[RU]

1. Датчик для измерения состава и/или реологических свойств текучей среды, основанный на измерении резонансных электромагнитных колебаний при протекании через него текучей среды, в котором основной элемент, задающий путь потока текучей среды, включает в себя композиционный материал, включающий в себя матрицу, и один или более армирующих элементов, залитых в матрицу, причем один или более армирующих элементов являются, по существу, электрически непроводящими на частоте электромагнитного поля, полостной элемент расположен снаружи основного элемента так, что между внутренней поверхностью полостного элемента и внешней поверхностью основного элемента образуется полость, элемент наполнителя полости расположен снаружи основного элемента и заполняет указанную полость, причем полостной элемент выполнен с возможностью обеспечения удержания электромагнитного поля, и каждый из основного элемента и элемента наполнителя полости выполнены с возможностью прохождения через них электромагнитного излучения на частоте электромагнитного поля.

2. Датчик по п.1, в котором электромагнитное поле включает в себя радиочастотное электромагнитное поле.

3. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором основной элемент выполнен с возможностью выдерживать заранее заданное давление, заранее заданную силу, заранее заданное осевое растяжение, заранее заданное осевое сжатие и/или заранее заданное изгибающее напряжение.

4. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором основной элемент выполнен с возможностью выдерживать заранее заданную силу или давление, приложенное к внешней поверхности основного элемента, и/или заранее заданное давление текучей среды в пути потока текучей среды.

5. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором основной элемент и/или элемент наполнителя полости включает в себя по меньшей мере одно из термопластичного материала, термореактивного материала, полиарилэфиркетона, полиарилкетона, полиэфиркетона (PEK), полиэфирэфиркетона (PEEK), поликарбоната, поливинилхлорида (PVC), полиамида, полиамида 11 (РА11), поливинилиденфторида, поливинилидендифторида (PVDF), полифениленсульфида (PPS), полиэтилениминов (PEI), полиоксиметилена (РОМ), ацеталя, смолы, такой как отверждаемая смола, полимерной смолы и эпоксидной смолы.

6. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором элемент наполнителя полости включает в себя композиционный материал, включающий в себя матрицу и один или более армирующих элементов, залитых в матрицу.

7. Датчик по п.6, в котором один или более армирующих элементов являются, по существу, электрически непроводящими на частоте электромагнитного поля.

8. Датчик по пп.1, 6 или 7, в котором один или более армирующих элементов включают в себя по меньшей мере одно из полимерных волокон, волокон арамида, неполимерных волокон, базальтовых волокон, стекловолокна и волокон из стекла Е.

9. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором элемент наполнителя полости включает в себя множество составных частей.

10. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором элемент наполнителя полости включает в себя множество рукавов.

11. Датчик по п.10, в котором рукава являются в основном трубчатыми.

12. Датчик по п.10 или 11, в котором рукава располагаются концентрически.

13. Датчик по п.9, в котором элемент наполнителя полости включает в себя множество в основном плоских составных частей, каждая из которых имеет сформированное в ней отверстие, через которое проходит основной элемент, и составные части располагаются так, чтобы соответствующие поверхности смежных составных частей соединялись друг с другом.

14. Датчик по п.13, в котором отверстие располагается концентрически относительно внешней окружности составной части.

15. Датчик по п.13, в котором отверстие располагается эксцентрически относительно внешней окружности составной части.

16. Датчик по любому из пп.13-15, в котором составная часть является в основном кольцевой.

17. Датчик по любому из пп.9-16, в котором составные части элемента наполнителя полости соединяются, склеиваются, сплавляются, свариваются или иным образом объединяются вместе.

18. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором элемент наполнителя полости соединяется, склеивается, сплавляется, сваривается или объединяется с основным элементом.

19. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором полостной элемент включает в себя электропроводящий материал.

20. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором полостной элемент включает в себя металл.

21. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором полостной элемент включает в себя по меньшей мере одно из меди, латуни, золота, серебра, алюминия, железа и стали.

22. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором полостной элемент включает в себя композиционный материал, включающий в себя матрицу и один или более электропроводящих армирующих элементов, залитых в матрицу.

23. Датчик по п.22, в котором матрица включает в себя по меньшей мере одно из термопластичного материала, термореактивного материала, полиарилэфиркетона, полиарилкетона, полиэфиркетона (PEK), полиэфирэфиркетона (PEEK), поликарбоната, поливинилхлорида (PVC), полиамида, полиамида 11 (РА11), поливинилиденфторида, поливинилидендифторида (PVDF), полифениленсульфида (PPS), полиэтилениминов (PEI), полиоксиметилена (РОМ), ацеталя, смолы, такой как отверждаемая смола, полимерная смола и эпоксидная смола.

24. Датчик по п.22 или 23, в котором один или более армирующих элементов включают в себя углеродные волокна.

25. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором полостной элемент является, в общем, цилиндрическим.

26. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором полость имеет сформированное в ней отверстие.

27. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором полостной элемент имеет два противоположных конца, каждый из которых имеет сформированное в нем отверстие.

28. Датчик по любому из пп.1-26, в котором полостной элемент имеет открытый конец и закрытый конец.

29. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором полостной элемент отделен от наружной поверхности основного элемента.

30. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором полостной элемент отделен от наружной поверхности основного элемента с помощью элемента наполнителя полости.

31. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором полостной элемент имеет больший внутренний диаметр, чем наружный диаметр основного элемента.

32. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором полостной элемент включает в себя в основном трубчатую часть главного корпуса и в основном плоскую концевую часть на каждом ее конце, причем каждая из концевых частей имеет сформированное в ней отверстие и соответствующая поверхность каждой из концевых частей входит в контакт с соответствующей торцевой поверхностью части главного корпуса.

33. Датчик по любому из пп.1-31, в котором полостной элемент включает в себя в основном цилиндрическую часть главного корпуса и в основном трубчатые концевые части, проходящие от противоположных концов части главного корпуса, причем каждая концевая часть имеет уменьшенный внутренний диаметр относительно внутреннего диаметра части главного корпуса.

34. Датчик по п.33, в котором часть главного корпуса имеет внутренний диаметр больше, чем наружный диаметр основного элемента, а каждая концевая часть имеет внутренний диаметр, который, по существу, равен наружному диаметру основного элемента.

35. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором полостной элемент концентрически выровнен относительно основного элемента.

36. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором полостной элемент эксцентрически выровнен относительно основного элемента.

37. Датчик по любому из пп.1-31, в котором ось полостного элемента ориентирована радиально относительно оси основного элемента.

38. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором полостной элемент соединяется, склеивается, сплавляется, сваривается или иным образом объединяется с основным элементом и/или элементом наполнителя полости.

39. Датчик по любому из предшествующих пунктов, включающий в себя внешний корпус, выполненный с возможностью защиты полостного элемента.

40. Датчик по п.39, в котором внеполостная область находится снаружи полостного элемента и внутри внешнего корпуса.

41. Датчик по п.40, включающий в себя материал наполнителя, который, по меньшей мере частично, заполняет внеполостную область.

42. Датчик по п.41, в котором материал наполнителя включает в себя по меньшей мере одно из твердого герметизирующего компаунда, студенистого герметизирующего компаунда, термореактивной пластмассы, силиконового каучука, несжимаемого материала и неопрена.

43. Способ производства датчика текучей среды по п.1, в котором располагают элемент наполнителя полости снаружи основного элемента, задающего путь потока текучей среды и включающего в себя композиционный материал, включающий в себя матрицу и один или более армирующих элементов, залитых в матрицу, причем один или более армирующих элементов являются, по существу, электрически непроводящими на частоте электромагнитного поля; располагают полостной элемент снаружи основного элемента и элемента наполнителя полости, причем полостной элемент выполнен с возможностью обеспечения удержания электромагнитного поля и каждый из основного элемента и элемента наполнителя полости выполнены с возможностью прохождения через них электромагнитного излучения на частоте электромагнитного поля.

(57) Реферат / Формула:

1. Датчик для измерения состава и/или реологических свойств текучей среды, основанный на измерении резонансных электромагнитных колебаний при протекании через него текучей среды, в котором основной элемент, задающий путь потока текучей среды, включает в себя композиционный материал, включающий в себя матрицу, и один или более армирующих элементов, залитых в матрицу, причем один или более армирующих элементов являются, по существу, электрически непроводящими на частоте электромагнитного поля, полостной элемент расположен снаружи основного элемента так, что между внутренней поверхностью полостного элемента и внешней поверхностью основного элемента образуется полость, элемент наполнителя полости расположен снаружи основного элемента и заполняет указанную полость, причем полостной элемент выполнен с возможностью обеспечения удержания электромагнитного поля, и каждый из основного элемента и элемента наполнителя полости выполнены с возможностью прохождения через них электромагнитного излучения на частоте электромагнитного поля.

2. Датчик по п.1, в котором электромагнитное поле включает в себя радиочастотное электромагнитное поле.

3. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором основной элемент выполнен с возможностью выдерживать заранее заданное давление, заранее заданную силу, заранее заданное осевое растяжение, заранее заданное осевое сжатие и/или заранее заданное изгибающее напряжение.

4. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором основной элемент выполнен с возможностью выдерживать заранее заданную силу или давление, приложенное к внешней поверхности основного элемента, и/или заранее заданное давление текучей среды в пути потока текучей среды.

5. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором основной элемент и/или элемент наполнителя полости включает в себя по меньшей мере одно из термопластичного материала, термореактивного материала, полиарилэфиркетона, полиарилкетона, полиэфиркетона (PEK), полиэфирэфиркетона (PEEK), поликарбоната, поливинилхлорида (PVC), полиамида, полиамида 11 (РА11), поливинилиденфторида, поливинилидендифторида (PVDF), полифениленсульфида (PPS), полиэтилениминов (PEI), полиоксиметилена (РОМ), ацеталя, смолы, такой как отверждаемая смола, полимерной смолы и эпоксидной смолы.

6. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором элемент наполнителя полости включает в себя композиционный материал, включающий в себя матрицу и один или более армирующих элементов, залитых в матрицу.

7. Датчик по п.6, в котором один или более армирующих элементов являются, по существу, электрически непроводящими на частоте электромагнитного поля.

8. Датчик по пп.1, 6 или 7, в котором один или более армирующих элементов включают в себя по меньшей мере одно из полимерных волокон, волокон арамида, неполимерных волокон, базальтовых волокон, стекловолокна и волокон из стекла Е.

9. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором элемент наполнителя полости включает в себя множество составных частей.

10. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором элемент наполнителя полости включает в себя множество рукавов.

11. Датчик по п.10, в котором рукава являются в основном трубчатыми.

12. Датчик по п.10 или 11, в котором рукава располагаются концентрически.

13. Датчик по п.9, в котором элемент наполнителя полости включает в себя множество в основном плоских составных частей, каждая из которых имеет сформированное в ней отверстие, через которое проходит основной элемент, и составные части располагаются так, чтобы соответствующие поверхности смежных составных частей соединялись друг с другом.

14. Датчик по п.13, в котором отверстие располагается концентрически относительно внешней окружности составной части.

15. Датчик по п.13, в котором отверстие располагается эксцентрически относительно внешней окружности составной части.

16. Датчик по любому из пп.13-15, в котором составная часть является в основном кольцевой.

17. Датчик по любому из пп.9-16, в котором составные части элемента наполнителя полости соединяются, склеиваются, сплавляются, свариваются или иным образом объединяются вместе.

18. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором элемент наполнителя полости соединяется, склеивается, сплавляется, сваривается или объединяется с основным элементом.

19. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором полостной элемент включает в себя электропроводящий материал.

20. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором полостной элемент включает в себя металл.

21. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором полостной элемент включает в себя по меньшей мере одно из меди, латуни, золота, серебра, алюминия, железа и стали.

22. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором полостной элемент включает в себя композиционный материал, включающий в себя матрицу и один или более электропроводящих армирующих элементов, залитых в матрицу.

23. Датчик по п.22, в котором матрица включает в себя по меньшей мере одно из термопластичного материала, термореактивного материала, полиарилэфиркетона, полиарилкетона, полиэфиркетона (PEK), полиэфирэфиркетона (PEEK), поликарбоната, поливинилхлорида (PVC), полиамида, полиамида 11 (РА11), поливинилиденфторида, поливинилидендифторида (PVDF), полифениленсульфида (PPS), полиэтилениминов (PEI), полиоксиметилена (РОМ), ацеталя, смолы, такой как отверждаемая смола, полимерная смола и эпоксидная смола.

24. Датчик по п.22 или 23, в котором один или более армирующих элементов включают в себя углеродные волокна.

25. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором полостной элемент является, в общем, цилиндрическим.

26. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором полость имеет сформированное в ней отверстие.

27. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором полостной элемент имеет два противоположных конца, каждый из которых имеет сформированное в нем отверстие.

28. Датчик по любому из пп.1-26, в котором полостной элемент имеет открытый конец и закрытый конец.

29. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором полостной элемент отделен от наружной поверхности основного элемента.

30. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором полостной элемент отделен от наружной поверхности основного элемента с помощью элемента наполнителя полости.

31. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором полостной элемент имеет больший внутренний диаметр, чем наружный диаметр основного элемента.

32. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором полостной элемент включает в себя в основном трубчатую часть главного корпуса и в основном плоскую концевую часть на каждом ее конце, причем каждая из концевых частей имеет сформированное в ней отверстие и соответствующая поверхность каждой из концевых частей входит в контакт с соответствующей торцевой поверхностью части главного корпуса.

33. Датчик по любому из пп.1-31, в котором полостной элемент включает в себя в основном цилиндрическую часть главного корпуса и в основном трубчатые концевые части, проходящие от противоположных концов части главного корпуса, причем каждая концевая часть имеет уменьшенный внутренний диаметр относительно внутреннего диаметра части главного корпуса.

34. Датчик по п.33, в котором часть главного корпуса имеет внутренний диаметр больше, чем наружный диаметр основного элемента, а каждая концевая часть имеет внутренний диаметр, который, по существу, равен наружному диаметру основного элемента.

35. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором полостной элемент концентрически выровнен относительно основного элемента.

36. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором полостной элемент эксцентрически выровнен относительно основного элемента.

37. Датчик по любому из пп.1-31, в котором ось полостного элемента ориентирована радиально относительно оси основного элемента.

38. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором полостной элемент соединяется, склеивается, сплавляется, сваривается или иным образом объединяется с основным элементом и/или элементом наполнителя полости.

39. Датчик по любому из предшествующих пунктов, включающий в себя внешний корпус, выполненный с возможностью защиты полостного элемента.

40. Датчик по п.39, в котором внеполостная область находится снаружи полостного элемента и внутри внешнего корпуса.

41. Датчик по п.40, включающий в себя материал наполнителя, который, по меньшей мере частично, заполняет внеполостную область.

42. Датчик по п.41, в котором материал наполнителя включает в себя по меньшей мере одно из твердого герметизирующего компаунда, студенистого герметизирующего компаунда, термореактивной пластмассы, силиконового каучука, несжимаемого материала и неопрена.

43. Способ производства датчика текучей среды по п.1, в котором располагают элемент наполнителя полости снаружи основного элемента, задающего путь потока текучей среды и включающего в себя композиционный материал, включающий в себя матрицу и один или более армирующих элементов, залитых в матрицу, причем один или более армирующих элементов являются, по существу, электрически непроводящими на частоте электромагнитного поля; располагают полостной элемент снаружи основного элемента и элемента наполнителя полости, причем полостной элемент выполнен с возможностью обеспечения удержания электромагнитного поля и каждый из основного элемента и элемента наполнителя полости выполнены с возможностью прохождения через них электромагнитного излучения на частоте электромагнитного поля.

