[發明專利]用于測量多相流體組成的界面液位的傳感器系統

有效

• 申請號: 201380050788.0
• 申請日: 2013-09-10
• 公開（公告）號: CN104662414B
• 公開（公告）日: 2017-07-04
• 發明（設計）人: C.M.敘爾曼;W.C.普拉特;W.G.莫里斯;S.高;J.A.迪林格;R.A.波泰雷洛
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: G01N27/02
• 分類號: G01N27/02;G01N27/22;G01N33/28
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 葉曉勇,姜甜

1.一種傳感器，包括：

共振換能器，配置成確定乳狀液的組成；

所述共振換能器包括頂部繞組和底部繞組，所述底部繞組耦合在橫跨電容的兩個相對端部，所述頂部繞組的互感用于感測底部繞組，所述互感用于橫跨所述電容和所述頂部繞組測量所述底部繞組的阻抗譜的實部和虛部，所述阻抗譜是由當所述底部繞組接近所述乳狀液時從所述底部繞組至所述頂部繞組的電響應來確定。

2.如權利要求1所述的傳感器，其中，所述共振換能器包括共振器，其配置成測量與所述乳狀液關聯的所述共振換能器的全阻抗譜。

3.如權利要求1所述的傳感器，其中，所述共振換能器是三維共振換能器。

4.如權利要求3所述的傳感器，其中，所述三維共振換能器還包括：

取樣管；

所述頂部繞組圍繞所述取樣管的上部設置；以及

所述底部繞組圍繞所述取樣管的下部設置。

5.如權利要求4所述的傳感器，包括圍繞所述頂部繞組和所述底部繞組所設置的射頻吸收器。

6.如權利要求5所述的傳感器，還包括圍繞所述射頻吸收器所設置的金屬屏蔽。

7.如權利要求6所述的傳感器，還包括圍繞所述金屬屏蔽所設置的護蓋。

8.如權利要求4所述的傳感器，還包括圍繞所述頂部繞組和所述底部繞組所設置的電磁輻射的吸收器，其中取決于三維共振換能器和潛在干擾源的工作頻率，所述吸收器吸收千赫茲、兆赫茲、千兆赫茲和太赫茲頻率范圍中的電磁輻射。

9.如權利要求4所述的傳感器，還包括圍繞所述頂部繞組和所述底部繞組所設置的電磁輻射的吸收器，其中所述吸收器是特定頻率范圍的單獨層的組合。

10.如權利要求1所述的傳感器，所述共振換能器配置成同時確定乳狀液的第一和第二成分的濃度。

11.如權利要求1所述的傳感器，其中，所述共振換能器所測量的所述阻抗譜的實部和虛部各自獨立地用于同時確定所述乳狀液的第一組成和第二組成。

12.如權利要求1所述的傳感器，其中，所述共振換能器配置成測量所述共振換能器的阻抗譜的實部和虛部的至少三個數據點。

13.如權利要求1所述的傳感器，其中，所述共振換能器包括檢測所述共振換能器的電容和電阻的變化的感測區。

14.如權利要求1所述的傳感器，其中，所述共振換能器從由一維共振換能器、二維共振換能器和三維共振換能器所組成的組中選取。

15.如權利要求1所述的傳感器，其中，所述共振換能器包括檢測所述共振換能器的電容、電阻和電感的變化的感測區。

16.如權利要求1所述的傳感器，其中，所述共振換能器配置成對垂直于所述共振換能器、在0.1mm至1000mm之間的樣本深度來探測環境。

17.如權利要求1所述的傳感器，其中，傳感器污垢的影響通過阻抗譜的信號處理來降低。

18.如權利要求1所述的傳感器，其中，傳感器污垢的影響通過與電場到所述乳狀液中的穿透深度相關的換能器幾何結構來降低。

19.一種傳感器系統，包括：

共振換能器，配置成確定乳狀液的組成；

取樣組合件；以及

阻抗分析器；

所述共振換能器包括頂部繞組和底部繞組，所述底部繞組耦合在橫跨電容的兩個相對端部，所述頂部繞組的互感用于感測底部繞組，所述互感用于橫跨所述電容和所述頂部繞組測量所述底部繞組的阻抗譜的實部和虛部，所述阻抗譜是由當所述底部繞組接近所述乳狀液時從所述底部繞組至所述頂部繞組的電響應來確定。

20.如權利要求19所述的傳感器系統，其中，所述共振換能器包括共振器，其配置成測量LCR共振電路參數的集合。

21.如權利要求20所述的傳感器系統，其中，所述LCR共振電路參數的集合包括阻抗譜、所述阻抗譜的實部、阻抗譜的虛部、所述阻抗譜的實部和虛部、復阻抗的實部的最大值的頻率、所述復阻抗的實部的幅值、共振頻率、所述復阻抗的虛部的幅值以及所述復阻抗的虛部的反共振頻率和幅值中的至少一個。