專利名稱：用于確定兩種或更多種流體相之間的界面的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于確定(測量)容納于容器(槽)中的兩種或更多種不同密度 的流體相之間的一個(gè)或多個(gè)相間邊界/界面的水平面/高度的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
在油加工工廠中，無論是在海底、近海還是陸上，分離過程都是非常重要的。在此 過程中，從油田中的井開采的水、油以及氣體被分離。為從分離器獲得不同(流體)相的合 格品質(zhì)，準(zhǔn)確地得知每一相之間的界面位于分離槽內(nèi)的何處始終是必要的。另外，得知每一 相應(yīng)流體的水平面位于何處以防止槽被充滿或清空是重要的。不精確的水平面測量可造成 大的生產(chǎn)損失并導(dǎo)致產(chǎn)品品質(zhì)降低。它們還可能導(dǎo)致向環(huán)境中進(jìn)行不期望的排放。大量氣田及油田的經(jīng)驗(yàn)顯示需要具有用于確定在分離槽中存在的不同水平面的 更好方法和設(shè)備。對于大量工廠，對界面進(jìn)行更加準(zhǔn)確的指示將有助于提高產(chǎn)量與延長工 作壽命。兩種相(例如油與水)之間的界面是基于這些相具有不同的物理特性而確定的。 各種儀器能夠探測這些特性在何處變化，并且因此可指示槽中的界面。然而，這在實(shí)踐中是難以做到的，并且商業(yè)測量儀器不具有所期望的耐用性及精 確度。在重油工廠中以及在所要被分離的相之間存在漸變的實(shí)質(zhì)油-水乳狀液的情況下， 該問題是最大問題。此外，這些儀器需要占用大量空間，并且需要進(jìn)行廣泛的校準(zhǔn)。另外，當(dāng)今最好的儀器是基于放射源，放射源需要進(jìn)行特別處理。Bukhari S. F. A與Yang，W.在“多界面水平傳感器及在油分離器的監(jiān)測與控制方 面的新發(fā)展(Multi-interface Level Sensors and New Development in Monitoring and Control of Oil Separators) "(Sensors 雜志，2006，6，第 380-389 頁)中給出了對最常見 的測量原理的概述。用于測量水平面(相之間的界面)的現(xiàn)有方法是基于對被測量的媒體 的特性發(fā)生變化的位置的探測。在現(xiàn)有測量儀器(參見Tracerco profiles)的情形中，利 用來自兩個(gè)傳感元件的信息來確定界面在哪里。這些元件將根據(jù)界面的位置而變化。GB-A-2236688說明一種其中使用具有兩個(gè)或三個(gè)壓力傳感器的棒來調(diào)整分離器 中的水平面的方法。此方法的使用需要在工廠開始運(yùn)轉(zhuǎn)之前進(jìn)行廣泛的校準(zhǔn)。為執(zhí)行此校 準(zhǔn)，必須了解不同相的密度。該方法完全地依賴于每一傳感器給出足夠精確的測量值并依 賴于各相中的密度不發(fā)生變化。如果存在測量(隨時(shí)間)的漂移或存在密度變化，則該方 法將指示錯(cuò)誤的水平面。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是實(shí)現(xiàn)一種比上述方法和設(shè)備更加精確的方法和設(shè)備，用以找到容 納于容器中的兩種或更多種相之間的水平面(相間邊界或界面)。根據(jù)本發(fā)明的方法的特征是所附獨(dú)立權(quán)利要求1中所公開的特征。此外，該設(shè)備的特征是所附獨(dú)立權(quán)利要求5中所公開的特征。