---

Евразийское 032152 (13) B1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента 2019.04.30
(21) Номер заявки 201590801
(22) Дата подачи заявки
2013.10.22
(51) Int. Cl. G01N33/28 (2006.01) G01N 22/00 (2006.01) G01N 22/04 (2006.01)
(54) ДАТЧИК ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ
(31) 1218956.9
(32) 2012.10.22
(33) GB
(43) 2016.02.29
(86) PCT/GB2013/052755
(87) WO 2014/064436 2014.05.01
(71) (73) Заявитель и патентовладелец:
Эм-ФЛОУ ТЕКНОЛОДЖИЗ ЛТД (GB)
(72) Изобретатель:
Эдвард Джайлз (GB)
(74) Представитель:
Медведев В.Н. (RU) (56) JP-A-H11118733
MARIA A RZEPECKA ET AL: "High-Frequency Monitoring of Residual and Bound Water in Nonconductive Fluids", IEEE TRANSACTIONS ON INSTRUMENTATION AND MEASUREMENT, vol. IM-24, no. 3, 1 September 1975 (1975-09-01), pages 205-210, XP055094598, page 206, left-hand column; figure 1
US-A-5103181
(57) Предложен датчик 10 текучей среды, который включает в себя основной элемент 20, определяющий путь 21 потока текучей среды, элемент 26 наполнителя полости, расположенный снаружи основного элемента 20, и полостной элемент 30, расположенный снаружи основного элемента 20 и элемента 26 наполнителя полости. Полостной элемент 30 выполнен с возможностью обеспечения удержания электромагнитного поля. Основной элемент 20 и элемент 26 наполнителя полости выполнены с возможностью пропускания через них электромагнитного излучения на частоте электромагнитного поля. Электромагнитное поле может быть радиочастотным электромагнитным полем. Основной элемент 20 и/или полостной элемент 30 могут определять область внешней полости снаружи основного элемента 20. Элемент 26 наполнителя полости может полностью или частично заполнять область внешней полости. Датчик 10 текучей среды может использоваться для измерения состава и/или реологических свойств текучей среды в пути 21 потока текучей среды.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к датчику текучей среды для измерения состава и/или реологических свойств текучей среды и, в частности, хотя и не исключительно, для измерения содержания нефти, газа и/или воды и объемной скорости потока текучей среды в трубе и/или в нефтяной или газовой скважине.
Уровень техники
Известно использование датчиков текучей среды для измерения состава и/или реологических свойств текучей среды. Такие датчики текучей среды часто упоминаются как многофазные измерительные приборы. Известные многофазные измерительные приборы включают в себя основную трубу, определяющую путь потока текучей среды внутри прибора, окруженную концентрически расположенным открытым с концов и обычно цилиндрическим металлическим полостным элементом. Основная труба является существенно прозрачной для радиочастотного (RF) электромагнитного излучения. Полостной элемент определяет резонансную полость для радиочастотного электромагнитного поля, которое проходит через основную трубу и через путь потока текучей среды. В известных многофазных измерительных приборах основная труба может быть сформирована из поливинилхлорида (PVC) или полиэфирэфирке-тона (PEEK), а полостной элемент формируется из латуни. Такие известные многофазные измерительные приборы выполнены с возможностью обнаружения резонансного пика в частотном спектре радиочастотного электромагнитного поля и извлечения из характеристик резонансного пика данных о составе и/или реологических свойствах текучей среды, находящейся в пути потока текучей среды.
Известно, что напряженность радиочастотного электромагнитного поля в резонансной полости изменяется. Следовательно, когда в пути потока текучей среды присутствует негомогенная текучая среда, различные компоненты (например, вода, нефть или газ), присутствующие в текучей среде, могут быть расположены в областях или протекать через области, имеющие значительно различающиеся напряженности радиочастотного электромагнитного поля. Если различные компоненты текучей среды меняют свое положение поперек пути потока текучей среды, это может сделать измерения состава и/или реологических свойств текучей среды в пути потока текучей среды более трудными и/или менее точными. Соответственно, в известных многофазных измерительных приборах полостной элемент обычно отделяется от основной трубы так, чтобы определить резонансную полость, которая значительно больше в поперечном сечении, чем путь потока текучей среды, для улучшения однородности напряженности радиочастотного электромагнитного поля поперек пути потока текучей среды. Следовательно, известные многофазные измерительные приборы имеют кольцевую область внешней полости, располагающуюся между наружной поверхностью основной трубы и внутренней поверхностью полостного элемента.
В известных многофазных измерительных приборах кольцевая область внешней полости заполнена воздухом или водой. Примеры таких известных многофазных измерительных приборов описаны в публикациях S. Al-Hajeri, S.R. Wylie, R.A. Stuart и А1. Al-Shamma'a "An electromagnetic cavity sensor for multiphase measurement in: the oil and gas industry", Journal of Physics: Conference Series 76 (2007) 012007; S. Al-Hajeri, S.R. Wylie, A. Shaw и A.I. Al-Shamma'a "Real time EM waves monitoring system for oil industry three phase flow measurement", Journal of Physics: Conference Series 178 (2009) 012030; S.R. Wylie, A.I. Al-Shamma'a, A. Shaw и S. Al-Hajeri, "Electromagnetic cavity sensors for multiphase measurement", Exploration and Production Oil and Gas Review, Volume 9, Issue 1; в финском патентном документе FI 834892.
Использование датчика текучей среды, включающего в себя наполненную воздухом область внешней полости, может быть проблематичным, особенно в среде с высоким давлением, потому что может быть необходимым конструировать полостной элемент таким образом, чтобы он выдерживал высокое внешнее давление.
Аналогичным образом, если полостной элемент окружен корпусом для защиты в окружающей среде с высоким давлением, может быть необходимо конструировать этот корпус таким образом, чтобы он выдерживал высокое внешнее давление. В морской подводной среде также может быть важно обеспечить заполненную воздухом область внешней полости герметизацией высокого давления для того, чтобы предотвратить попадание воды. Кроме того, для высоких внутренних давлений текучей среды в пути потока текучей среды может быть необходимо конструировать основную трубу так, чтобы она выдерживала высокое внутреннее давление текучей среды по аналогичным причинам.
Использование датчика текучей среды, включающего в себя наполненную водой область внешней полости, также может быть проблематичным, потому что вода имеет относительно высокую удельную электропроводность. Это может привести к поглощению радиочастотного электромагнитного поля в наполненной водой области внешней полости и может мешать обнаружению резонансного пика в радиочастотном электромагнитном поле. Это может сделать измерения состава и/или реологических свойств текучей среды в пути потока текучей среды более трудными и/или менее точными. Кроме того, хотя вода вообще намного менее сжимаема, чем воздух, если внешнее и/или внутреннее давление текучей среды достаточно высоко, может быть все равно необходимо конструировать полостной элемент и/или основную трубу так, чтобы они выдерживали высокое внешнее и/или высокое внутреннее давление текучей среды. Для того чтобы предотвратить любое нарушение структурной целостности датчика текучей среды, также может быть важным обеспечить наполненную водой область внешней полости уплотнением
высокого давления с тем, чтобы предотвратить утечку воды.
В дополнение к этому для случая известных датчиков текучей среды, имеющих заполненные воздухом или водой области внешней полости, где основная труба состоит из полимерного материала, текучие среды под давлением, в частности газы, могут со временем мигрировать из пути потока текучей среды через полимерный материал и накапливаться в области внешней полости.
Это может быть проблематично, если датчик текучей среды позднее подвергается сбросу внутреннего или внешнего давления текучей среды, потому что такой сброс давления может привести к расширению накопленных текучих сред и может привести к деформации или в худшем случае к структурному отказу датчика текучей среды.
Сущность изобретения
В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предлагается датчик текучей среды, включающий в себя
основной элемент, определяющий путь потока текучей среды;
элемент наполнителя полости, расположенный снаружи основного элемента;
полостной элемент, расположенный снаружи основного элемента и элемента наполнителя полости, в котором полостной элемент выполнен с возможностью обеспечения удержания электромагнитного поля, и каждый из основного элемента и элемента наполнителя полости выполнены с возможностью прохождения через них электромагнитного излучения на частоте электромагнитного поля.
Электромагнитное поле может представлять собой радиочастотное электромагнитное поле, микроволновое поле, поле миллиметровых волн, поле оптического излучения или электромагнитное поле любой другой частоты.
Электромагнитное поле может иметь частоту в диапазоне от 1 кГц до 1 ТГц, от 10 кГц до 100 ГГц, от 100 кГц до 10 ГГц или от 1 МГц до 1 ГГц.
Каждый из основного элемента, элемента наполнителя полости и полостного элемента может включать в себя один или более твердых материалов.
Основной элемент, элемент наполнителя полости и полостной элемент могут быть сформированы раздельно.
Основной элемент и/или полостной элемент могут определять область внешней полости снаружи основного элемента.
Элемент наполнителя полости может полностью заполнять область внешней полости. По сравнению с известными датчиками текучей среды, имеющими заполненную воздухом или водой область внешней полости, это может позволить датчику текучей среды выдерживать более высокое внешнее и/или внутреннее давление текучей среды. Альтернативно для данного внешнего и/или внутреннего давления текучей среды это может позволить использовать менее прочный или более тонкостенный полостной элемент и/или менее прочный или более тонкостенный основной элемент. Кроме того, если элемент наполнителя полости полностью заполняет область внешней полости так, чтобы не было никаких пустот, пространств или зазоров внутри области внешней полости, это может служить для предотвращения миграции любой сжатой текучей среды, и в частности любых сжатых газов из внешней среды, через полостной элемент в область внешней полости или из пути потока текучей среды через основной элемент в область внешней полости. Это может предотвратить или, по меньшей мере, смягчить накопление сжатой текучей среды в области внешней полости, а также любые потенциальные проблемы, связанные с деформацией или разрушением структуры датчика текучей среды при сбросе давления. Это может также устранить необходимость в уплотнении высокого давления или, по меньшей мере, уменьшить необходимую эффективность герметизации для предотвращения попадания воды в наполненную воздухом область внешней полости, когда датчик текучей среды располагается в подводной среде, или предотвращения утечки воды из заполненной водой области внешней полости. По сравнению с известными датчиками текучей среды, имеющими заполненную водой область внешней полости, это может также уменьшить поглощение радиочастотного электромагнитного поля, тем самым упрощая и/или улучшая точность измерений состава, распределения и/или реологических свойств текучей среды в пути потока текучей среды.
Элемент наполнителя полости может частично заполнять область внешней полости. По сравнению с известными датчиками текучей среды, имеющими область внешней полости, которая имеет тот же самый объем, но которая является заполненной воздухом или водой, это может служить для уменьшения объема воздуха или воды, присутствующего в области внешней полости. По сравнению с известными датчиками текучей среды, имеющими область внешней полости, которая имеет тот же самый объем, но которая является заполненной воздухом или водой, это может позволить датчику текучей среды выдерживать более высокое внешнее и/или внутреннее давление текучей среды. Альтернативно для данного внешнего и/или внутреннего давления текучей среды это может позволить использовать менее прочный или более тонкостенный полостной элемент и/или менее прочный или более тонкостенный основной элемент. Кроме того, даже если элемент наполнителя полости только частично заполняет область внешней полости, то получающиеся пустоты, пространства или зазоры в области внешней полости будут меньше, чем сама область внешней полости. Это может служить для уменьшения миграции любой сжа
той текучей среды, и в частности любых сжатых газов, из внешней среды через полостной элемент в область внешней полости или из внутреннего пути потока текучей среды через основной элемент в область внешней полости. Это может предотвратить или, по меньшей мере, смягчить любые потенциальные проблемы, связанные с деформацией или разрушением структуры датчика текучей среды при сбросе давления. По сравнению с известными датчиками текучей среды, имеющими область внешней полости, которая имеет тот же самый объем, но которая является заполненной водой, это может также уменьшить поглощение радиочастотного электромагнитного поля, тем самым упрощая и/или улучшая точность измерений состава, распределения и/или реологических свойств текучей среды в пути потока текучей среды. Расположение полостного элемента снаружи основного элемента может помочь избежать компромисса между напряжением и целостностью основного элемента, который в противном случае неизбежен, если полостной элемент встроен в основной элемент.
Основной элемент может быть существенно прозрачным для прохождения электромагнитного излучения на частоте электромагнитного поля. Такой основной элемент может позволять электромагнитному излучению на частоте электромагнитного поля проникать через него без излишнего поглощения энергии. Основной элемент может быть, по существу, электрически непроводящим на частоте электромагнитного поля.
Основной элемент может включать в себя диэлектрический материал.
Основной элемент может включать в себя материал, имеющий диэлектрическую проницаемость, которая является относительно постоянной в течение всего срока службы датчика текучей среды. Это может упростить и/или улучшить точность определения состава, распределения и/или реологических свойств текучей среды в течение всего срока службы датчика текучей среды.
Основной элемент может включать в себя материал, имеющий диэлектрическую проницаемость, которая является относительно нечувствительной к температуре. Это может упростить и/или улучшить точность определения состава, распределения и/или реологических свойств текучей среды в более широком диапазоне температур.
Основной элемент может включать в себя материал, имеющий диэлектрическую проницаемость, которая относительно нечувствительна к инфильтрации текучих сред, таких как воздух или вода, в или через основной элемент. Это может упростить и/или улучшить точность определения состава, распределения и/или реологических свойств текучей среды, даже если текучие среды, такие как воздух или вода, мигрируют через основной элемент или частично проникают в основной элемент.
Основной элемент может включать в себя материал, имеющий диэлектрическую проницаемость, которая изменяется предсказуемым и поддающимся количественному определению образом как функция времени в течение всего срока службы датчика текучей среды.
Основной элемент может включать в себя материал, имеющий диэлектрическую проницаемость, которая изменяется предсказуемым и поддающимся количественному определению образом как функция температуры.
Основной элемент может включать в себя материал, имеющий диэлектрическую проницаемость, которая изменяется предсказуемым и поддающимся количественному определению образом как функция степени инфильтрации текучих сред, таких как воздух или вода, в или через основной элемент.
Основной элемент может быть структурным элементом.
Основной элемент может быть несущим элементом.
Основной элемент может быть выполнен с возможностью выдерживать заранее заданное давление или заранее заданную силу, приложенную к внутренности основного элемента, например заранее заданное давление или заранее заданную силу, приложенную в результате давления текучей среды в пути потока текучей среды.
Основной элемент может быть выполнен с возможностью выдерживать заданное давление и/или
силу.
Основной элемент может быть выполнен с возможностью выдерживать заранее заданное напряжение при растяжении, заранее заданное осевое сжатие и/или заранее заданное изгибающее напряжение.
Основной элемент может быть выполнен с возможностью выдерживать заданное давление и/или силу, приложенную к внешней поверхности основного элемента, например внешнее давление текучей среды, прикладываемое к внешней поверхности основного элемента.
Основной элемент может быть выполнен с возможностью выдерживать внешнее давление, которое может существовать под водой, или внешнее давление, которое может существовать в нефтяной или газовой скважине.
Основной элемент может включать в себя полимерный материал. Основной элемент может включать в себя термопластичный материал. Основной элемент может включать в себя термореактивный материал.
Основной элемент может включать в себя полиарилэфиркетон, полиарилкетон, полиэфиркетон (PEK), полиэфирэфиркетон (PEEK), поликарбонат и/или подобные им соединения. Основной элемент может включать в себя поливинилхлорид (PVC). Основной элемент может включать в себя полиамид.
Основной элемент может включать в себя полиамид 11 (PA11).
Основной элемент может включать в себя поливинилиденфторид или поливинилидендифторид (PVDF).
Основной элемент может включать в себя полифениленсульфид (PPS).
