[发明专利]燃气流通管线中的黑色粉末浓度的光学检测

说明书

一种黑色粉末检测器，包括：附接至流通管线的流通池或流通管线旁路件，该流通池或流通管线旁路件包括流体入口和流体出口；光信号源，位于流通池或流通管线旁路件的第一面，光信号源被配置为将光信号发射穿过流通池或流通管线旁路件的第一面；第一光检测器，位于流通池的第二面，第二面与第一面相对，并且第一光检测器被配置为检测透射通过流通池或流通管线旁路件的第二面的光信号的透射光强度；以及第二光检测器，位于流通池的第三面，第三面与第一面和第二面不同，第二光检测器被配置为检测透射通过流通池或流通管线旁路件的第三面的散射光信号的散射光强度。

优先权要求

本申请要求于2017年7月5日提交的美国专利申请号15/642,039的优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及管道和流通管线(flow-line)监测。

背景技术

当通过管道输送天然气液时，可以形成和累积黑色粉末。黑色粉末可以由氧化铁、硫化铁或任何其他化学物质的混合物形成。黑色粉末形成可以在生产不正常或管道维护期间加速。

发明内容

本公开描述涉及检测流通管线中的黑色粉末的技术。

本公开中描述的主题的示例实现是具有以下特征的黑色粉末检测器。附接至流通管线的流通池或流通管线旁路件。流通池或流通管线旁路件包括流体入口和流体出口。光信号源位于流通池或流通管线旁路件的第一面。光信号源能够将光信号发射通过流通池或流通管线旁路件的第一面。第一光检测器位于流通池的第二面。第二面与第一面相对。第一光检测器能够检测透射通过流通池或流通管线旁路件的第二面的光信号的透射光强度。第二光检测器位于流通池的第三面。第三面与第一面和第二面不同。第二光检测器能够检测透射通过流通池或流通管线旁路件的第三面的散射光信号的散射光强度。

可以单独地或以组合方式与示例实现相组合的示例实现的方面包括以下内容。流通池包括透镜，该透镜位于第三面与第二光检测器之间，能够将散射光信号聚焦在第二光检测器上。小孔位于第二面与第一光检测器之间，且能够过滤低于预定义阈值的前向散射光。

可以单独地或以组合方式与示例实现相组合的示例实现的方面包括以下内容。第二光检测器检测相对于与沿着光信号的信号路径的透射轴线垂直的轴线以一角度被散射的光信号，该角度相对于垂直轴线在30°至-30°之间的范围中。

可以单独地或以组合方式与示例实现相组合的示例实现的方面包括以下内容。光信号源包括准直光信号源或非相干信号源。

可以单独地或以组合方式与示例实现相组合的示例实现的方面包括以下内容。光信号源发射连续光信号。

可以单独地或以组合方式与示例实现相组合的示例实现的方面包括以下内容。光信号包括可见波长的光。

可以单独地或以组合方式与示例实现相组合的示例实现的方面包括以下内容。一个或多个处理器被配置为：基于透射光强度的改变来确定是否发生黑色粉末浓度的改变。处理器还被配置为：基于将透射光强度的改变与散射光强度的改变进行比较，来确定改变是否是准确的。

可以单独地或以组合方式与示例实现相组合的示例实现的方面包括以下内容。确定改变是否是准确的包括：确定作为时间的函数的透射光强度和散射光强度；以及将时间段中的透射光强度的改变与该时间段中的散射光强度的改变进行比较。

可以单独地或以组合方式与示例实现相组合的示例实现的方面包括以下内容。确定改变是否是准确的包括：确定透射光强度的改变和散射光强度的改变两者都增大或减小；以及响应于改变两者都增大或减小，确定黑色粉末浓度的改变是否是误报。