從屬權(quán)利要求2-4以及6-10公開本發(fā)明的有利特征。


在下文中，將借助實(shí)例并參照圖式對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說明，在圖式中圖1顯示根據(jù)本發(fā)明的分離器，該分離器具有配備有傳感器的分段式壓力測量 棒，且右側(cè)的曲線圖代表相關(guān)壓力分布圖；圖2顯示對容納3種相的槽的截面的例示，在槽中，壓差(χ)與絕對壓力(y)根據(jù) 在分離器中的高度h而變化；圖3至圖5顯示位于槽中或槽的凸緣中的分段式壓力測量棒的替代設(shè)計(jì)與位置；圖6顯示用于測量過程媒體與參考媒體之間的差壓的經(jīng)修改的壓力測量棒；圖7顯示基于絕對壓力(在頂部)以及基于參考壓力(在底部)的測量值的壓力 分布圖；以及圖8顯示絕對壓力、參考壓力以及差壓之間的關(guān)系。
具體實(shí)施例方式此處所用的用語“相對近似的密度”是指當(dāng)忽略與存在于槽中的其它一種或多種 流體相關(guān)的任何濃度梯度時(shí)，在流體層的高度上所分布的一些測量點(diǎn)處測得的流體的密度 相同。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，可通過測量槽中流體在槽的高度上的壓力并進(jìn)而間接地確定槽中流 體在槽的高度上的密度來以更精確的方式確定槽中不同界面的位置。與表示密度及進(jìn)而壓 力如何在槽的高度上作為流體特性的函數(shù)而變化的數(shù)學(xué)模型相結(jié)合，這使得可能通過使根 據(jù)模型所估計(jì)的壓力與所測量的壓力之間的差別最小化來找到不同相的界面。根據(jù)本發(fā)明 的方法使用比嚴(yán)格所需的信息更多的信息(一些測量點(diǎn))，以找到界面的位置。這使得該方 法能很好地耐受來自個(gè)別測量及其它噪聲的誤差，并使其區(qū)別于其它先前提出的方法/儀
ο如圖1所示，該方法是基于呈配備有壓力傳感器3的壓力測量棒2的形式的支 撐體被豎直定位于要在其中測量界面位置的槽1(分離器本體)中并遍及槽1的高度。雖 然該圖式顯示具有氣體、油及水的體系，但是該原理適用于容納兩種或更多種不同密度的 相的所有槽。支撐體具有許多沿其長度分布的小的壓力傳感器；例如，間隔lcm。傳感器的 分布可以是均勻的，然而并不僅限于此。支撐體必須定位成使每一流體相環(huán)繞一些傳感器 (從而能夠測量水平面與密度)，并且每一傳感器之間的距離必須為已知的。因此，無需使 壓力測量棒遍及槽的整個(gè)高度。根據(jù)本發(fā)明的方法也可用以根據(jù)測量原理而不是壓力來獲得界面的位置?？墒褂?直接地或間接地得到關(guān)于流體的一個(gè)或多個(gè)特有特性的方面的測量原理來找到流體之間 的界面。這些測量原理的實(shí)例為放射源/接收器、溫度、電容、電阻率、壓力、或這些測量原 理的組合。為確定每一相之間的界面，使用來自傳感器的所有或所選部分的壓力測量值。如 下所述的算法找到沿支撐體的具有相同密度的區(qū)域，并且當(dāng)密度變化時(shí)，這意味著探測到 界面。如果分離器中存在三種相，則這意味著該算法將找到兩個(gè)界面。在可能存在泡沫或乳狀液的情形中，可確定一些界面。在數(shù)學(xué)模型中假定，在分離器中的每一層內(nèi)密度相同。這意味著每一相之間的界 面是基于密度發(fā)生變化的高度而給出的。此外，假定每一相內(nèi)的密度可隨時(shí)間而變化。除水平面(界面)外，還可計(jì)算不同相的密度。這是基于所估計(jì)的壓力分布圖的 斜率而完成的。這意味著可確定一種或多種相中的密度，盡管其隨時(shí)間而變化。因此，儀器 要進(jìn)行自身校準(zhǔn)。