Основной элемент может включать в себя полиэтиленимины (PEI).
Основной элемент может включать в себя полиоксиметилен (РОМ) или ацеталь.
Основной элемент может включать в себя смолу, такую как отверждаемая смола, полимерная смола, эпоксидная смола и т.п.
Основной элемент может быть сформирован из композиционного материала, включающего в себя матрицу и один или более армирующих элементов, встроенных в матрицу.
Матрица основного элемента может быть существенно прозрачной для прохождения электромагнитного излучения на частоте электромагнитного поля.
Матрица основного элемента может быть, по существу, электрически непроводящей на частоте электромагнитного поля.
Матрица основного элемента может включать в себя полимерный материал.
Матрица основного элемента может включать в себя термопластичный материал.
Матрица основного элемента может включать в себя термореактивный материал.
Матрица основного элемента может включать в себя полиарилэфиркетон, полиарилкетон, поли-эфиркетон (PEK), полиэфирэфиркетон (PEEK), поликарбонат и/или подобные им соединения.
Матрица основного элемента может включать в себя поливинилхлорид (PVC).
Матрица основного элемента может включать в себя полиамид.
Матрица основного элемента может включать в себя полиамид 11 (РА11).
Матрица основного элемента может включать в себя поливинилиденфторид или поливинилиден-дифторид (PVDF).
Матрица основного элемента может включать в себя полифениленсульфид (PPS).
Матрица основного элемента может включать в себя полиэтиленимины (PEI).
Матрица основного элемента может включать в себя полиоксиметилен (РОМ) или ацеталь.
Матрица основного элемента может включать в себя смолу, такую как отверждаемая смола, полимерная смола, эпоксидная смола и т.п.
Один или более армирующих элементов основного элемента могут быть существенно прозрачными для прохождения электромагнитного излучения на частоте электромагнитного поля.
Один или более армирующих элементов основного элемента могут быть, по существу, электрически непроводящими на частоте электромагнитного поля.
Один или более армирующих элементов основного элемента могут включать в себя непрерывные или удлиненные элементы.
Один или более армирующих элементов основного элемента могут включать в себя волокна, пучки волокон, нити, нанотрубки и т.п.
Один или более армирующих элементов основного элемента могут включать в себя прерывистые элементы.
Один или более армирующих элементов основного элемента могут включать в себя полимерные волокна, например волокна арамида.
Один или более армирующих элементов основного элемента могут включать в себя неполимерные волокна, например стекловолокно, базальтовое волокно и/или подобное.
Один или более армирующих элементов основного элемента могут включать в себя стекло Е (алю-моборосиликатное бесщелочное стекло).
Матрица и армирующие элементы основного элемента могут включать в себя подобные или идентичные материалы. Например, армирующие элементы основного элемента могут включать в себя тот же самый материал, что и матрица основного элемента, хотя и в волокнистой, вытянутой, удлиненной форме и т.п.
Основной элемент может содержать путь потока текучей среды внутри себя. Основной элемент может быть трубчатым.
Основной элемент может включать в себя трубопровод для текучей среды, такой как труба и т.п. Основной элемент может включать в себя часть трубопровода.
Основной элемент может включать в себя химически инертный материал. Такой основной элемент может быть относительно невосприимчивым или выдерживающим поток агрессивных веществ через него и, таким образом, сохраняющим структурную целостность основного элемента. Такой основной элемент может, например, быть относительно невосприимчивым к коррозии от сероводорода, двуокиси углерода, кислот, образуемых при реакции этих газов с водой и/или любыми другими агрессивными веществами, содержащимися в углеводородной формации. Такой основной элемент также может быть относительно невосприимчивым или выдерживающим поток химикатов, которые обычно вводятся в нефтяные или газовые скважины во время процедур по улучшению отдачи от углеводородной формации.
Элемент наполнителя полости может быть, по существу, прозрачным к электромагнитному излуче
нию на частоте электромагнитного поля.
Элемент наполнителя полости может включать в себя по меньшей мере один из материалов, из которых может состоять основной элемент.
Элемент наполнителя полости может включать в себя прочный твердый материал.
Элемент наполнителя полости может включать в себя мягкий твердый материал.
Элемент наполнителя полости может включать в себя упругий твердый материал.
Элемент наполнителя полости может включать в себя расширяющийся или набухающий твердый материал. Например, элемент наполнителя полости может быть выполнен с возможностью расширения или набухания при контакте с текучей средой. Например, элемент наполнителя полости может быть выполнен с возможностью расширения или набухания при контакте с любой текучей средой, которая может проникнуть или мигрировать через основной элемент и/или полостной элемент. Такой элемент наполнителя полости может обеспечить дополнительную поддержку основному элементу и/или полостному элементу, когда текучая среда проникает или мигрирует через основной элемент и/или полостной элемент.
Элемент наполнителя полости может обеспечить структурную поддержку основному элементу. Элемент наполнителя полости может расширяться между основным элементом и полостным элементом.
Элемент наполнителя полости может расширяться от наружной поверхности основного элемента к внутренней поверхности полостного элемента.
Элемент наполнителя полости может быть в целом трубчатым.
Элемент наполнителя полости может иметь внешнюю форму, профиль и/или размер, который изменяется вдоль направления пути потока текучей среды.
Элемент наполнителя полости может иметь внешний радиальный размер, который изменяется вдоль направления пути потока текучей среды.
Элемент наполнителя полости может иметь внешний диаметр, который изменяется вдоль направления пути потока текучей среды.
Элемент наполнителя полости может иметь по меньшей мере один закругленный или сужающийся конец.
Элемент наполнителя полости может быть гомогенным. Элемент наполнителя полости может быть негомогенным.
Элемент наполнителя полости может быть сформирован, а затем установлен относительно основного элемента. После того, как он сформирован, элемент наполнителя полости может быть установлен над, на и/или вокруг основного элемента. После того, как он сформирован, элемент наполнителя полости может быть установлен в холодном состоянии над, на и/или вокруг основного элемента.
Элемент наполнителя полости может быть сформирован непосредственно на месте относительно основного элемента. Элемент наполнителя полости может быть сформирован непосредственно на месте над, на и/или вокруг основного элемента.
Элемент наполнителя полости может быть сформирован с помощью литья, прессования в форме, машинной обработки и/или процесса осаждения.
Элемент наполнителя полости может быть сформирован интегрально или монолитно.
Элемент наполнителя полости может включать в себя множество составных частей.
Элемент наполнителя полости может быть слоеным.
Составные части могут быть отдельно сформированы и затем собраны для того, чтобы сформировать элемент наполнителя полости.
Формирование интегрально или монолитно сформированного элемента наполнителя полости может вызвать температурный градиент в элементе наполнителя полости. В зависимости от состава и/или размеров интегрально или монолитно сформированного элемента наполнителя полости этот температурный градиент может привести к внутренним напряжениям внутри элемента наполнителя полости. Такое внутреннее напряжение может поставить под угрозу структурную целостность интегрально или монолитно сформированного элемента наполнителя полости. Такие внутренние напряжения могут привести к формированию неоднородностей, разломов, трещин, пустот и/или подобного в элементе наполнителя полости. Это может, в свою очередь, уменьшить прозрачность интегрально или монолитно сформированного элемента наполнителя полости для электромагнитного излучения на частоте электромагнитного поля. Кроме того, текучие среды, находящиеся под давлением, или агрессивные текучие среды могут мигрировать в неоднородности, разломы, трещины, пустоты и/или подобное в элементе наполнителя полости. Это может поставить под угрозу структурную целостность элемента наполнителя полости и/или датчика текучей среды, например при понижении или сбросе внешнего и/или внутреннего давления текучей среды. В дополнение к этому формирование неоднородностей, разломов, трещин, пустот и/или подобного в интегрально или монолитно сформированных элементах наполнителя полости может привести к снижению качества и/или выхода таких элементов наполнителя полости, что приводит к более высоким производственным издержкам. Раздельное формирование множества составных частей с последующей сборкой составных частей вместе для формирования элемента наполнителя полости могут слу
жить для того, чтобы избежать формирования неоднородностей, разломов, трещин, пустот и/или подобного в элементе наполнителя полости для сохранения структурной целостности элемента наполнителя полости и/или для устранения или, по меньшей мере, частичного смягчения любого уменьшения прозрачности, связанной с интегрально или монолитно сформированным элементом наполнителя полости.
Составные части элемента наполнителя полости могут быть собраны вместе для того, чтобы сформировать элемент наполнителя полости перед установкой элемента наполнителя полости относительно основного элемента.
Составные части элемента наполнителя полости могут быть собраны вместе относительно основного элемента так, чтобы сформировать элемент наполнителя полости непосредственно на месте относительно основного элемента. Составные части элемента наполнителя полости могут быть собраны над, на и/или вокруг основного элемента так, чтобы сформировать элемент наполнителя полости непосредственно на месте относительно основного элемента.
Элемент наполнителя полости может включать в себя множество рукавов, например множество трубчатых рукавов. Элемент наполнителя полости может включать в себя первый рукав, который выполнен с возможностью концентрической установки относительно основного элемента. Например, этот первый рукав может быть собран над, на и/или вокруг основного элемента. Элемент наполнителя полости может включать в себя один или более последующих рукавов. Каждый последующий рукав может быть выполнен с возможностью установки концентрически относительно предыдущего рукава до тех пор, пока элемент наполнителя полости не будет завершен. Например, каждый последующий рукав может собираться над, на и/или вокруг предыдущего рукава до тех пор, пока элемент наполнителя полости не будет завершен.
Каждая составная часть элемента наполнителя полости может быть в целом плоской. В целом плоская составная часть может быть сформирована более легко, чем трубчатый рукав. В целом плоская составная часть может быть получена с помощью механической обработки из листа, например вырезана, высечена и/или выштампована из листа.
Каждая в целом плоская составная часть может иметь пару в целом параллельных противоположных поверхностей.
Каждая в целом плоская составная часть может включать в себя сформированное в ней отверстие.
Каждая в целом плоская составная часть может иметь в целом круглый внешний край.
Каждая в целом плоская составная часть может быть в целом кольцевой.
Каждая в целом плоская составная часть может иметь некруглый внешний край.
Основной элемент может проходить через отверстие каждой в целом плоской составной части.
Элемент наполнителя полости может быть сформирован путем расположения каждой в целом плоской составной части последовательно над, на и/или вокруг основного элемента. В целом плоские составные части могут быть расположены так, чтобы соответствующие поверхности смежных в целом плоских составных частей входили в контакт друг с другом.
Каждая в целом плоская составная часть может иметь сформированное в ней отверстие, которое расположено концентрически относительно внешней окружности в целом плоской составной части.
Каждая в целом плоская составная часть может иметь сформированное в ней отверстие, которое расположено эксцентрично относительно внешней окружности в целом плоской составной части. Такие в целом плоские составные части могут использоваться для конструкции элемента наполнителя полости, который располагается эксцентрично относительно основного элемента. Такая эксцентрическая компоновка при ее использовании может обеспечить различное распределение электромагнитного поля поперек пути потока текучей среды. Это может быть выгодно для обнаружения состава, распределения и/или реологических свойств компонента текучей среды, который проходит через ограниченную область поперечного сечения пути потока текучей среды.
Составные части элемента наполнителя полости могут быть сформированы с заранее заданными допусками по размерам с тем, чтобы устранить или минимизировать любые зазоры между ними. Таким образом, размерами любых зазоров между смежными составными частями элемента наполнителя полости можно управлять так, чтобы минимизировать любое связанное с этим уменьшение прозрачности элемента наполнителя полости.
Составные части элемента наполнителя полости могут быть связаны, склеены, сплавлены, сварены или иным образом соединены. Составные части элемента наполнителя полости могут быть соединены вместе с использованием связывающего вещества, такого как клейкое вещество, эпоксидная смола и т.п. Связывающее вещество может быть прозрачным для электромагнитного излучения на частоте электромагнитного поля.
Элемент наполнителя полости может быть связан, склеен, сплавлен, сварен или иным образом соединен с основным элементом.
Полостной элемент может полностью ограничивать электромагнитное поле.
Полостной элемент может только частично ограничивать электромагнитное поле. Например, часть электромагнитного поля может проходить за внешнюю оболочку полостного элемента. Полостной элемент может включать в себя электрически проводящий материал.
Полостной элемент может включать в себя металл.
Полостной элемент может включать в себя по меньшей мере одно из меди, латуни, золота, серебра, алюминия, железа, стали и т.п.
Полостной элемент может включать в себя электропроводящий композиционный материал, включающий в себя матрицу и один или более армирующих элементов, встроенных в матрицу.
Один или более армирующих элементов могут быть электропроводящими.
Матрица полостного элемента может быть электропроводящей.
Матрица полостного элемента может включать в себя полимерный материал.
Матрица полостного элемента может включать в себя термопластичный материал.
Матрица полостного элемента может включать в себя термореактивный материал.
Матрица полостного элемента может включать в себя полиарилэфиркетон, полиарилкетон, поли-эфиркетон (PEK), полиэфирэфиркетон (PEEK), поликарбонат и/или подобные им соединения.
Матрица полостного элемента может включать в себя поливинилхлорид (PVC).
Матрица полостного элемента может включать в себя полиамид.
Матрица полостного элемента может включать в себя полиамид 11 (РА11).
Матрица полостного элемента может включать в себя поливинилиденфторид или поливинилиден-дифторид (PVDF).
Матрица полостного элемента может включать в себя полифениленсульфид (PPS).
Матрица полостного элемента может включать в себя полиэтиленимины (PEI).
Матрица полостного элемента может включать в себя полиоксиметилен (РОМ) или ацеталь.
Матрица полостного элемента может включать в себя смолу, такую как отверждаемая смола, полимерная смола, эпоксидная смола и т.п.
Один или более армирующих элементов полостного элемента могут быть существенно непрозрачными для прохождения электромагнитного излучения на частоте электромагнитного поля.
Один или более армирующих элементов полостного элемента могут включать в себя непрерывные или удлиненные элементы.
Один или более армирующих элементов полостного элемента могут включать в себя волокна, пучки волокон, нити, нанотрубки и т.п.
Один или более армирующих элементов полостного элемента могут включать в себя прерывистые элементы.
Один или более армирующих элементов полостного элемента могут включать в себя частицы, кластеры, кусочки и т.п.
Один или более армирующих элементов полостного элемента могут включать в себя углерод.
Заявитель обнаружил, что использование полостного элемента, включающего в себя композиционный материал, включающий в себя матрицу из PEEK и армирующие элементы из углеродных волокон, залитых в матрицу из PEEK, является неожиданно эффективным для обеспечения удержания для радиочастотного электромагнитного поля, и в частности для электромагнитного поля, имеющего частоту в приблизительном диапазоне от 1 МГц до 100 ГГц. Предполагается, что полостной элемент, включающий в себя электропроводящий композиционный материал, может быть способным к обеспечению удержания электромагнитного поля, имеющего частоту в диапазоне от 1 кГц до 1 ТГц, от 10 кГц до 100 ГГц, от 100 кГц до 10 ГГц или от 1 МГц до 1 ГГц. Электропроводящий композитный полостной элемент может не только обеспечивать удержание для радиочастотного электромагнитного поля, но может также быть достаточно прочным для того, чтобы выдержать внешнее давление в подводной среде или в среде нефтяной или газовой скважины. Кроме того, электропроводящий композитный полостной элемент может быть относительно стойким к эрозии и/или коррозии по сравнению с известными латунными полостными элементами. Использование электропроводящего композитного полостного элемента может устранить необходимость использования толстого латунного полостного элемента для того, чтобы выдерживать внешнее давление текучей среды. Использование электропроводящего композитного полостного элемента может также устранить необходимость использования отдельного внешнего корпуса, такого как стальной внешний корпус, для защиты известного латунного полостного элемента. В дополнение к этому электропроводящий композитный полостной элемент может быть более легко сформирован, установлен и/или нанесен на сердечник по сравнению с известными латунными полостными элементами. Электропроводящий композитный полостной элемент может быть более легко интегрирован в качестве части композитного трубопровода.
