Измерительная система для определения уровня раздела фаз в многофазной текучей композиции - заявка 2016141592 на патент на изобретение в РФ

1. Датчик, включающий:
резонансный преобразователь, предназначенный для определения состава эмульсии или другой дисперсии,
где резонансный преобразователь включает:
пробоотборную ячейку;
нижнюю обмотку, расположенную вокруг пробоотборной ячейки; и
верхнюю обмотку, расположенную вокруг нижней обмотки.
2. Датчик по п. 1, в котором резонансный преобразователь включает резонатор, предназначенный для измерения спектра полного импеданса резонансного преобразователя, связанного с эмульсией или другой дисперсией.
3. Датчик по п. 1, включающий радиочастотный поглотитель, расположенный вокруг верхней обмотки и нижней обмотки.
4. Датчик по п. 3, дополнительно включающий металлический экран, расположенный вокруг радиочастотного поглотителя.
5. Датчик по п. 4, дополнительно включающий оболочку, расположенную вокруг металлического экрана.
6. Датчик по п. 1, дополнительно включающий поглотитель электромагнитного излучения, расположенный вокруг верхней обмотки и нижней обмотки, где поглотитель поглощает электромагнитное излучение в частотных диапазонах килогерц, мегагерц, гигагерц, терагерц, в зависимости от рабочей частоты трехмерного резонансного преобразователя и потенциального источника помех.
7. Датчик по п. 1, дополнительно включающий поглотитель электромагнитного излучения, расположенный вокруг верхней обмотки и нижней обмотки, где поглотитель представляет собой комбинацию отдельных слоев, соответствующих конкретным частотным диапазонам.
8. Датчик по п. 1, предназначенный для одновременного определения концентрации первого и второго компонента эмульсии или другой дисперсии.
9. Датчик по п. 8, в котором резонансный преобразователь предназначен для регистрации резонансного спектра действительного и мнимого импеданса эмульсии.
10. Датчик по п. 8, в котором резонансный преобразователь предназначен для регистрации по меньшей мере трех экспериментальных точек спектра импеданса резонансного преобразователя.
11. Датчик по п. 8, в котором резонансный преобразователь включает воспринимающую область, которая обнаруживает изменения электрической емкости и сопротивления резонансного преобразователя.
12. Датчик по п. 8, в котором резонансный преобразователь включает воспринимающую область, которая обнаруживает изменения электрической емкости, сопротивления и индуктивности резонансного преобразователя.
13. Датчик по п. 8, в котором резонансный преобразователь предназначен для зондирования окружающей среды на глубине взятия пробы, составляющей от 0,1 мм до 1000 мм, в направлении, перпендикулярном размещению преобразователя.
14. Датчик по п. 13, в котором эффекты, вызванные засорением датчика, снижены путем обработки сигнала спектра импеданса.
15. Датчик по п. 13, в котором эффекты, вызванные засорением датчика, снижены благодаря геометрии преобразователя, связанной с глубиной проникновения электрического поля в эмульсию.
16. Измерительная система, включающая:
датчик по п. 1;
пробоотборный узел; и
анализатор импеданса.
17. Измерительная система по п. 16, в которой резонансный преобразователь включает резонатор, предназначенный для измерения множества значений LCR параметров резонансного контура.
18. Измерительная система по п. 17, в которой множество значений LCR параметров резонансного контура включает по меньшей мере один из следующих параметров: спектр импеданса, действительную составляющую спектра импеданса, мнимую составляющую спектра импеданса, как действительную, так и мнимую составляющие спектра импеданса, частоту максимума действительной составляющей комплексного импеданса, величину действительной составляющей комплексного импеданса, резонансную частоту, величину мнимой составляющей комплексного импеданса и антирезонансную частоту и величину мнимой составляющей комплексного импеданса.
19. Измерительная система по п. 16, в которой резонансный преобразователь включает диэлектрический слой толщиной от 2 нм до 50 см.