如果相(例如在乳狀液與泡沫中)之間存在滑移轉(zhuǎn)變，這可通過獲得壓力分布圖 的斜率的一些變化來計(jì)算。為能夠計(jì)算乳狀液的水平面，需要足夠多且精確的壓力測量。換句話說，有必要使 一個(gè)以上的壓力測量位于乳狀液層中，并且這些壓力測量必須足夠精確以能夠指示壓力分 布圖的斜率的變化。通過乳狀液/泡沫層中的多個(gè)傳感器，對精確度的要求得以降低。在基于重力的分離過程中，最重的相將下降至底部，而最輕的相將上升至頂部。當(dāng)要計(jì)算密度與界面時(shí)，可利用此事實(shí)，從而使絕對壓力分布圖總是在頂部處具 有最小的斜率，且斜率向底部增大，如圖2所示。這用于該算法中以消除誤差，并且還可用 于其中使用差壓的情形中。為確定每一個(gè)相之間的界面的位置，如上所述使用如下原理可通過在分離器的 高度上進(jìn)行壓力測量來間接地測量媒體的密度。另外，使用表示所測壓力是如何與密度相 關(guān)的數(shù)學(xué)模型，以期通過該模型來區(qū)分這些相。圖2指示在其中存在一些不同密度的相的槽上的壓力分布圖與差壓分布圖。χ曲 線顯示對過程媒體與參考媒體之間的壓差的測量，而y曲線則顯示絕對壓力/表壓。期望找到密度在哪一豎直位置/高度發(fā)生變化。對于每一壓力傳感器，應(yīng)用以下 物理考慮因素Pw=PigAh^pi(1)其中，Pi是在第i傳感器處的壓力；P ,是第i傳感器與第i+Ι傳感器之間的密度；Ahi是第i傳感器與第i+Ι傳感器之間的豎直距離；以及g是重力。這意味著密度是通過以下方程式給出 其中，Api是第i傳感器與第i+Ι傳感器之間的壓差；以及k是由g與Ahi給出的常數(shù)。通過使在給定位置“i”處的密度由P i給出，可通過以下數(shù)學(xué)函數(shù)來確定密度
門)其中，是密度ρ的估計(jì)值，h是在槽中的位置(高度)的測量值，且fp(·)是密 度以及其如何依賴于h與u的數(shù)學(xué)函數(shù)(表達(dá))。可根據(jù)方程式(2)確定fp(·)，在方程 式(2)中Pi是在水平面Iii處的壓力。u是所要確定的參數(shù)/變量的向量。u中的典型變量 為存在從一種相轉(zhuǎn)變至另一種相處的高度以及每一流體相的密度。函數(shù)fP ( ·)可基于高度與密度(如在方程式(1)中一樣)以及視需要所期望找到的其它參數(shù)之間的關(guān)系的物理 模型。方程式(3)中的函數(shù)是顯函數(shù)，然而也可使用特性中的一般隱函數(shù)。在位置h中，所測量的壓力或差壓的估計(jì)值為
為 其中，fP( ·)是指示在槽的高度上的密度與壓力之間的關(guān)系的函數(shù)，力是所期望得 知的密度的估計(jì)值，以及u是所期望確定的參數(shù)/變量的向量(一些值)。fP(0可基于 方程式(1)來確定。此處，該表達(dá)也不需為顯函數(shù)。界面的位置影響截面上的密度，并且這會在所測量的壓力中觀察到。在大多數(shù)情形中，獲得在槽的截面上壓力的離散測量值，從而離散關(guān)系為 以及 其中“ i ”是分離點(diǎn)(每一 “ i，，均對應(yīng)于第i傳感器的給定高度/豎直位置)。測 量點(diǎn)的分布在高度上不需是均勻的，然而每一測量點(diǎn)之間的距離必須是已知的。根據(jù)壓力在所測高度上的分布的測量值，期望獲得相之間發(fā)生轉(zhuǎn)變的位置。也就 是說，期望獲得所有位置hm’n，位置hm’n是槽中在相“m”與“η”之間的高度。另外，必須找到 為說明所測壓力與密度之間的關(guān)系而需要的其它變量，所測量的壓力與密度之間的關(guān)系是 用以在相之間進(jìn)行區(qū)分。這些包括于向量u中。