Один или более армирующих элементов полостного элемента могут быть металлическими. Один или более армирующих элементов могут включать в себя металлические волокна, металлические частицы, металлические кластеры, металлические кусочки и/или подобное.
Полостной элемент может включать в себя армирующие элементы, включающие в себя по меньшей мере одно из меди, латуни, золота, серебра, алюминия, железа, стали и т.п.
Полостной элемент может быть сформирован удаленно от элемента наполнителя полости.
Полостной элемент может быть установлен относительно элемента наполнителя полости. Полостной элемент может быть установлен над, на и/или вокруг элемента наполнителя полости. Полостной
элемент может быть установлен в холодном состоянии относительно элемента наполнителя полости.
Полостной элемент может быть сформирован непосредственно на месте относительно элемента наполнителя полости. Например, полостной элемент может быть сформирован путем манипулирования, обработки, сгибания, обертывания, механической обработки, покрытия, погружения, осаждения или иного нанесения материала полостного элемента над, на и/или вокруг элемента наполнителя полости.
Полостной элемент может быть сформирован непосредственно на месте относительно элемента наполнителя полости путем формирования слоя, такого как фольга или лист материала, над, на и/или вокруг элемента наполнителя полости.
Полостной элемент может быть в целом цилиндрическим.
Полостной элемент может иметь сформированное в нем отверстие. Часть электромагнитного поля при использовании может проходить через это отверстие.
Полостной элемент может иметь два противоположных конца, и каждый конец может иметь сформированное в нем отверстие.
Полостной элемент может включать в себя в целом трубчатую часть главного корпуса.
В целом трубчатая часть главного корпуса может быть электропроводящей.
Полостной элемент может включать в себя в целом плоскую концевую часть.
В целом плоская концевая часть может быть электропроводящей.
Концевая часть может иметь сформированное в ней отверстие.
Концевая часть может быть в целом кольцевой.
Часть главного корпуса и концевая часть могут быть сформированы интегрально. Часть главного корпуса и концевая часть могут быть сформированы раздельно. Часть главного корпуса и концевая часть могут быть электрически соединены.
Концевая часть может входить в контакт с частью главного корпуса. Например, поверхность концевой части может примыкать к кольцевой торцевой поверхности части главного корпуса.
Полостной элемент может включать в себя в целом трубчатую часть главного корпуса и в целом плоскую концевую часть на каждом ее конце, причем каждая из концевых частей имеет сформированное в ней отверстие и соответствующая поверхность каждой из концевых частей входит в контакт с соответствующей торцевой поверхностью части главного корпуса. Такая конфигурация полостного элемента может, по меньшей мере частично, вмещать сердечник, который проходит через отверстия концевых частей, обеспечивая также удержание электромагнитного поля, особенно около отверстий концевых частей.
Часть главного корпуса и концевая часть полостного элемента могут быть соединены, склеены, сплавлены, сварены или иным образом объединены.
Часть главного корпуса и концевая часть полостного элемента могут включать в себя один и тот же материал.
Часть главного корпуса и концевая часть полостного элемента могут включать в себя различные материалы. Например, часть главного корпуса полостного элемента может быть сформирована из электропроводящего композиционного материала, а концевая часть полостного элемента может быть сформирована из металла.
Полостной элемент может иметь открытый конец.
Полостной элемент может иметь открытый конец и закрытый конец.
Полостной элемент может быть отделен от наружной поверхности сердечника.
Полостной элемент может входить в контакт с наружной поверхностью сердечника.
Полостной элемент может иметь внутренний диаметр больше, чем наружный диаметр сердечника.
Полостной элемент может включать в себя часть главного корпуса и концевую часть, проходящую от части главного корпуса. Часть главного корпуса может быть в целом цилиндрической. Часть главного корпуса может иметь внутренний диаметр больше, чем наружный диаметр сердечника. Концевая часть может быть в целом трубчатой. Концевая часть может иметь уменьшенный внутренний диаметр относительно внутреннего диаметра части главного корпуса. Концевая часть может иметь внутренний диаметр, который, по существу, равен наружному диаметру сердечника. Такой полостной элемент может служить для того, чтобы ограничивать электромагнитное поле около концевой части более эффективно, чем в целом цилиндрический полостной элемент, имеющий в целом плоскую концевую часть.
Полостной элемент может включать в себя в целом трубчатые концевые части, каждая из которых проходит от различных концов части главного корпуса. Каждая трубчатая концевая часть может иметь уменьшенный внутренний диаметр относительно внутреннего диаметра части главного корпуса. Такой полостной элемент может служить для того, чтобы ограничивать электромагнитное поле около концевых частей более эффективно, чем в целом цилиндрический полостной элемент, имеющий плоские концевые части. Концевая часть может иметь внутренний диаметр, который, по существу, равен наружному диаметру сердечника.
Полостной элемент может быть концентрически выровнен относительно основного элемента. Полостной элемент может быть эксцентрически выровнен относительно основного элемента. Такая эксцентрическая компоновка полостного элемента относительно основного элемента может обеспечить
различное распределение электромагнитного поля поперек пути потока текучей среды. Это может быть выгодным для определения состава, распределения и/или реологических свойств компонента текучей среды, который проходит через ограниченную область поперечного сечения пути потока текучей среды.
Ось полостного элемента может быть ориентирована радиально относительно оси основного элемента. Такой радиально ориентированный полостной элемент может включать в себя отверстие, сформированное в том его конце, который направлен к основному элементу. Электромагнитное поле может проходить из отверстия через стенку основного элемента и в путь потока текучей среды. Такой радиаль-но ориентированный полостной элемент может включать в себя открытый конец, который расположен в направлении основного элемента. Электромагнитное поле может проходить из открытого конца полостного элемента через стенку основного элемента и в путь потока текучей среды.
Полостной элемент может быть соединен, склеен, сплавлен, сварен или иным образом объединен с основным элементом и/или элементом наполнителя полости.
Датчик текучей среды может включать в себя устройство для создания электромагнитного поля.
Датчик текучей среды может включать в себя антенну для преобразования электромагнитного сигнала в и/или из электромагнитного поля.
Датчик текучей среды может включать в себя множество антенн, причем каждая антенна выполнена с возможностью преобразования соответствующего электромагнитного сигнала в и/или из электромагнитного поля.
Датчик текучей среды может включать в себя первую антенну, которая преобразует соответствующий электромагнитный сигнал в электромагнитное поле, и вторую антенну, которая получает соответствующий электромагнитный сигнал от электромагнитного поля.
Антенна может проходить через полостной элемент.
Антенна может быть электрически изолирована от полостного элемента. Это может позволить электромагнитному полю проходить между антенной и полостным элементом.
Антенна может быть расположена снаружи основного элемента. Это позволяет избежать компромисса между напряжением и целостностью основного элемента, который в противном случае был бы неизбежен, если бы антенна входила в основной элемент.
Антенна может частично проходить через элемент наполнителя полости.
Антенна может быть расположена внутри элемента наполнителя полости.
Антенна может быть расположена снаружи от пути потока текучей среды на, смежно или рядом с внутренней поверхностью основного элемента.
Антенна может быть расположена, например встроена, внутри основного элемента. Такая компоновка может быть возможной только в том случае, когда основной элемент является достаточно прочным для того, чтобы вместить в себя антенну и/или любые связанные с ней кабельные соединения, и/или когда основной элемент поддерживается окружающими структурами, такими как элемент наполнителя полости, для обеспечения достаточной прочности для того, чтобы вместить в себя антенну и/или любые связанные с ней кабельные соединения. Такая компоновка может позволить разместить антенну близко или смежно с путем потока текучей среды, но не в пути потока текучей среды. Это может позволить измерение состава, распределения и/или объемной скорости потока любой текучей среды, присутствующей в пути потока текучей среды, избегая при этом любого потенциального повреждения антенны, которое в противном случае могло бы произойти, если бы антенна проходила в пути потока текучей среды, в результате коррозии и/или эрозии, например из-за состава и/или потока текучей среды, мусора, твердых частиц и т.п. в пути потока текучей среды. Это может также уменьшить возможность закупорки пути потока текучей среды из-за улавливания или отложения мусора, твердых частиц и т.п. на или вокруг антенны, что в противном случае могло бы произойти, если бы антенна проходила в пути потока текучей среды. Это может также позволить внутреннюю очистку скребками пути потока текучей среды, если это потребуется.
Антенна может частично проходить через основной элемент. Антенна может быть расположена внутри основного элемента.
Антенна может проходить через основной элемент в путь потока текучей среды. Это может быть необходимо, например для того, чтобы позволить энергии электромагнитного поля передаваться к и/или от любой текучей среды, присутствующей в пути потока текучей среды, без передачи энергии электромагнитного поля через основной элемент. Это может устранить или, по меньшей мере, уменьшить потерю энергии и/или искажение электромагнитного поля в основном элементе.
Датчик текучей среды может включать в себя источник электромагнитной энергии для создания электромагнитного поля.
Источник электромагнитной энергии может быть соединен с одной или более антеннами. Одна или более антенн могут передавать электромагнитную энергию от источника электромагнитной энергии к любой текучей среде, присутствующей в пути потока текучей среды, посредством электромагнитного поля.
Датчик текучей среды может быть выполнен с возможностью предотвращения усиления источником электромагнитной энергии любой электромагнитной энергии, которая получается из электромагнит
ного поля через источник электромагнитной энергии. Частота электромагнитного поля, создаваемого таким датчиком текучей среды, может быть независимой от конфигурации сердечника, конфигурации полостного элемента и любой текучей среды, присутствующей в пути потока текучей среды. Такой датчик текучей среды может позволить снабжать электромагнитной энергией любую текучую среду, присутствующую в пути потока текучей среды. Энергия может быть обеспечена текучей среде, присутствующей в пути потока текучей среды, для целей определения по меньшей мере одного из состава, распределения и/или объемной скорости потока текучей среды. Энергия может быть обеспечена текучей среде, присутствующей в пути потока текучей среды, для целей нагрева текучей среды, перемешивания текучей среды, возбуждения текучей среды и/или визуализации текучей среды.
Датчик текучей среды может быть выполнен с возможностью усиления электромагнитной энергии, получаемой обратно из электромагнитного поля через источник электромагнитной энергии. Источник электромагнитной энергии может быть выполнен с возможностью усиливать электромагнитную энергию, получаемую обратно из электромагнитного поля через источник электромагнитной энергии. Одна или более антенн, полостной элемент и электромагнитное поле могут обеспечить путь обратной связи для электромагнитной энергии, созданной в источнике электромагнитной энергии. Одна или более антенн, полостной элемент, электромагнитное поле и источник электромагнитной энергии могут совместно определять резонансную систему.
Источник электромагнитной энергии может обеспечить усиление электромагнитной энергии, циркулирующей в резонансной системе, достаточное для того, чтобы компенсировать любые потери электромагнитной энергии, циркулирующей в резонансной системе, создавая тем самым электромагнитное поле. Такой датчик текучей среды может создать электромагнитное поле, имеющее комплексный частотный спектр, включающий в себя амплитудно-частотный спектр и фазово-частотный спектр, в котором каждый из амплитудно-частотного и фазово-частотного спектров комплексного частотного спектра зависит от конфигурации резонансной системы, и в частности от конфигурации сердечника, конфигурации полостного элемента и от любой текучей среды, присутствующей в пути потока текучей среды. Каждый из амплитудно-частотного и фазово-частотного спектров комплексного частотного спектра может включать в себя одну или более резонансных особенностей. Каждая резонансная особенность может иметь частоту, размер и/или форму, которые изменяются в соответствии с конфигурацией сердечника, конфигурацией полостного элемента и в соответствии с текучей средой, присутствующей в пути потока текучей среды. Каждая резонансная особенность может иметь частоту, размер и/или форму, которые изменяются в соответствии с составом, распределением и/или реологическими свойствами любой текучей среды, присутствующей в пути потока текучей среды.
Источник электромагнитной энергии может включать в себя по меньшей мере одно из усиливающей среды, усилителя и отрицательного сопротивления.
Источник электромагнитной энергии может включать в себя осциллятор.
Осциллятор может быть выполнен с возможностью колебаний на заранее заданной частоте, равной или приблизительно равной частоте одной или более резонансных особенностей в амплитудно-частотных и/или фазово-частотных спектрах комплексного частотного спектра электромагнитного поля.
Осциллятор может быть выполнен с возможностью охвата частоты электромагнитной энергии в полосе частот, которая включает в себя частоту одной или более резонансных особенностей в амплитудно-частотных и/или фазово-частотных спектрах комплексного частотного спектра электромагнитного поля.
Датчик текучей среды может быть выполнен с возможностью выявления электромагнитного поля.
Датчик текучей среды может быть выполнен с возможностью обеспечивать выходной электромагнитный сигнал, который пропорционален или иным образом представляет напряженность электромагнитного поля.
Датчик текучей среды может быть выполнен с возможностью обеспечивать выходной электромагнитный сигнал, который пропорционален или иным образом представляет электромагнитный сигнал, передаваемый и/или принимаемый из электромагнитного поля одной или более антеннами и/или полостным элементом.
Источник электромагнитной энергии может быть расположен снаружи полостного элемента. Источник электромагнитной энергии может быть расположен рядом с полостным элементом. Источник электромагнитной энергии может быть расположен рядом с антенной. Датчик текучей среды может включать в себя электрическое экранирование.
Источник электромагнитной энергии может быть расположен внутри электрического экранирования.
Электрическое экранирование может быть достаточно прочным для того, чтобы выдерживать внешние силы и/или внешнее давление текучей среды в подводной среде или в среде нефтяной или газовой скважины.
Электрическое экранирование может быть устойчивым к эрозии и/или коррозии. Электрическое экранирование может быть выполнено с возможностью предотвращения попадания текучей среды во внутренность электрического экранирования.
Электрическое экранирование может быть присоединено к полостному элементу. Электрическое экранирование может быть присоединено к наружной поверхности полостного элемента.
Датчик текучей среды может включать в себя крепежную скобу и/или одну или более крепежных деталей, которые присоединяют электрическое экранирование к полостному элементу.
Электрическое экранирование может быть частично расположено, помещено внутрь и/или встроено в полостной элемент.
Электрическое экранирование может быть полностью расположено, помещено внутрь и/или встроено в полостной элемент. Расположение, помещение и/или встраивание электрического экранирования полностью в полостной элемент может служить для того, чтобы защитить внутренность электрического экранирования и осциллятор от воздействия внешних сил, внешнего давления, эрозии и/или коррозии.
Электрическое экранирование может быть расположено между внутренним и наружным слоями полостного элемента. Датчик текучей среды может включать в себя температурный датчик для измерения температуры текучей среды в пути потока текучей среды.
Температурный датчик может включать в себя резистивный датчик температуры (RTD), термопару, термистор, термометр и т.п.
