24, дополнительно содержащий этап, на котором:
определяют первое время прохождения, используя первый импульсный сигнал;
определяют второе время прохождения, используя второй импульсный сигнал;
определяют третье время прохождения, используя третий импульсный сигнал.
26. Способ по п.24, дополнительно содержащий этап, на котором:
определяют, по меньшей мере, одну характеристику первой фазы на основе определения первого времени прохождения, второго времени прохождения и третьего времени прохождения.
27. Способ по п.24, в котором:
первая энергия возбуждения имеет частоту, по меньшей мере, 50 кГц и, по большей мере, 1 МГц; и
вторая энергия возбуждения имеет частоту, по меньшей мере, 50 кГц и, по большей мере, 1 МГц; и
третья энергия возбуждения имеет частоту, по меньшей мере, 500 кГц и, по большей мере, 20 МГц.