這些位置并不僅限于存在壓力測量值的點(diǎn)(也可以是兩個(gè)離散點(diǎn)之間的高度)。根據(jù)數(shù)學(xué)模型fp ( ·)與fP( ·)，可通過使P與戶之間的差別最小化來找到水平面 與密度(即U)，此可表示為 其中，戶是根據(jù)方程式(5)與(6)中的模型所估計(jì)的壓力，而P是所測壓力 值，Il · Il是模型的預(yù)測與所測值之間的距離的范數(shù)或量度。例如，可使用最小平方法來 求解上述問題，然而本發(fā)明并不僅限于此。另一可能的方法是使用卡爾曼濾波器(Kalman filter)ο這在本質(zhì)上不同于用于測量界面的先前原理，因?yàn)槭褂昧硕嘤诒匾男畔砉烙?jì) 界面并在算法中使用模型，在該算法中使所測特性與所估計(jì)特性之間的差別最小化以找到 界面。為根據(jù)方程式(7)確定N個(gè)參數(shù)(即由N個(gè)值組成的向量U)，需要具有至少N個(gè) 壓力測量值。實(shí)際上，期望具有與u中的變量相比更多的測量值，以獲得被過度定義的系 統(tǒng)，并且從而能夠更精確地確定參數(shù)(即界面水平面與密度)。實(shí)例期望在容納三種相(水、油及氣體)的槽中找到密度發(fā)生變化的位置。密度 發(fā)生變化的位置指示界面在哪里。因此，假定測量值由截面(例如作為分離點(diǎn))上的壓力 構(gòu)成。P是密度[kg/m3]，而P則是壓力[Pa]。設(shè)hg’° = h2與h°’w = h1分別是所期望找到 的氣體/油之間與油/水之間界面的真正水平面。在表示密度如何變化的模型中，假定每一相中的密度是恒定不變的(并且在界面的每一側(cè)上存在純的相)則函數(shù)為
Pg 對于 h2 < h； < h'
PihJhi h2'；
P0 對于 h、< h； < h2 Pw 對于 < ht < h、
(8)
4 2
A A
< <
于于 對對
AM其中，h_與h+分別是底部參考與頂部參考。在槽中，在點(diǎn)“i = η”處所估計(jì)的壓
力P為·.
(9)其中，g是重力常數(shù)。此處，假定可將壓力分布圖表達(dá)為直線(假定密度不是高度的函數(shù))。因此，在-般情形中，其可表示為
3P Cl
其中
(10)
P是其中每一傳感器處的壓力的向量； h是其中每一傳感器的水平面(高度)的向量； P。是最重的相的密度；
Δ ρ J是兩種相之間的密度的變化(此處必須使Δ ρ ^ > 0)； hJ是兩種相之間的界面的水平面(高度)(此處必須使W+1 > hJ)； a是將重力及測量值的單位考慮在內(nèi)的轉(zhuǎn)換因數(shù)； N是所要確定的界面的數(shù)量。 該函數(shù)由組成整體的N+1條直線組成。
現(xiàn)在，期望找到2個(gè)界面h2 = hg’°與h1 = h°’w。為能夠找到這些界面，還必須獲得 其中每一個(gè)相的密度，以使得U= [h1 h2 Δ ρ1 Δ ρ2 pQ」。這可通過求解以下方程式獲得 其中，通過改變參數(shù)
來使所測量的(P)與所估計(jì)
的(P )之間的差別最小化。
在此處的計(jì)算中可以看出，使用來自整個(gè)分布圖(測量區(qū)域)的分布的信息來確 定界面。這使得與先前使用的水平面測量方法相比能更好地耐受錯(cuò)誤的測量值。另外，無 需得知相的密度，因?yàn)檫@些密度在該算法中是與水平面一起被估計(jì)。如果需要，可指定密度 而僅獲得界面的位置。此處，已假定在每一相內(nèi)，可將密度與壓力之間的關(guān)系表達(dá)為直線。該算法并不僅 限于此，例如對于油相(其由許多不同密度的化學(xué)成分組成)，可使用非線性關(guān)系。為提高算法的耐用性，可插入對有效解的限制因素。