Температурный датчик может быть выполнен с возможностью выдерживать температуры сверх тех температур, которые используются при формировании любого материала, в который встроен температурный датчик.
Температурный датчик может быть выполнен с возможностью выдержать температуры более 400°C, которые могут иметь место во время отливки любого материала из PEEK, в который встроен температурный датчик.
Температурный датчик может включать в себя платиновый резистивный термометр. Платиновый резистивный термометр может быть особенно подходящим в качестве температурного датчика, потому что платиновый резистивный термометр является точным и может выдержать температуры более 400°C.
Температурный датчик может быть расположен снаружи основного элемента.
Температурный датчик может быть расположен снаружи основного элемента на, рядом или около наружной поверхности основного элемента. Такая компоновка температурного датчика позволяет избежать любого нарушения целостности основного элемента, которое в противном случае произошло бы, если бы температурный датчик был расположен внутри основного элемента или если температурный датчик и/или связанные с ним кабельные соединения проходили бы через основной элемент.
Температурный датчик может быть расположен, например встроен, внутри основного элемента. Такая компоновка может позволить разместить температурный датчик близко к пути потока текучей среды для измерения температуры, которая близка к температуре текучей среды или, по меньшей мере, представляет температуру текучей среды, присутствующей в пути потока текучей среды. Такая компоновка может быть возможной только в том случае, когда основной элемент является достаточно прочным для того, чтобы вместить в себя температурный датчик и/или любые связанные с ним кабельные соединения, и/или когда основной элемент поддерживается окружающими структурами, такими как элемент наполнителя полости, для обеспечения достаточной прочности для того, чтобы вместить в себя температурный датчик и/или любые связанные с ним кабельные соединения.
Такая компоновка может позволить разместить температурный датчик близко или смежно с путем потока текучей среды, но не в пути потока текучей среды. Это может позволить измерение температуры, которая близка к температуре текучей среды или, по меньшей мере, представляет температуру текучей среды, присутствующей в пути потока текучей среды, избегая при этом любого потенциального повреждения температурного датчика, которое может в противном случае произойти, если температурный датчик проходит в путь потока текучей среды, вследствие коррозии и/или эрозии, например из-за состава и/или потока текучей среды, мусора, твердых частиц и т.п. в пути потока текучей среды. Это может также уменьшить возможность закупорки пути потока текучей среды из-за улавливания или отложения мусора, твердых частиц и т.п. на или вокруг температурного датчика, что в противном случае могло бы произойти, если бы температурный датчик проходил в пути потока текучей среды. Это может также позволить внутреннюю очистку скребками пути потока текучей среды, если это потребуется.
Температурный датчик может проходить через основной элемент в путь потока текучей среды. Это может быть необходимо, например, для точного измерения температуры текучей среды, присутствующей в пути потока текучей среды.
Температурный датчик может быть расположен снаружи полостного элемента. Такая компоновка позволяет избежать любого разрушения или искажения электромагнитного поля, которое в противном случае произошло бы, если бы температурный датчик был расположен внутри полостного элемента.
Датчик текучей среды может включать в себя внешний корпус, выполненный с возможностью защиты полостного элемента.
Внешний корпус может быть выполнен с возможностью выдерживать внешнее давление, такое как внешнее давление текучей среды. Например, внешний корпус может быть выполнен с возможностью выдерживать внешнее давление, которое может существовать под водой, или внешнее давление, которое
может существовать в нефтяной или газовой скважине.
Внешний корпус может включать в себя металл, такой как сталь, алюминий и т.п.
Внешний корпус может включать в себя композиционный материал, включающий в себя матрицу и один или более армирующих элементов, встроенных в матрицу.
Матрица внешнего корпуса может включать в себя полимерный материал.
Матрица внешнего корпуса может включать в себя термопластичный материал.
Матрица внешнего корпуса может включать в себя термореактивный материал.
Матрица внешнего корпуса может включать в себя поливинилхлорид (PVC).
Матрица внешнего корпуса может включать в себя полиамид.
Матрица внешнего корпуса может включать в себя полиамид 11 (РА11).
Матрица внешнего корпуса может включать в себя поливинилиденфторид или поливинилидендиф-торид (PVDF).
Матрица внешнего корпуса может включать в себя полифениленсульфид (PPS). Матрица внешнего корпуса может включать в себя полиэтиленимины (PEI). Матрица внешнего корпуса может включать в себя полиоксиметилен (РОМ) или ацеталь. Матрица внешнего корпуса может включать в себя полиарилэфиркетон, полиарилкетон, полиэфир-кетон (PEK), полиэфирэфиркетон (PEEK), поликарбонат и/или подобные им соединения.
Матрица внешнего корпуса может включать в себя полимерную смолу, такую как эпоксидная смола
и т.п.
Один или более армирующих элементов внешнего корпуса могут включать в себя непрерывные или удлиненные элементы.
Один или более армирующих элементов внешнего корпуса могут включать в себя волокна, пучки волокон, нити, нанотрубки и т.п.
Один или более армирующих элементов внешнего корпуса могут включать в себя прерывистые элементы.
Один или более армирующих элементов внешнего корпуса могут включать в себя полимерные волокна, например волокна арамида.
Один или более армирующих элементов внешнего корпуса могут включать в себя неполимерные волокна, например стекловолокно, базальтовое волокно и/или подобное.
Один или более армирующих элементов внешнего корпуса могут включать в себя стекло Е (алюмо-боросиликатное бесщелочное стекло).
Матрица и армирующие элементы внешнего корпуса могут включать в себя подобные или идентичные материалы. Например, армирующие элементы внешнего корпуса могут включать в себя тот же самый материал, что и матрица внешнего корпуса, хотя и в волокнистой, вытянутой, удлиненной форме и т.п.
Датчик текучей среды может определять внеполостную область снаружи полостного элемента и внутри внешнего корпуса.
Внеполостная область может быть, по меньшей мере частично, заполнена материалом наполнителя.
Материал наполнителя может включать в себя герметизирующий компаунд, такой как твердый или студенистый герметизирующий компаунд. Такой материал наполнителя может служить для того, чтобы обеспечить датчику текучей среды некоторую степень стойкости к удару и вибрации. Такой материал наполнителя может служить для того, чтобы предотвратить проникновение текучей среды снаружи во внеполостную область. Такой материал наполнителя может служить для того, чтобы предотвратить просачивание агрессивных веществ снаружи во внеполостную область.
Материал наполнителя может включать в себя термореактивную пластмассу или материал из силиконового каучука, такой как гель из силиконового каучука и т.п.
Материал наполнителя может включать в себя несжимаемый материал. Такой материал наполнителя может служить для того, чтобы осуществлять поддержку внешнего корпуса против внешнего давления.
Материал наполнителя может включать в себя неопрен и т.п.
Датчик текучей среды может включать в себя фланец, выполненный с возможностью соединения датчика текучей среды со смежным трубопроводом текучей среды или смежным датчиком текучей среды.
Датчик текучей среды может включать в себя фланец с обоих концов.
Фланец может включать в себя по меньшей мере один из материалов, из которых может состоять внешний корпус.
Фланец может быть герметизирован относительно основного элемента.
Датчик текучей среды может включать в себя внутренний элемент уплотнения для герметизации фланца относительно основного элемента.
Фланец может быть выполнен с возможностью размещения в нем основного элемента и/или внутреннего элемента уплотнения.
Внутренний элемент уплотнения может быть выполнен с возможностью обеспечивать уплотнение
между поверхностью фланца и такой поверхностью, как торцевая поверхность основного элемента. Внутренний элемент уплотнения может быть в целом кольцевым.
Внутренний элемент уплотнения может быть выполнен с возможностью соприкасаться и/или подвергаться воздействию текучей среды в пути потока текучей среды. Такой внутренний элемент уплотнения может предотвратить утечку текучей среды из пути потока текучей среды вдоль границы между основным элементом и фланцем.
Внутренний элемент уплотнения может включать в себя эластичный материал.
Внутренний элемент уплотнения может размещать в себе температурный датчик и/или любые связанные с ним кабельные соединения. Например, температурный датчик и/или любые связанные с ним кабельные соединения могут быть залитыми внутри внутреннего элемента уплотнения или вставлены в проход, сформированный внутри внутреннего элемента уплотнения.
Внутренний элемент уплотнения может включать в себя термопроводящий материал. Использование внутреннего элемента уплотнения, включающего в себя термопроводящий материал, может позволить любому температурному датчику, расположенному внутри внутреннего элемента уплотнения, воспринимать температуру, которая является максимально возможно близкой к температуре текучей среды или, по меньшей мере, представляющей температуру текучей среды в пути потока текучей среды.
Внутренний элемент уплотнения может включать в себя по меньшей мере один из материалов, из которых может состоять внешний корпус.
Например, внутренний элемент уплотнения может включать в себя матрицу из PEEK и один или более армирующих элементов из углеродных волокон, залитых внутри матрицы из PEEK. Включение одного или более углеродных волокон во внутренний элемент уплотнения может улучшить не только прочность, но также и удельную теплопроводность внутреннего элемента уплотнения.
Датчик текучей среды может включать в себя внешний элемент уплотнения для герметизации фланца относительно внешнего корпуса.
Фланец может быть выполнен с возможностью размещения в нем внешнего корпуса и/или внешнего элемента уплотнения.
Внешний элемент уплотнения может быть выполнен с возможностью обеспечивать уплотнение между поверхностью фланца и такой поверхностью, как торцевая поверхность внешнего корпуса.
Внешний элемент уплотнения может быть в целом кольцевым.
Внешний элемент уплотнения может представлять собой кольцевой уплотнитель.
Внешний элемент уплотнения может быть выполнен с возможностью соприкасаться и/или подвергаться воздействию среды, внешней по отношению к датчику текучей среды. Такой внешний элемент уплотнения может предотвратить просачивание текучей среды снаружи вдоль границы между внешним корпусом и фланцем.
Внешний элемент уплотнения может включать в себя эластичный материал.
Внешний элемент уплотнения может включать в себя эластомерный материал.
Датчик текучей среды может включать в себя одну или более стяжек, проходящих от одного фланца до другого.
Каждая стяжка может включать в себя металл, такой как сталь, алюминий и т.п.
Каждая стяжка может включать в себя композиционный материал, включающий в себя матрицу и один или более армирующих элементов, встроенных в матрицу.
Каждая стяжка может быть присоединена с обоих концов к фланцу. Стяжки могут быть выполнены с возможностью обеспечения структурной поддержки для датчика текучей среды. Например, стяжки могут быть выполнены с возможностью выдерживать растягивающее усилие, сжимающее усилие и/или изгибающее усилие, прикладываемые к датчику текучей среды.
Фланцы и/или стяжки могут быть выполнены с возможностью сжатия внутреннего элемента уплотнения между фланцем и основным элементом во время сборки датчика текучей среды так, чтобы сформировать уплотнение между фланцем и основным элементом.
Фланцы и/или стяжки могут быть выполнены с возможностью сжатия внешнего элемента уплотнения между фланцем и внешним корпусом во время сборки датчика текучей среды так, чтобы сформировать уплотнение между фланцем и внешним корпусом.
Датчик текучей среды может включать в себя демодулятор.
Демодулятор может быть выполнен с возможностью демодулировать электромагнитный сигнал на или вокруг частоты электромагнитного поля.
Демодулятор может быть выполнен с возможностью приема выходного электромагнитного сигнала.
Демодулятор может быть выполнен с возможностью демодулировать выходной электромагнитный сигнал в электромагнитный сигнал более низкой частоты.
Демодулятор может быть расположен снаружи полостного элемента. Демодулятор может быть расположен рядом с полостным элементом. Демодулятор может быть расположен рядом с антенной. Демодулятор может быть расположен внутри электрического экранирования.
Демодулятор может быть расположен удаленно от полостного элемента. Демодулятор может быть расположен удаленно от антенны.
Демодулятор может быть соединен по меньшей мере с одним из полостного элемента, антенны и источника электромагнитной энергии с помощью электрического проводника, волновода, кабеля и/или подобного.
Датчик текучей среды может включать в себя процессор.
Процессор может быть выполнен с возможностью получать демодулированный электромагнитный сигнал, который демодулируется из выходного электромагнитного сигнала.
Процессор может быть выполнен с возможностью получать демодулированный сигнал от демодулятора.
Процессор может быть выполнен с возможностью определять амплитудно-частотный и/или фазово-частотный спектр электромагнитного поля из демодулированного сигнала.
Процессор может быть выполнен с возможностью определения состава, распределения и/или реологических свойств любой текучей среды, находящейся в пути потока текучей среды, из определенного амплитудно-частотного и/или фазово-частотного спектра электромагнитного поля.
Процессор может быть выполнен с возможностью определения частоты, размера и/или формы резонансной особенности в амплитудно-частотном и/или фазово-частотном спектре электромагнитного поля из демодулированного сигнала.
Процессор может быть выполнен с возможностью определения состава, распределения и/или реологических свойств любой текучей среды, находящейся в пути потока текучей среды, из частоты, размера и/или формы резонансной особенности в частотном спектре электромагнитного поля.
Процессор может быть выполнен с возможностью получения температурной информации от термопары.
Процессор может быть выполнен с возможностью использования полученной температурной информации для определения состава, распределения и/или реологических свойств текучей среды, находящейся в пути потока текучей среды, из определенного амплитудно-частотного и/или фазово-частотного спектра электромагнитного поля.
Процессор может быть расположен снаружи полостного элемента.
Процессор может быть расположен рядом с полостным элементом.
Процессор может быть расположен внутри электрического экранирования.
Процессор может быть расположен удаленно от полостного элемента.
Процессор может быть расположен удаленно от антенны.
Процессор может быть расположен удаленно от демодулятора.
Процессор может быть соединен с демодулятором с помощью электрического проводника, волновода, кабеля и/или подобного.
Датчик текучей среды может включать в себя память.
Память может хранить калибровочные данные, которые связывают амплитудно-частотный и/или фазово-частотный спектр электромагнитного поля с известными составами, распределениями и/или объемными скоростями потока текучей среды в пути потока текучей среды.
Память может хранить калибровочные данные, которые связывают амплитудно-частотный и/или фазово-частотный спектр демодулированного сигнала с известными составами, распределениями и/или объемными скоростями потока текучей среды в пути потока текучей среды.
Память может хранить калибровочные данные, которые связывают частоту, размер и/или форму резонансной особенности в амплитудно-частотном и/или фазово-частотном спектре электромагнитного поля с известными составами, распределениями и/или объемными скоростями потока текучей среды в пути потока текучей среды.
Процессор может быть выполнен с возможностью получать калибровочные данные из памяти.
Процессор может быть выполнен с возможностью использовать калибровочные данные и определенный амплитудно-частотный и/или фазово-частотный спектр электромагнитного поля для того, чтобы определить состав, распределение и/или объемную скорость потока любой текучей среды в пути потока текучей среды.
Процессор может быть выполнен с возможностью использовать калибровочные данные и определенную частоту, размер и/или форму резонансной особенности в амплитудно-частотном и/или фазово-частотном спектре электромагнитного поля для того, чтобы определить состав, распределение и/или объемную скорость потока любой текучей среды в пути потока текучей среды.
Датчик текучей среды может включать в себя множество полостных элементов, причем каждый полостной элемент проходит вдоль соответствующей оси, которая расположена радиально относительно оси основного элемента, и полостные элементы распределены по окружности относительно оси основного элемента.
Датчик текучей среды может включать в себя множество полостных элементов, распределенных осесимметрично вдоль оси основного элемента.
Два или более полостных элементов могут быть выполнены с возможностью, по меньшей мере час
тично, определять соответствующую полость для производства электромагнитных полей, имеющих одну и ту же резонансную частоту, или для производства электромагнитных полей, имеющих различные резонансные частоты.
В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения предлагается способ для использования в производстве датчика текучей среды, включающий в себя
