[发明专利]集成声相分离器和多相流体组成监测装置和方法

权利要求书

1.一种用于确定多相流体的特性的方法，所述多相流体包括气体以及具有至少一种成分的液体，所述方法包括：

在具有轴线的第一中空压电圆筒中产生径向声辐射力，使得所述气体被引导远离所述第一中空压电圆筒的所述轴线并且与所述液体分离，其中使所述多相流体通过所述第一中空压电圆筒流动；以及

测量所述至少一种成分的声速和声衰减，所述气体已与所述至少一种成分分离；

由此，确定了所述至少一种成分的组成。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，测量所述至少一种成分的声速和声衰减的所述步骤还包括以下步骤：

使所述第一成分和所述第二成分流入到第二中空压电圆筒内，所述第二中空压电圆筒与所述第一中空压电圆筒共轴地设置；

在所述至少一种成分中产生声驻波；以及

测量所述声驻波的频率和幅度。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：确定所述流体的温度。

4.根据权利要求3所述的方法，还包括以下步骤：针对温度校正所测量的声速。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

再混合所述液体和所述气体；以及

测量所得到的多相流体的电容；

由此，确定所述多相流体中的气体体积。

6.根据权利要求5所述的方法，还包括以下步骤：使所述多相流体流过圆筒状内部电极与同心的圆筒状外部电极之间的环形区域。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：在所述气体被引导远离所述第一中空压电圆筒的所述轴线并与所述液体分离之前，测量所述多相流体的电容，由此确定所述多相流体中的气体体积。

8.根据权利要求7所述的方法，还包括以下步骤：使所述多相流体流过圆筒状内部电极与同心的圆筒状外部电极之间的环形区域。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，具有至少一种成分的所述液体包括油和水，并且所述气体包括至少一种烃。

10.根据权利要求2所述的方法，还包括以下步骤：使用所述声驻波的所测量的频率中的移位，测量所述液体的流率。

11.一种用于确定多相流体的特性的装置，所述多相流体包括具有至少一种成分的液体和气体，所述装置包括：

第一中空压电圆筒，具有第一轴线、内壁和外壁，其中所述内壁包括第一电极，所述外壁包括第二电极；

第一信号发生器，用于向所述第一电极或所述第二电极之一提供第一选择电信号，所述第一电极和所述第二电极中的另一个接地，由此所述气体从流过所述第一中空压电圆筒的所述多相流体分离；

第二中空压电圆筒，具有与所述第一中空压电圆筒的轴线共线的第二轴线，其中，所述第二圆筒的内壁包括接地的第三电极，所述第二圆筒的外壁包括至少两个在直径上相对的第四电极；以及

第二信号发生器，用于向所述至少两个第四电极之一提供第二选择电信号，其中，在所述至少一个成分中产生谐振声振动；以及

增益-相位测量电路，用于将来自所述第一信号发生器的信号与所述至少两个第四电极中的另一个所接收的信号进行比较，其中，确定了所产生的信号与所接收信号之间的相位差以及所接收的信号的幅度；

由此，确定了所述至少一种成分中的声速和所述至少一种成分中的声衰减，从而通过声干涉确定所述至少一种成分的组成，其中所述气体已经与所述至少一种成分分离。

12.根据权利要求11所述的装置，还包括：

第一中空金属圆筒，具有与所述第二轴共线的第三轴线；

第二金属圆筒，位于所述第一中空金属圆筒内，具有与所述第一金属圆筒同心的第四轴线，所述多相流体流过由所述第一金属圆筒和所述第二金属圆筒形成的环形区域；以及

电容测量装置，用于测量所述多相流体的电容；

由此，确定了所述多相流体中的气体体积。

13.根据权利要求11所述的装置，还包括：温度传感器，用于测量所述多相流体的温度。

14.根据权利要求11所述的装置，其中，具有至少一种成分的所述液体包括油和水，并且所述气体包括至少一种烃。