例如(但不限于此)，氣體/ 油界面的位置必須高于油/水接觸面。另外，密度必須在槽中向下增大。如上所述以及如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的方法和設(shè)備是基于配備有傳感器3的支 撐體2，支撐體2被豎直定位于要在其中測量界面位置的槽1 (分離器本體)中并遍及槽1 的高度。該圖式顯示具有氣體、油及水的體系，然而該原理適用于容納兩種或更多種不同密 度的相的所有槽。支撐體可以是由如下材料制成的棒該材料具有足夠的強(qiáng)度與耐熱性，不 會以化學(xué)方式受到影響，并且具有許多沿其整個(gè)長度分布的小的壓力傳感器；例如，以Icm 的距離分布。傳感器的分布可以是均勻的，然而并不僅限于此。在測量情況下，支撐體必須 定位成使每一流體相環(huán)繞一些傳感器，并且每一傳感器之間的距離必須為已知的。圖1顯示直的支撐體(即沿豎直線從槽的底部延伸至頂部的測量棒)的實(shí)例。然 而，本發(fā)明并不僅限于這種解決方案。因此，支撐體可具有任何其它位置與配置；例如如圖 3、圖4或圖5所示，圖3顯示支撐體是設(shè)置于槽中的傾斜的棒，圖4顯示支撐體由定位于槽 內(nèi)部的圓形測量棒組成，圖5則顯示支撐體是圓形的，但適于設(shè)置于例如槽的凸緣中。為使系統(tǒng)靈活，支撐體可由能組成整體的模塊(例如1米長)構(gòu)成。可制成不同 的模塊，這些模塊或者是直的或者是彎曲的，從而使得傳感器支撐體具有所期望的配置。因 此，也可從槽的不同側(cè)來安裝傳感器支撐體。支撐體可遍及容器的部分或整個(gè)高度。電纜 (圖未詳細(xì)示出)從支撐體延伸出以用于信號與電力傳輸，并且此電纜延伸貫穿凸緣，該凸 緣無需位于緊鄰傳感器支撐體處。這使測量儀器在結(jié)構(gòu)與位置兩方面變得靈活。如果需要， 可使一些單獨(dú)的支撐體定位于分離器中，并且來自所有棒的電纜可穿過同一凸緣。同測量棒一樣，所使用的傳感器必須能夠經(jīng)受相關(guān)過程壓力與溫度。過程壓力可 高達(dá)至少lOOBar，并且在傳感器將要用于海底環(huán)境中的情形中，這些傳感器應(yīng)能夠經(jīng)受高 達(dá)約2-400Bar的壓力。同時(shí)，傳感器必須能在高達(dá)至少200°C的溫度下運(yùn)行。這些傳感器 原本應(yīng)能夠以IOOPa(即0. OlmBar)左右的精確度測量壓力，但由于可通過用于得到水平面 的算法來提高精確度，因而也可使用不太精確的傳感器。為能夠非常精確地計(jì)算分離器中的界面/水平面，作為計(jì)算水平面的基礎(chǔ)的壓力 測量值需要具有足夠的精確度。對于壓力較高的情形(例如過程)，難以得到具有所期望的 精度的壓力傳感器。此問題可能通過使用槽中的媒體與參考媒體(例如硅油)之間的差壓 測量值(如圖6所示)、而不是使用如圖1所示的絕對壓力測量值而解決。這在槽(或分離 器)中豎直地形成差壓分布，該差壓分布形成用于確定界面的基礎(chǔ)。因而，在經(jīng)修改的壓差型式中，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備將由以下三個(gè)主要部分組成1.配備有差壓傳感器的支撐體，在該支撐體中，數(shù)量及位置必須為每一相中存 在兩個(gè)或更多個(gè)傳感器(如果密度是未知的)，并且總計(jì)與所要確定的參數(shù)相比存在更多 傳感器。