обеспечение основного элемента, определяющего путь потока текучей среды; расположение элемента наполнителя полости снаружи основного элемента;
расположение полостного элемента снаружи основного элемента и элемента наполнителя полости,
в котором полостной элемент выполнен с возможностью обеспечения удержания электромагнитного поля и каждый из основного элемента и элемента наполнителя полости выполнены с возможностью прохождения через них электромагнитного излучения на частоте электромагнитного поля.
Этот способ может включать в себя раздельное формирование основного элемента, элемента наполнителя полости и полостного элемента.
Этот способ может включать в себя формирование элемента наполнителя полости удаленно от основного элемента.
Этот способ может включать в себя установку элемента наполнителя полости относительно основного элемента.
Этот способ может включать в себя установку элемента наполнителя полости над, на и/или вокруг основного элемента. Этот способ может включать в себя установку элемента наполнителя полости в холодном состоянии над, на и/или вокруг основного элемента.
Этот способ может включать в себя формирование элемента наполнителя полости непосредственно на месте относительно основного элемента.
Этот способ может включать в себя формирование элемента наполнителя полости непосредственно на месте над, на и/или вокруг основного элемента.
Этот способ может включать в себя формирование элемента наполнителя полости путем отливки, прессования, механической обработки и/или процесса осаждения.
Этот способ может включать в себя интегральное или монолитное формирование элемента наполнителя полости.
Этот способ может включать в себя сборку элемента наполнителя полости из множества составных частей.
Этот способ может включать в себя сборку составных частей элемента наполнителя полости для того, чтобы сформировать элемент наполнителя полости перед установкой элемента наполнителя полости относительно основного элемента.
Этот способ может включать в себя сборку составных частей элемента наполнителя полости вместе относительно основного элемента так, чтобы сформировать элемент наполнителя полости непосредственно на месте относительно основного элемента. Этот способ может включать в себя сборку составных частей элемента наполнителя полости над, на и/или вокруг основного элемента так, чтобы сформировать элемент наполнителя полости непосредственно на месте относительно основного элемента.
Этот способ может включать в себя сборку элемента наполнителя полости из множества рукавов, например из множества трубчатых рукавов.
Этот способ может включать в себя расположение рукавов концентрически относительно основного элемента.
Этот способ может включать в себя установку первого рукава концентрически относительно основного элемента.
Этот способ может включать в себя установку последующего рукава концентрически относительно первого рукава.
Этот способ может включать в себя концентрическую установку одного или более дополнительных рукавов один над другим до тех пор, пока элемент наполнителя полости не будет завершен.
Этот способ может включать в себя сборку элемента наполнителя полости из множества в целом плоских составных частей.
Каждая в целом плоская составная часть может иметь пару в целом параллельных противоположных поверхностей.
Каждая в целом плоская составная часть может включать в себя сформированное в ней отверстие.
Каждая в целом плоская составная часть может иметь в целом круглый внешний край.
Каждая в целом плоская составная часть может быть в целом кольцевой.
Каждая в целом плоская составная часть может иметь некруглый внешний край.
Этот способ может включать в себя прохождение основного элемента через отверстие каждой в целом плоской составной части.
Этот способ может включать в себя расположение каждой в целом плоской составной части последовательно над, на и/или вокруг основного элемента.
Этот способ может включать в себя расположение в целом плоских составных частей так, чтобы соответствующие поверхности смежных в целом плоских составных частей входили в контакт друг с
другом.
Каждая в целом плоская составная часть может иметь сформированное в ней отверстие, которое расположено концентрически относительно внешней окружности в целом плоской составной части.
Каждая в целом плоская составная часть может иметь сформированное в ней отверстие, которое расположено эксцентрично относительно внешней окружности в целом плоской составной части. Этот способ может включать в себя соединение, склеивание, сплавление, сваривание или другое объединение вместе составных частей элемента наполнителя полости.
Этот способ может включать в себя соединение вместе составных частей элемента наполнителя полости с использованием связывающего вещества, такого как клейкое вещество, эпоксидная смола и т.п. Связывающее вещество может быть прозрачным для электромагнитного излучения на частоте электромагнитного поля.
Этот способ может включать в себя соединение, склеивание, сплавление, сваривание или другое объединение вместе элемента наполнителя полости и основного элемента.
Следует понимать, что одна или более дополнительных особенностей, связанных с первым аспектом, могут применяться отдельно или в любой комбинации относительно второго аспекта.
В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения предлагается система датчиков текучей среды, включающая в себя множество датчиков текучей среды, каждый из которых включает в себя
основной элемент, определяющий путь потока текучей среды;
полостной элемент, расположенный снаружи основного элемента и выполненный с возможностью обеспечения изоляции для электромагнитного поля;
элемент наполнителя полости, расположенный снаружи основного элемента и внутри полостного элемента,
причем каждый из основного элемента и элемента наполнителя полости выполнен с возможностью прохождения через него электромагнитного излучения на частоте электромагнитного поля.
Множество датчиков текучей среды может быть соединено, объединено, подключено, сварено, связано или иным образом присоединено друг к другу в расположении торец к торцу.
Множество датчиков текучей среды может совместно определять путь потока в системе датчиков текучей среды, который включает в себя путь потока текучей среды каждого из отдельных датчиков текучей среды.
Два или более датчиков текучей среды могут быть выполнены с возможностью создания соответствующих электромагнитных полей с одной и той же резонансной частотой или создания соответствующих электромагнитных полей, имеющих различные резонансные частоты.
Следует понимать, что одна или более дополнительных особенностей, связанных с первым или вторым аспектами, могут применяться отдельно или в любой комбинации относительно третьего аспекта.
Краткое описание чертежей
Далее настоящее изобретение будет описано посредством неограничивающего примера со ссылкой на следующие чертежи, на которых:
фиг. 1 представляет собой схему датчика текучей среды, врезанного в трубопровод для измерения состава и/или реологических свойств текучей среды в трубопроводе;
фиг. 2(а) показывает часть главного корпуса датчика текучей среды, изображенного на фиг. 1, после удаления внешнего корпуса и материала наполнителя;
фиг. 2(b) представляет собой вид сбоку фиг. 2(а);
фиг. 3(а) показывает основную трубу датчика текучей среды, изображенного на фиг. 1;
фиг. 3(b) показывает сердечник, включающий в себя основную трубу, изображенную на фиг. 3(а), и элемент наполнителя полости, сформированный из множества колец, установленных на основной трубе;
фиг. 3(с) представляет собой вид сбоку сердечника, изображенного на фиг. 3(b);
фиг. 3(d) представляет собой вид сзади сердечника, изображенного на фиг. 3(b);
фиг. 4(а) показывает полостной элемент датчика текучей среды, изображенного на фиг. 1;
фиг. 4(b) показывает электрическое экранирование, антенну, температурный датчик и кабельные соединения датчика текучей среды, изображенного на фиг. 1;
фиг. 4(с) показывает электрическую сборку, включающую в себя полостной элемент, изображенный на фиг. 4(а), и электрическое экранирование, антенну, температурный датчик и кабельные соединения, изображенные на фиг. 4(b);
фиг. 4(d) представляет собой альтернативный вид в перспективе электрической сборки, изображенной на фиг. 4(с), показывающий антенну, проникающую внутрь полостного элемента;
фиг. 5 показывает электрическую сборку, изображенную на фиг. 4(с) и 4(d), установленную относительно сердечника, изображенного на фиг. 3(b)-3(d);
фиг. 6(а)-6(е) иллюстрируют частичные осевые поперечные сечения части главного корпуса датчика текучей среды, изображенного на фиг. 1, на различных стадиях во время производства;
фиг. 7 представляет собой осевое поперечное сечение концевой области части главного корпуса датчика текучей среды, изображенного на фиг. 1;
фиг. 8(а) схематично иллюстрирует осевое распределение электромагнитного поля вдоль части главного корпуса датчика текучей среды, изображенного на фиг. 1;
фиг. 8(b) схематично иллюстрирует распределение электромагнитного поля через поперечное сечение части главного корпуса датчика текучей среды, изображенного на фиг. 1;
фиг. 9(а)-9(е) иллюстрируют частичные осевые поперечные сечения на различных стадиях производства части главного корпуса альтернативного датчика текучей среды, имеющего альтернативную конфигурацию полостного элемента;
фиг. 10(а) представляет собой вид сбоку эксцентрического сердечника, включающего в себя элемент наполнителя полости, установленный эксцентрично на основной трубе;
фиг. 10(b) представляет собой вид сзади эксцентрического сердечника, изображенного на фиг.
10(а);
фиг. 10 (с) представляет собой вид в перспективе эксцентрической сборки полостного элемента, включающей в себя полостной элемент, установленный на эксцентрическом сердечнике, изображенном на фиг. 10(а) и фиг. 10(b);
фиг. 10(d) представляет собой вид в перспективе части главного корпуса эксцентрического датчика текучей среды, сформированного из эксцентрической сборки полостного элемента, изображенной на фиг. 10(с), после удаления внешнего корпуса и материала наполнителя;
фиг. 11(а) показывает основную трубу части главного корпуса альтернативного датчика текучей среды;
фиг. 11(b) показывает сердечник для альтернативного датчика текучей среды, включающий в себя элемент наполнителя полости, сформированный из множества трубчатых рукавов, установленных на основной трубе, изображенной на фиг. 11(а);
фиг. 12(а) показывает часть главного корпуса еще одного альтернативного датчика текучей среды после удаления внешнего корпуса и материала наполнителя;
фиг. 12(b) показывает основную трубу и два из радиально расположенных полостных элементов части главного корпуса альтернативного датчика текучей среды, изображенного на фиг. 12(а);
фиг. 12(с) представляет собой электрическую сборку для альтернативного датчика текучей среды, включающую в себя один из радиально расположенных полостных элементов, изображенных на фиг. 12(b), на виде со стороны открытого конца полостного элемента;
фиг. 12(d) представляет собой электрическую сборку, изображенную на фиг. 12 (с), на виде со стороны закрытого конца полостного элемента;
фиг. 12(е) иллюстрирует частичное осевое поперечное сечение части главного корпуса альтернативного датчика текучей среды, изображенной на фиг. 12(а);
фиг. 13(а) схематично иллюстрирует осевое распределение электромагнитного поля вдоль полостного элемента части главного корпуса альтернативного датчика текучей среды, изображенной на фиг.
12(а);
фиг. 13 (b) схематично иллюстрирует распределение электромагнитного поля через поперечное сечение полостного элемента части главного корпуса альтернативного датчика текучей среды, изображенной на фиг. 12(а).
Подробное описание чертежей
На фиг. 1 показан датчик текучей среды, обозначенный в целом ссылочной цифрой 10, для измерения состава, распределения и/или реологических свойств текучей среды в трубопроводе 12. Датчик текучей среды включает в себя часть главного корпуса, в целом обозначенную ссылочной цифрой 14, которая соединена с трубопроводом 12 и является его частью, так что непрерывный путь потока текучей среды проходит вдоль трубопровода 12 через часть главного корпуса 14 датчика текучей среды 10. Датчик 10 текучей среды включает в себя электронную аппаратуру 16. Как обозначено пунктирной линией 17, часть 14 главного корпуса датчика 10 текучей среды и электронная аппаратура 16 выполнены с возможностью обмена информацией друг с другом. При использовании, как обозначено стрелками 18, текучая среда течет вдоль трубопровода 12 через часть 14 главного корпуса датчика 10 текучей среды. Электронная аппаратура 16 получает сигнал от части 14 главного корпуса датчика 10 текучей среды и из полученного сигнала определяет состав и/или реологические свойства текучей среды, текущей вдоль трубопровода 12. Следует понимать, что трубопровод 12 может быть расположен над землей. Альтернативно трубопровод 12 может составлять часть подземной и/или подводной нефтяной или газовой скважины. Например, трубопровод 12 может включать в себя производственную насосно-компрессорную трубу или буровую колонну и т.п. Трубопровод 12 может включать в себя обсадную трубу подземной и/или подводной нефтяной или газовой скважины. Трубопровод 12 может включать в себя стояк, такой как морской стояк и т.п., который выполнен с возможностью прохождения от подводного источника подводной нефтяной или газовой скважины к судну или платформе на поверхности.
Часть 14 главного корпуса датчика 10 текучей среды показана более подробно на фиг. 2(а) и фиг. 2(b). Для ясности фиг. 2(а) и фиг. 2(b) показывают часть 14 главного корпуса датчика 10 текучей среды после удаления внешнего корпуса и материала наполнителя. Часть 14 главного корпуса датчика 10 текучей среды включает в себя основной элемент в форме основной трубы 20, который определяет путь 21
потока текучей среды внутри себя. Конфигурация основной трубы 20 выбирается так, чтобы она выдерживала заранее заданное давление текучей среды в пути 21 потока текучей среды, а также была, по существу, прозрачной к радиочастотному излучению. В примере, изображенном на фиг. 2(а) и фиг. 2(b), основная труба 20 формируется из композиционного материала, включающего в себя армирующие элементы из стекла Е, залитые в матрицу из PEEK.
Часть 14 главного корпуса датчика 10 текучей среды включает в себя фланцы 22, расположенные с обоих ее концов. Каждый фланец 22 выполнен с возможностью соединения части 14 главного корпуса с соответствующим фланцем смежной части трубопровода 12. Основная труба 20 проходит между фланцами 22. Часть 14 главного корпуса датчика 10 текучей среды включает в себя стяжки 24, которые служат для того, чтобы соединять вместе фланцы 22. Фланцы 22 и/или основная труба 20 конфигурируются таким образом, что при использовании стяжки 24 могут быть натянуты для того, чтобы сжать основную трубу 20 в соответствии с применением, для которого предназначается трубопровод 12, например в соответствии со средой, в которой должен быть развернут трубопровод 12. Фланцы 22 и/или стяжки 24 могут быть сформированы из металла, такого как сталь, или из композиционного материала, включающего в себя армирующие элементы из углеродного волокна, залитые в матрицу из PEEK. Конструкция части 14 главного корпуса датчика 10 текучей среды более подробно описывается ниже со ссылкой на фиг. 3(а) -фиг. 7.
Производство части 14 главного корпуса датчика 10 текучей среды начинается с обеспечения основной трубы 20, показанной на фиг. 3(а). Элемент наполнителя полости, обозначенный в целом ссылочной цифрой 26, формируется вокруг основной трубы 20, как показано на фиг. 3(b)-3(d). Основная труба 20 и элемент наполнителя полости 26 совместно образуют сердечник, обозначенный в целом ссылочной цифрой 27. Элемент 26 наполнителя полости включает в себя множество колец 28 из PEEK, которые формируются отдельно, а затем коаксиально располагаются вдоль основной трубы 20. Каждое кольцо 28 является в целом плоским и включает в себя в целом параллельные поверхности. Поверхность каждого кольца 28 входит в контакт с противостоящей поверхностью смежного кольца 28 для формирования элемента 26 наполнителя полости. Смежные кольца 28 могут быть соединены вместе с помощью тонкого слоя эпоксидной смолы (не показан), который, по существу, прозрачен для радиочастотного излучения.
Производство части 14 главного корпуса датчика 10 текучей среды продолжается формированием электрической сборки (см. фиг. 4(с) и фиг. 4(d)), обозначенной в целом ссылочной цифрой 29. Электрическая сборка 29 включает в себя в целом цилиндрический медный полостной элемент 30, имеющий отверстия 31, сформированный в обоих его концах. Полостной элемент 30 показан отдельно на фиг. 4(а). Как показано отдельно на фиг. 4(b), электрическая сборка 29 дополнительно включает в себя герметичный корпус 32 электроники, антенну 34, температурный датчик в форме платинового резистивного термометра 36 и связанного с ним кабельного соединения 37, а также кабельное соединение 38 для обмена информацией с электронной аппаратурой 16. Как показано на фиг. 4(d), антенна 34 проходит через стенку полостного элемента 30 во внутренность полостного элемента 30. Антенна 34 электрически изолируется от полостного элемента 30. Герметичный корпус 32 электроники обеспечивает замкнутое пространство для электроники, которая более подробно описывается ниже. Следует также понимать, что герметичный корпус 32 электроники присоединен к полостному элементу 30 с помощью конструкции крепежных элементов и/или одной или более скобами (не показаны).