20. Измерительная система по п. 17, в которой анализатор импеданса преобразует множество значений LCR параметров резонансного контура в значения спектра комплексного импеданса.
21. Измерительная система для определения состава смеси масла и воды, находящейся в резервуаре, включающая:
подсистему, которая определяет множество значений спектра комплексного импеданса масла на одном конце резервуара и воды на противоположном его конце с помощью датчика по п. 1;
подсистему, которая генерирует калибровочные значения для измерительной системы при 100% масла и 100% воды, соответственно;
подсистему, которая генерирует модель на основе калибровочных значений; и
подсистему, которая применяет модель к множеству значений спектра комплексного импеданса для определения состава.
22. Датчик по п. 1, в котором длина верхней обмотки составляет по меньшей мере половину длины нижней обмотки.
23. Датчик по п. 1 или 22, в котором пробоотборная ячейка представляет собой открытую трубку.
24. Датчик по любому из пп. 1, 22 или 23, в котором шаг верхней обмотки превышает шаг нижней обмотки.
25. Датчик по любому из пп. 1 или 22-24, включающий гальванический изолятор, находящийся между верхней обмоткой и нижней обмоткой.
26. Датчик по любому из пп. 1 или 22-25, в котором верхняя обмотка создает электрический сигнал и воспринимает электрический сигнал, создаваемый в нижней обмотке.
27. Датчик по любому из пп. 1 или 22-26, в котором верхняя обмотка соединена с системой для сбора данных и с источником питания.
28. Датчик, включающий:
пробоотборную ячейку, предназначенную для удержания стационарной или текущей жидкости;
нижнюю обмотку, расположенную вокруг пробоотборной ячейки; и
верхнюю обмотку, расположенную вокруг нижней обмотки.
29. Датчик по п. 28, в котором длина верхней обмотки составляет по меньшей мере половину длины нижней обмотки.
30. Датчик по п. 28 или 29, в котором пробоотборная ячейка представляет собой трубку.
31. Датчик по п. 30, в котором трубка изготовлена из гальванически изолирующего материала.
32. Датчик по любому из пп. 28-31, в котором шаг верхней обмотки превышает шаг нижней обмотки.
33. Датчик по любому из пп. 28-32, в котором количество витков верхней обмотки составляет одну десятую или менее от количества витков нижней обмотки.
34. Датчик по любому из пп. 28-33, в котором нижняя обмотка является плавающей.
35. Датчик по любому из пп. 28-34, в котором верхняя обмотка соединена с источником питания, анализатором сигнала или обоими этими компонентами.
36. Датчик по любому из пп. 28-35, в котором базовые линии верхней обмотки и нижней обмотки разделены.
37. Датчик по любому из пп. 28-36, включающий гальванический изолятор, находящийся между верхней обмоткой и нижней обмоткой.
38. Датчик по любому из пп. 28-37, включающий изолятор, находящийся вокруг верхней обмотки.
39. Датчик по п. 38, включающий радиочастотный поглотитель, расположенный вокруг разделителя.
40. Датчик по п. 39, включающий металлический экран, расположенный вокруг радиочастотного поглотителя.
41. Датчик по п. 40, включающий оболочку, расположенную вокруг металлического экрана.
42. Способ измерения высоты поверхности раздела между текучими средами, находящимися в резервуаре, который включает:
обнаружение множества значений сигналов датчика по любому из пп. 1-15 или 22-41 в множестве мест внутри резервуара;
преобразование множества значений сигналов в значения, связанные с импедансом текучей среды для множества мест; и
определение точки инверсии текучей фазы, исходя из полученных значений.
43. Способ определения состава смеси частиц в жидкости, включающий:
определение, с помощью измерительной системы по любому из пп. 1-15 или 22-41, значения, связанного с импедансом смеси; и
применение фазовой модели жидкости к полученному значению.
44. Способ по п. 43, в котором смесь представляет собой эмульсию.
Наверх