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2.平行支撐體，其具有跨越支撐體長度的參考流體，在參考流體中密度是恒定不 變的。例如，在傳感器的高度上在差壓支撐體內(nèi)可存在室，該室填充有已知密度的參考媒 體。也可在支撐體的高度上對參考媒體進(jìn)行分段，但是必須使所有參考媒體相對于過程媒 體達(dá)到壓力平衡。為獲得更精確的壓力測量，對過程媒體與參考媒體之間的壓力差進(jìn)行測 量，而不是對絕對壓力進(jìn)行測量。3.數(shù)學(xué)模型或算法，用于根據(jù)壓力分布來確定界面(以及密度)。圖6顯示本發(fā)明的經(jīng)修改的型式，在該經(jīng)修改的型式中，通過差壓測量棒4對本解 決方案進(jìn)行舉例說明，差壓測量棒4配備有沿棒的長度排列的差壓傳感器5。測量棒在其縱 向方向上具有填充有參考流體的空腔6，排列于測量棒的壁中的傳感器適于測量外部的過 程媒體(例如油、水、氣體)與參考流體之間的差壓。參考流體與外部的過程媒體之間的均 壓膜排列于測量棒中的最上面(圖中未詳細(xì)示出)。圖7顯示使用絕對傳感器(在頂部)與使用差壓分布(在底部)得到的測量值的 壓力分布圖。由圖可見，經(jīng)修改的測量原理給出更精確的壓力測量值并能更好地對層進(jìn)行 確定。在最上面的圖中，容易看出其中一個(gè)界面(油/氣體)，但是難以看出其中斜率變 化較小的另一界面(水/油)。在最下面的其中分布圖是基于差壓的圖中，兩個(gè)層都更加清 晰。這兩種情形可使用相同的數(shù)學(xué)算法。圖8顯示絕對壓力測量值、參考壓力以及所測差壓之間的關(guān)系。在這兩種情形中也可對不同相的密度進(jìn)行計(jì)算。這是基于壓力分布圖的斜率、視 需要基于所測差壓分布圖的斜率差別與棒中的參考媒體的已知密度來完成的。如果在某些相(例如其中存在乳狀液與泡沫的相)之間存在滑移轉(zhuǎn)變，則使用結(jié) 合圖6所述的差壓傳感器可更容易地對此進(jìn)行確定。權(quán)利要求中所界定的本發(fā)明并不限于上述各個(gè)實(shí)例。因此，也可對除壓力外的測 量值類型(例如密度)使用類似的算法，其中所存在的測量值多于所要確定的變量。通過 指示所要確定的物理變量與所測量值之間的關(guān)系，對系統(tǒng)進(jìn)行過度定義并且這會提高測量 方法的耐用性與精度。
權(quán)利要求
一種用于確定(測量)容納于容器、槽(1)等中的兩種或更多種不同密度的流體/過程媒體(流體相)之間的一個(gè)或多個(gè)界面h1 hx的水平面/高度的方法，其特征在于，通過利用壓力測量棒(2，4)測量流體在槽(1)的高度上的壓力并因此間接地確定所述流體在槽(1)的高度上的密度來確定所述槽中不同界面的位置(水平面)，所述壓力測量棒(2，4)配備有壓力傳感器(3，5)，所述壓力測量棒(2，4)定位于所述槽(1)中并遍及所述槽(1)的高度，由此所述界面利用數(shù)學(xué)模型或算法來確定，所述數(shù)學(xué)模型或算法計(jì)算在所述槽的高度上所述密度及因而所述壓力如何作為所述槽中相應(yīng)流體的流體特性的函數(shù)而變化，根據(jù)在每一層相應(yīng)流體內(nèi)的密度相對近似，所述界面被定義為所述密度在所述槽中從一個(gè)層到下一個(gè)層發(fā)生變化的相應(yīng)點(diǎn)(水平面)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，利用下述算法通過使以下差別最小化來確定所述相應(yīng)界面 其中在所述算法中，U是例如界面和密度的待要確定的變量的向量，P是所測壓力的向 量，且戶是根據(jù)所述向量U中的變量計(jì)算出的壓力。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述算法基于最小平方法或卡爾曼濾波器。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，總計(jì)所存在的壓力傳感器及壓力測量多于待要確定的變量的數(shù)目，從而使系統(tǒng)被過度 定義并因此更加耐用和精確。