Электрическая сборка 29 надевается на сердечник 27 для того, чтобы обеспечить сборку 40 полости, показанную на фиг. 5. Сводка стадий производства, обсужденных выше со ссылкой на фиг. 3(а) - фиг. 5, представлена на фиг. 6(а) и фиг. 6(b). Производство части 14 главного корпуса датчика 10 текучей среды продолжается, как описано со ссылкой на фиг. 6(с)-6(е). Как показано на фиг. 6(с), сборка 40 полости вставляется во внешний корпус 42, определяя тем самым внеполостную область, обозначенную в целом ссылочной цифрой 44, находящуюся снаружи полостного элемента 30 и внутри внешнего корпуса 42. Внешний корпус 42 выполнен с возможностью выдерживать внешнее давление, такое как внешнее давление текучей среды, которое может зависеть от внешней среды, в которой должна быть развернута часть 14 главного корпуса датчика 10 текучей среды. Внешний корпус 42 формируется из композиционного материала, включающего в себя армирующие элементы из углеродного волокна, залитые в матрицу из PEEK. Как показано на фиг. 6(d), внеполостная область 44 затем заполняется относительно несжимаемым неопреновым материалом наполнителя 46 для того, чтобы обеспечить структурную поддержку для внешнего корпуса 42 и обеспечить части 14 главного корпуса датчика 10 текучей среды некоторую степень стойкости к удару и вибрации. Производство части 14 главного корпуса датчика 10 текучей среды завершается установкой фланцев 22 и стяжек 24, как показано на фиг. 6(е) и как более подробно описано со ссылкой на фиг. 7 ниже.
Фиг. 7 более подробно иллюстрирует осевое поперечное сечение концевой области части 14 главного корпуса датчика 10 текучей среды, изображенного на фиг. 6(е). Часть 14 главного корпуса датчика 10 текучей среды включает в себя внутреннее уплотнительное кольцо 48, расположенное между кольцевым углублением 50, сформированным в задней поверхности 52 фланца 22, и кольцевым углублением 54, сформированным в торцевой поверхности 56 основной трубы 20. Внутреннее уплотнительное кольцо 48 формируется из композиционного материала, включающего в себя армирующие элементы из угле- 18
родного волокна, залитые в матрицу из PEEK. Внутреннее уплотнительное кольцо 48 сжимается между задней поверхностью 52 фланца 22 и торцевой поверхностью 56 основной трубы 20 по мере того, как стяжки 24 затягиваются для того, чтобы сформировать герметичное для текучей среды уплотнение между ними и таким образом препятствовать тому, чтобы текучая среда просачивалась из пути 21 потока текучей среды вдоль границы между задней поверхностью 52 фланца 22 и торцевой поверхностью 56 основной трубы 20. Внутреннее уплотнительное кольцо 48 выполнено с возможностью размещения в нем платинового резистивного термометра 36 и позволяет разместить платиновый резистивный термометр 36 близко к пути 21 потока текучей среды без проникновения в основную трубу 20. Внутреннее уплотнительное кольцо 48 и фланец 22 также выполнены с возможностью размещения в них кабельного соединения 37, которое соединяет платиновый резистивный термометр 36 с герметичным корпусом 32 электроники. Внутреннее уплотнительное кольцо 48 из композита матрица из PEEK/углеродное волокно является достаточно теплопроводным для того, чтобы позволить платиновому резистивному термометру 36 точно измерять температуру текучей среды, текущей вдоль пути 21 потока текучей среды. Хотя это и не показано на фиг. 7, следует понимать, что часть 14 главного корпуса датчика 10 текучей среды дополнительно включает в себя внешнее эластомерное уплотнительное кольцо, располагающееся между задней поверхностью 52 фланца 22 и торцевой поверхностью 58 внешнего корпуса 42 так, чтобы обеспечить уплотнение между фланцем 22 и внешним корпусом 42, чтобы тем самым предотвратить просачивание текучей среды снаружи в часть 14 главного корпуса датчика 10 текучей среды.
Герметичный корпус 32 электроники содержит источник электромагнитной энергии в форме электронного осциллятора (не показан), который выполнен с возможностью колебаться с заранее заданной радиочастотой, равной или приблизительно равной резонансной частоте, которая зависит от конфигурации основного элемента 20, элемента 26 наполнителя полости, полостного элемента 30 и текучей среды, присутствующей в пути 21 потока текучей среды. Осциллятор электрически подсоединяется между полостным элементом 30 и антенной 34. При использовании электромагнитная энергия, создаваемая осциллятором, циркулирует между антенной 34 и полостным элементом 30 и усиливается осциллятором так, чтобы создать радиочастотное электромагнитное поле 60, которое проходит между антенной 34 и полостным элементом 30 через путь 21 потока текучей среды, как показано на фиг. 8(а) и фиг. 8(b). Следует понимать, что распределение электромагнитного поля 60 представлено на фиг. 8(а) и фиг. 8(b) лишь схематично и что фактическое распределение радиочастотного электромагнитного поля 60 может отличаться от показанного на фиг. 8(а) и фиг. 8(b).
Электромагнитное поле 60 имеет комплексный частотный спектр, включающий в себя амплитудный спектр и фазовый спектр, каждый из которых может включать в себя одну или более резонансных особенностей, каждая из которых имеет частоту, размер и/или форму, которые изменяются в соответствии с составом, распределением и/или реологическими свойствами текучей среды, находящейся в пути 21 потока текучей среды. Выходной радиочастотный сигнал, который пропорционален напряженности электромагнитного поля 60 или представляет ее, генерируется внутри герметичного корпуса 32 электроники и передается из герметичного корпуса 32 электроники по кабельному соединению 38 к электронной аппаратуре 16. Электронная аппаратура 16 (фиг. 1) включает в себя демодулятор 62, процессор 64 и память 66. Как обозначено на этом чертеже пунктирной линией 68, память 66 выполнена с возможностью обмена информацией с процессором 64. Демодулятор 62 демодулирует выходной радиочастотный сигнал и формирует демодулированный сигнал 70, который передается процессору 64. Процессор 64 анализирует демодулированный сигнал 70 и определяет резонансную частоту, а также размер и форму резонансного пика из частотного спектра демодулированного сигнала 70. Процессор 64 получает из памяти 66 калибровочные данные, которые связывают резонансную частоту и размер и/или форму резонансного пика в частотном спектре демодулированного сигнала 70 с известными составами, распределениями и/или известными объемными скоростями потока текучей среды в пути 21 потока текучей среды. Процессор 64 использует калибровочные данные и определенную резонансную частоту и определенные размер и форму резонансного пика в частотном спектре демодулированного сигнала 70 для определения состава, распределения и/или объемной скорости потока текучей среды в пути 21 потока текучей среды.
Фиг. 9(а)-9(е) иллюстрируют осевые поперечные сечения на различных стадиях производства части 114 главного корпуса альтернативного датчика текучей среды. Следует понимать, что различные стадии производства части 114 главного корпуса альтернативного датчика текучей среды, показанного на фиг. 9(а)-9(е), в целом идентичны соответствующим стадиям производства части 14 главного корпуса датчика текучей среды, показанного на фиг. 6(а)-6(е). По существу, часть 114 главного корпуса альтернативного датчика текучей среды и часть 14 главного корпуса датчика 10 текучей среды имеют много похожих особенностей, и для демонстрации похожих особенностей на фиг. 9(а)-9(е) используют те же самые ссылочные цифры, что и на фиг. 6(а)-6(с). Единственная разница между частью 114 главного корпуса альтернативного датчика текучей среды и частью главного корпуса 14 датчика 10 текучей среды заключается в том, что полостной элемент 130 включает в себя в целом цилиндрическую часть 172 главного корпуса, имеющую внутренний диаметр, который больше, чем наружный диаметр основной трубы 120 и в целом цилиндрических концевых частей 174, каждая из которых проходит от различных концов части 172 главного корпуса вдоль основной трубы 120 и имеет уменьшенный внутренний диаметр относительно
внутреннего диаметра части 172 главного корпуса. Как показано на фиг. 9(а)-9(е), каждая концевая часть 174 имеет внутренний диаметр, который, по существу, равен наружному диаметру основной трубы 120. Полостной элемент 130 может служить для более эффективного ограничения электромагнитного поля, проходящего через путь потока текучей среды, чем в случае в целом цилиндрического полостного элемента 30. В частности, полостной элемент 130 может служить для предотвращения ненужного распространения электромагнитного поля осесимметрично вдоль направления потока текучей среды через отверстия с обоих концов полостного элемента 130.
Фиг. 10^)-10(d) иллюстрируют различные стадии производства части 214 главного корпуса эксцентрического датчика текучей среды. Для ясности фиг. 10(d) показывает часть 214 главного корпуса эксцентрического датчика текучей среды после удаления внешнего корпуса и материала наполнителя. Следует понимать, что различные стадии производства части 214 главного корпуса эксцентрического датчика текучей среды, показанного на фиг. 10^)-10(d), в целом идентичны соответствующим стадиям производства части 14 главного корпуса датчика текучей среды, показанного на фиг. 6(a)-6(e). По существу, часть 214 главного корпуса эксцентрического датчика текучей среды и часть 14 главного корпуса датчика 10 текучей среды имеют много одинаковых особенностей, для обозначения которых используются одинаковые ссылочные цифры. Основное различие между частью 214 главного корпуса эксцентрического датчика текучей среды и частью 14 главного корпуса датчика 10 текучей среды заключается в том, что часть 214 главного корпуса эксцентрического датчика текучей среды включает в себя элемент 226 наполнителя полости, установленный эксцентрично на основной трубе 220, как показано на фиг. 10(а) и фиг. 10(b). Основная труба 220 и элемент 226 наполнителя полости совместно образуют эксцентрический сердечник, обозначенный в целом ссылочной цифрой 227. Как показано на фиг. 10(с), эксцентрический полостной элемент 230 впоследствии надевается на эксцентрический сердечник 227, изображенный на фиг. 10(а) и фиг. 10(b). Что касается части 14 главного корпуса датчика 10 текучей среды, производство части 214 главного корпуса эксцентрического датчика текучей среды завершается установкой герметичного корпуса 232 электроники, температурного датчика (не показан) и кабельного соединения 238. Фланцы 222 присоединяются к обоим концам основной трубы 220, и внутренние уплотнительные кольца 248 и внешние уплотнительные кольца (не показаны) сжимаются затягиванием стяжек 224 с тем, чтобы получить часть 214 главного корпуса, показанную на фиг. 10(d).
Фиг. 11(а) показывает основную трубу 320 части главного корпуса альтернативного датчика текучей среды. Основная труба 320 формируется из композиционного материала, включающего в себя армирующие элементы из стекла Е, залитые в матрицу из PEEK. Фиг. 11(b) показывает соответствующий сердечник, включающий в себя элемент наполнителя полости, в целом обозначенный ссылочной цифрой 326, сформированный из множества рукавов 328 из PEEK, установленных на основной трубе 320. Самый внутренний рукав 328 надевается в холодном состоянии на основную трубу 320, и каждый последующий трубчатый рукав 328 отдельно формируется и надевается в холодном состоянии на предыдущий трубчатый рукав 328. Следует понимать, что остальная часть процесса производства части главного корпуса альтернативного датчика текучей среды продолжается точно так же, как и в случае части 14 главного корпуса датчика 10 текучей среды.
Фиг. 12(а) показывает часть 414 главного корпуса еще одного альтернативного датчика текучей среды после удаления внешнего корпуса и материала наполнителя. Часть 414 главного корпуса еще одного альтернативного датчика текучей среды имеет много одинаковых особенностей с частью 14 главного корпуса датчика 10 текучей среды, для обозначения которых используются одинаковые ссылочные цифры. Как показано на фиг. 12(b), часть 414 главного корпуса еще одного альтернативного датчика текучей среды включает в себя основную трубу 420 из PEEK/стекла Е и два радиально расположенных полостных элемента 430. Основная труба 420 определяет путь 421 потока текучей среды. Как показано на фиг. 12(с) и фиг. 12(d), у каждого полостного элемента 430 есть один открытый конец и один закрытый конец. Открытый конец каждого полостного элемента 430 располагается в направлении к основной трубе 420. Фиг. 12(е) показывает осевое поперечное сечение изображенной на фиг. 12(а) части 414 главного корпуса еще одного альтернативного датчика текучей среды, включающего в себя внешний корпус 442 и неопреновый материал 446 наполнителя. При использовании электромагнитное поле 460 проходит в путь 421 потока текучей среды, как схематично показано на фиг. 13(а) и фиг. 13(b). Следует понимать, что распределение электромагнитного поля 460 представлено на фиг. 13(а) и фиг. 13(b) лишь схематично и что фактическое распределение радиочастотного электромагнитного поля 460 может отличаться от показанного на фиг. 13(а) и фиг. 13(b). Использование одного или более радиально расположенных полостных элементов 430 может позволить определять состав и/или объемную скорость потока текучей среды в одной или более различных областях пути 421 потока текучей среды.
Специалист в данной области техники поймет, что возможны различные модификации описанных выше датчиков текучей среды. Например, основная труба может включать в себя материал, отличающийся от композита PEEK/стекло Е, который также обеспечивает прохождение через него электромагнитного излучения на частоте электромагнитного поля. Основная труба может быть выполнена с возможностью выдерживать внутреннее давление текучей среды. Основная труба может быть выполнена с возможностью выдерживать заранее заданное осевое напряжение при растяжении, заранее заданное осе
вое сжатие и/или заранее заданное изгибающее напряжение. Элемент наполнителя полости может включать в себя материал, отличающийся от композита PEEK/стекло Е, который также обеспечивает прохождение через него электромагнитного излучения на частоте электромагнитного поля.
Основная труба и/или элемент наполнителя полости могут быть выполнены с возможностью быть, по существу, прозрачными для электромагнитного излучения на радиочастотах. Основная труба и/или элемент наполнителя полости могут включать в себя материал, имеющий диэлектрическую проницаемость, которая является относительно постоянной в течение всего срока службы датчика текучей среды. Это может упростить и/или улучшить точность определения состава и/или реологических свойств текучей среды в течение всего срока службы датчика текучей среды. Основная труба и/или элемент наполнителя полости могут включать в себя материал, имеющий диэлектрическую проницаемость, которая относительно нечувствительна к температуре. Это может упростить и/или улучшить точность определения состава и/или реологических свойств текучей среды в более широком диапазоне температур. Основная труба и/или элемент наполнителя полости могут включать в себя материал, имеющий диэлектрическую проницаемость, которая относительно нечувствительна к инфильтрации текучих сред, таких как воздух или вода, в или через основную трубу. Это может упростить и/или улучшить точность определения состава и/или реологических свойств текучей среды, даже если текучие среды, такие как воздух или вода, мигрируют через основную трубу и/или элемент наполнителя полости или частично проникают в основную трубу и/или элемент наполнителя полости.
Основная труба и/или элемент наполнителя полости могут включать в себя материал, имеющий диэлектрическую проницаемость, которая изменяется предсказуемым и поддающимся количественному определению образом как функция времени в течение всего срока службы датчика текучей среды. Основная труба и/или элемент наполнителя полости могут включать в себя материал, имеющий диэлектрическую проницаемость, которая изменяется предсказуемым и поддающимся количественному определению образом как функция температуры. Основная труба и/или элемент наполнителя полости могут включать в себя материал, имеющий диэлектрическую проницаемость, которая изменяется предсказуемым и поддающимся количественному определению образом как функция степени инфильтрации текучих сред, таких как воздух или вода, в или через основную трубу.
Основная труба и/или элемент наполнителя полости могут включать в себя полимерный материал. Основная труба и/или элемент наполнителя полости могут включать в себя термопластичный материал. Основная труба и/или элемент наполнителя полости могут включать в себя термореактивный материал. Основная труба и/или элемент наполнителя полости могут включать в себя полиарилэфиркетон, поли-арилкетон, полиэфиркетон (PEK), полиэфирэфиркетон (PEEK), поликарбонат и/или подобные им соединения. Основная труба и/или элемент наполнителя полости могут включать в себя поливинилхлорид (PVC). Основная труба и/или элемент наполнителя полости могут включать в себя полиамид. Основная труба и/или элемент наполнителя полости могут включать в себя по меньшей мере одно из полиамида 11 (РА11), поливинилиденфторида или поливинилидендифторида (PVDF), полифениленсульфида (PPS), полиэтилениминов (PEI), полиоксиметилена (РОМ) или ацеталя. Основная труба и/или элемент наполнителя полости могут включать в себя смолу, такую как отверждаемая смола, полимерная смола, эпоксидная смола и т.п.