5.一種用于確定容納于容器、槽(1)等中的兩種或更多種不同密度的流體/過程媒體 (流體相)之間的一個(gè)或多個(gè)相間邊界/界面hi-、的水平面/高度的設(shè)備，包括用于測量 /記錄所述槽中的狀態(tài)的單元和用于確定所述界面的位置(水平面)的第二單元，其特征在 于，所述設(shè)備基于通過利用壓力測量棒(2)測量所述槽中的流體在所述槽的高度上的 壓力并因此間接地確定所述流體在所述槽的高度上的密度來確定所述不同界面的位 置，所述壓力測量棒(2)配備有壓力傳感器(3)，所述壓力傳感器(3)沿所述棒的整個(gè)長度 分布，且所述壓力測量棒(2)適于豎直地定位于待在其中測量所述界面的位置的所述容器 (1)中并遍及所述容器(1)的高度。
6.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于，所測量/記錄的所述壓力是所述過程媒體與參考流體之間的差壓，所述差壓通過差壓 測量棒(4)來測量/記錄，所述差壓測量棒(4)配備有沿所述棒的長度排列的差壓傳感器 (5)。
7.如權(quán)利要求5與6中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述測量棒在其縱向方向上具有填充有參考流體的空腔(6)，所述差壓傳感器排列于 所述測量棒(4)的壁中并適于測量外部的所述過程媒體(例如油、水、氣體)與所述空腔 (6)中的所述參考流體之間的差壓，均壓膜(7)與所述差壓測量棒相關(guān)地排列于所述參考 流體與外部的所述過程媒體之間。
8.如權(quán)利要求5-7中任一項(xiàng)所述的設(shè)備， 其特征在于，所述測量棒(2，4)由細(xì)長本體組成，并適于豎直地或傾斜地排列于所述槽(1)中。
9.如權(quán)利要求5-7中任一項(xiàng)所述的設(shè)備， 其特征在于，所述測量棒(2，4)與實(shí)質(zhì)上圓形的本體(8)相關(guān)地排列，所述本體(8)適于沿所述槽 (1)的周邊定位。
10.如權(quán)利要求5-7中任一項(xiàng)所述的設(shè)備， 其特征在于，所述測量棒(2，4)與實(shí)質(zhì)上圓形的本體(8)相關(guān)地排列，所述本體(8)適于定位于所 述槽(1)的凸緣中。
全文摘要
一種用于確定(測量)容納于容器、槽(1)等中的兩種或更多種不同密度的流體相之間的一個(gè)或多個(gè)界面的水平面/高度h1-hx的方法和設(shè)備。通過利用壓力測量棒(2)測量槽中流體在槽的高度上的壓力并因此間接地確定槽中流體的密度來確定槽中(1)不同界面的位置(水平面)，壓力測量棒(2)配備有壓力傳感器(3)且定位于槽(1)中并遍及槽(1)的高度。為確定界面，使用數(shù)學(xué)模型或算法，該數(shù)學(xué)模型或算法計(jì)算在槽的高度上密度及因而壓力如何作為槽中相應(yīng)流體的流體特性的函數(shù)而變化，根據(jù)在每一層相應(yīng)流體內(nèi)的密度為相同的，界面被定義為密度在槽中從一個(gè)層到下一個(gè)層發(fā)生變化的相應(yīng)點(diǎn)(水平面)。
文檔編號G01N9/26GK101932918SQ200880122594
公開日2010年12月29日 申請日期2008年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月19日
發(fā)明者K·法萊斯塔德, R·阿謝姆, T·法萊特, V·奧爾斯塔德 申請人:國家石油公司