Основная труба и/или элемент наполнителя полости могут быть сформированы из композиционного материала, включающего в себя матрицу и один или более армирующих элементов, залитых в матрицу. Матрица может быть существенно прозрачной для прохождения электромагнитного излучения на частоте электромагнитного поля. Матрица может быть существенно электрически непроводящей на частоте электромагнитного поля. Матрица может включать в себя полимерный материал. Матрица может включать в себя термопластичный материал. Матрица может включать в себя термореактивный материал. Матрица может включать в себя полиарилэфиркетон, полиарилкетон, полиэфиркетон (PEK), поли-эфирэфиркетон (PEEK), поликарбонат и/или подобные им соединения. Матрица может включать в себя поливинилхлорид (PVC). Матрица может включать в себя по меньшей мере одно из полиамида 11 (РА11), поливинилиденфторида или поливинилидендифторида (PVDF), полифениленсульфида (PPS), полиэтилениминов (PEI), полиоксиметилена (РОМ) или ацеталя. Матрица может включать в себя смолу, такую как отверждаемая смола, полимерная смола, эпоксидная смола и т.п.
Один или более армирующих элементов могут быть существенно прозрачными для прохождения электромагнитного излучения на частоте электромагнитного поля. Один или более армирующих элементов могут быть, по существу, электрически непроводящими на частоте электромагнитного поля. Один или более армирующих элементов могут включать в себя непрерывные или удлиненные элементы. Один или более армирующих элементов могут включать в себя волокна, пучки волокон, нити, нанотрубки и т.п. Один или более армирующих элементов могут включать в себя прерывистые элементы. Один или более армирующих элементов могут включать в себя полимерные волокна, например волокна арамида. Один или более армирующих элементов могут включать в себя неполимерные волокна, например стекловолокно, базальтовое волокно и/или подобное. Один или более армирующих элементов могут включать в себя стекло Е. Матрица и армирующие элементы могут включать в себя подобные или идентичные материалы. Например, армирующие элементы могут включать в себя тот же самый материал, что и
матрица, хотя и в волокнистой, вытянутой, удлиненной форме и т.п.
Элемент наполнителя полости может быть сформирован непосредственно на месте относительно основного элемента. Элемент наполнителя полости может быть сформирован непосредственно на месте над, на и/или вокруг основного элемента. Элемент наполнителя полости может быть сформирован с помощью литья, прессования в форме, машинной обработки и/или процесса осаждения. Элемент наполнителя полости может быть сформирован интегрально или монолитно.
Полостной элемент может включать в себя металл, отличающийся от меди. Например, полостной элемент может включать в себя по меньшей мере одно из латуни, золота, серебра, алюминия, железа, стали и т.п. Полостной элемент может включать в себя электропроводящий композиционный материал, включающий в себя матрицу и один или более армирующих элементов, встроенных в матрицу. Один или более армирующих элементов могут быть электропроводящими. Матрица может быть электрически проводящей.
Матрица может включать в себя по меньшей мере одно из полимерного материала, термопластичного материала, термореактивного материала, полиарилэфиркетона, полиарилкетона, полиэфиркетона (PEK), полиэфирэфиркетона (PEEK), поликарбоната, поливинилхлорида (PVC), полиамида, полиамида 11 (РА11), поливинилиденфторида или поливинилидендифторида (PVDF), полифениленсульфида (PPS), полиэтилениминов (PEI), полиоксиметилена (РОМ), ацеталя, смолы, отверждаемой смолы, полимерной смолы и эпоксидной смолы.
Один или более армирующих элементов могут быть существенно непрозрачными для прохождения электромагнитного излучения на частоте электромагнитного поля. Один или более армирующих элементов могут включать в себя по меньшей мере одно из непрерывных или удлиненных элементов, волокон, пучков волокон, нитей, нанотрубок, прерывистых элементов, частиц, кластеров и кусочков. Один или более армирующих элементов могут включать в себя углерод. Один или более армирующих элементов могут быть металлическими. Один или более армирующих элементов могут включать в себя металлические волокна, металлические частицы, металлические кластеры, металлические кусочки и/или подобное. Полостной элемент может включать в себя армирующие элементы, включающие в себя по меньшей мере одно из меди, латуни, золота, серебра, алюминия, железа, стали и т.п.
Полостной элемент может быть сформирован непосредственно на месте относительно элемента наполнителя полости. Например, полостной элемент может быть сформирован путем манипулирования, обработки, сгибания, обертывания, механической обработки, покрытия, погружения, осаждения или иного нанесения материала полостного элемента над, на и/или вокруг элемента наполнителя полости. Полостной элемент может быть сформирован непосредственно на месте относительно элемента наполнителя полости путем формирования слоя, такого как фольга или лист материала, над, на и/или вокруг элемента наполнителя полости.
Вместо того, чтобы включать в себя единственную антенну для передачи электромагнитной энергии к и от электромагнитного поля, датчик текучей среды может включать в себя множество антенн. Каждая антенна может быть выполнена с возможностью передачи электромагнитной энергии к и/или от электромагнитного поля. Датчик текучей среды может включать в себя первую антенну для передачи электромагнитной энергии к электромагнитному полю и вторую антенну для приема электромагнитной энергии от электромагнитного поля.
Вместо того, чтобы включать в себя источник электромагнитной энергии в форме осциллятора, датчик текучей среды может включать в себя источник электромагнитной энергии, который выполнен с возможностью усиливать электромагнитную энергию, которая получается обратно из электромагнитного поля через источник электромагнитной энергии. Совместно с одной или более антеннами, полостным элементом и электромагнитным полем такой источник электромагнитной энергии может определять резонансную систему для электромагнитного поля. Такой датчик текучей среды может создать электромагнитное поле, имеющее комплексный частотный спектр, включающий в себя амплитудно-частотный спектр и фазово-частотный спектр, в котором каждый из амплитудно-частотного и фазово-частотного спектров комплексного частотного спектра зависит от конфигурации резонансной системы, и в частности от конфигурации сердечника, конфигурации полостного элемента и от любой текучей среды, присутствующей в пути потока текучей среды.
Источник электромагнитной энергии может включать в себя по меньшей мере одно из усиливающей среды, усилителя и отрицательного сопротивления.
В дополнительном варианте датчик текучей среды может быть выполнен с возможностью предотвращения усиления электромагнитной энергии, получаемой обратно из электромагнитного поля через источник электромагнитной энергии. Частота электромагнитного поля, создаваемого таким датчиком текучей среды, может быть независимой от конфигурации сердечника, конфигурации полостного элемента и любой текучей среды, присутствующей в пути потока текучей среды. Такой датчик текучей среды может позволить снабжать электромагнитной энергией любую текучую среду, присутствующую в пути потока текучей среды. Энергия может быть обеспечена текучей среде, присутствующей в пути потока текучей среды, для целей определения по меньшей мере одного из состава, распределения и/или объемной скорости потока текучей среды. Энергия может быть обеспечена текучей среде, присутствую
щей в пути потока текучей среды, для целей нагрева текучей среды, перемешивания текучей среды, возбуждения текучей среды и/или визуализации текучей среды.
Температурный датчик может представлять собой температурный датчик, отличающийся от платинового резистивного термометра. Например, температурный датчик может представлять собой резистив-ный детектор температуры (RTD) любого вида или термопару, термистор, термометр и т.п.
Вместо того, чтобы располагаться удаленно от части главного корпуса датчика текучей среды, по меньшей мере одно из демодулятора, процессора и памяти может быть расположено рядом с ним или объединено в части главного корпуса датчика текучей среды.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Датчик для измерения состава и/или реологических свойств текучей среды, основанный на измерении резонансных электромагнитных колебаний при протекании через него текучей среды, в котором
основной элемент, задающий путь потока текучей среды, включает в себя композиционный материал, включающий в себя матрицу, и один или более армирующих элементов, залитых в матрицу, причем один или более армирующих элементов являются, по существу, электрически непроводящими на частоте электромагнитного поля,
полостной элемент расположен снаружи основного элемента так, что между внутренней поверхностью полостного элемента и внешней поверхностью основного элемента образуется полость,
элемент наполнителя полости расположен снаружи основного элемента и заполняет указанную полость,
причем полостной элемент выполнен с возможностью обеспечения удержания электромагнитного поля, и каждый из основного элемента и элемента наполнителя полости выполнены с возможностью прохождения через них электромагнитного излучения на частоте электромагнитного поля.
2. Датчик по п.1, в котором электромагнитное поле включает в себя радиочастотное электромагнитное поле.
3. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором основной элемент выполнен с возможностью выдерживать заранее заданное давление, заранее заданную силу, заранее заданное осевое растяжение, заранее заданное осевое сжатие и/или заранее заданное изгибающее напряжение.
4. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором основной элемент выполнен с возможностью выдерживать заранее заданную силу или давление, приложенное к внешней поверхности основного элемента, и/или заранее заданное давление текучей среды в пути потока текучей среды.
5. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором основной элемент и/или элемент наполнителя полости включает в себя по меньшей мере одно из термопластичного материала, термореактивного материала, полиарилэфиркетона, полиарилкетона, полиэфиркетона (PEK), полиэфирэфиркетона (PEEK), поликарбоната, поливинилхлорида (PVC), полиамида, полиамида 11 (РА11), поливинилиден-фторида, поливинилидендифторида (PVDF), полифениленсульфида (PPS), полиэтилениминов (PEI), по-лиоксиметилена (РОМ), ацеталя, смолы, такой как отверждаемая смола, полимерной смолы и эпоксидной смолы.
6. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором элемент наполнителя полости включает в себя композиционный материал, включающий в себя матрицу и один или более армирующих элементов, залитых в матрицу.
7. Датчик по п.6, в котором один или более армирующих элементов являются, по существу, электрически непроводящими на частоте электромагнитного поля.
8. Датчик по пп.1, 6 или 7, в котором один или более армирующих элементов включают в себя по меньшей мере одно из полимерных волокон, волокон арамида, неполимерных волокон, базальтовых волокон, стекловолокна и волокон из стекла Е.
9. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором элемент наполнителя полости включает в себя множество составных частей.
10. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором элемент наполнителя полости включает в себя множество рукавов.
11. Датчик по п.10, в котором рукава являются в основном трубчатыми.
12. Датчик по п. 10 или 11, в котором рукава располагаются концентрически.
13. Датчик по п.9, в котором элемент наполнителя полости включает в себя множество в основном плоских составных частей, каждая из которых имеет сформированное в ней отверстие, через которое проходит основной элемент, и составные части располагаются так, чтобы соответствующие поверхности смежных составных частей соединялись друг с другом.
14. Датчик по п.13, в котором отверстие располагается концентрически относительно внешней окружности составной части.
15. Датчик по п.13, в котором отверстие располагается эксцентрически относительно внешней окружности составной части.
16. Датчик по любому из пп.13-15, в котором составная часть является в основном кольцевой.
10.
17. Датчик по любому из пп.9-16, в котором составные части элемента наполнителя полости соединяются, склеиваются, сплавляются, свариваются или иным образом объединяются вместе.
18. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором элемент наполнителя полости соединяется, склеивается, сплавляется, сваривается или объединяется с основным элементом.
19. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором полостной элемент включает в себя электропроводящий материал.
20. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором полостной элемент включает в себя металл.
21. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором полостной элемент включает в себя по меньшей мере одно из меди, латуни, золота, серебра, алюминия, железа и стали.
22. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором полостной элемент включает в себя композиционный материал, включающий в себя матрицу и один или более электропроводящих армирующих элементов, залитых в матрицу.
23. Датчик по п.22, в котором матрица включает в себя по меньшей мере одно из термопластичного материала, термореактивного материала, полиарилэфиркетона, полиарилкетона, полиэфиркетона (PEK), полиэфирэфиркетона (PEEK), поликарбоната, поливинилхлорида (PVC), полиамида, полиамида 11 (РА11), поливинилиденфторида, поливинилидендифторида (PVDF), полифениленсульфида (PPS), поли-этилениминов (PEI), полиоксиметилена (РОМ), ацеталя, смолы, такой как отверждаемая смола, полимерная смола и эпоксидная смола.
24. Датчик по п.22 или 23, в котором один или более армирующих элементов включают в себя углеродные волокна.
25. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором полостной элемент является, в общем, цилиндрическим.
26. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором полость имеет сформированное в ней отверстие.
27. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором полостной элемент имеет два противоположных конца, каждый из которых имеет сформированное в нем отверстие.
28. Датчик по любому из пп.1-26, в котором полостной элемент имеет открытый конец и закрытый конец.
29. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором полостной элемент отделен от наружной поверхности основного элемента.
30. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором полостной элемент отделен от наружной поверхности основного элемента с помощью элемента наполнителя полости.
31. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором полостной элемент имеет больший внутренний диаметр, чем наружный диаметр основного элемента.
32. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором полостной элемент включает в себя в основном трубчатую часть главного корпуса и в основном плоскую концевую часть на каждом ее конце, причем каждая из концевых частей имеет сформированное в ней отверстие и соответствующая поверхность каждой из концевых частей входит в контакт с соответствующей торцевой поверхностью части главного корпуса.
33. Датчик по любому из пп.1-31, в котором полостной элемент включает в себя в основном цилиндрическую часть главного корпуса и в основном трубчатые концевые части, проходящие от противоположных концов части главного корпуса, причем каждая концевая часть имеет уменьшенный внутренний диаметр относительно внутреннего диаметра части главного корпуса.
34. Датчик по п.33, в котором часть главного корпуса имеет внутренний диаметр больше, чем наружный диаметр основного элемента, а каждая концевая часть имеет внутренний диаметр, который, по существу, равен наружному диаметру основного элемента.
35. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором полостной элемент концентрически выровнен относительно основного элемента.
36. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором полостной элемент эксцентрически выровнен относительно основного элемента.
37. Датчик по любому из пп.1-31, в котором ось полостного элемента ориентирована радиально относительно оси основного элемента.
38. Датчик по любому из предшествующих пунктов, в котором полостной элемент соединяется, склеивается, сплавляется, сваривается или иным образом объединяется с основным элементом и/или элементом наполнителя полости.
39. Датчик по любому из предшествующих пунктов, включающий в себя внешний корпус, выполненный с возможностью защиты полостного элемента.
40. Датчик по п.39, в котором внеполостная область находится снаружи полостного элемента и внутри внешнего корпуса.
41. Датчик по п.40, включающий в себя материал наполнителя, который, по меньшей мере частично, заполняет внеполостную область.
10.
42. Датчик по п.41, в котором материал наполнителя включает в себя по меньшей мере одно из твердого герметизирующего компаунда, студенистого герметизирующего компаунда, термореактивной пластмассы, силиконового каучука, несжимаемого материала и неопрена.
43. Способ производства датчика текучей среды по п.1, в котором
располагают элемент наполнителя полости снаружи основного элемента, задающего путь потока текучей среды и включающего в себя композиционный материал, включающий в себя матрицу и один или более армирующих элементов, залитых в матрицу, причем один или более армирующих элементов являются, по существу, электрически непроводящими на частоте электромагнитного поля;
располагают полостной элемент снаружи основного элемента и элемента наполнителя полости, причем полостной элемент выполнен с возможностью обеспечения удержания электромагнитного поля и каждый из основного элемента и элемента наполнителя полости выполнены с возможностью прохождения через них электромагнитного излучения на частоте электромагнитного поля.
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
032152
032152
- 1 -
- 1 -
(19)
032152
032152
- 1 -
- 1 -
(19)
032152
032152
- 1 -
- 1 -
(19)
032152
032152
- 4 -
- 3 -
032152
032152
- 17 -
032152
032152
- 20 -
- 20 -
032152
032152
- 27 -
- 27 -
032152
032152
- 30 -
- 30 -