[發明專利]用于界面測量的雷達物位計系統和方法

有效

• 申請號: 201810078195.X
• 申請日: 2018-01-26
• 公開（公告）號: CN109724671B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 克里斯特·弗勒維克;安德斯·弗里德曼
• 申請（專利權）人: 羅斯蒙特儲罐雷達股份公司
• 主分類號: G01F23/284
• 分類號: G01F23/284
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 陳煒;馬曉虹

本發明提供了確定容納分層物質組合物的儲罐中的至少第一界面的第一界面物位的方法以及雷達物位計系統。該方法包括以下步驟：生成并發射電磁發射信號；引導發射信號至少部分地穿過分層物質組合物；返回由發射信號的反射引起的電磁反射信號；接收反射信號；基于反射信號與發射信號之間的定時關系以及反射信號來確定呈現作為傳播參數的函數的回波信號強度的回波信號，該傳播函數指示沿著探針的位置；以及基于第一傳播參數值以及第一偏移來確定第一界面物位，該第一傳播參數值指示回波信號達到預定的第一閾值信號強度的第一閾值位置，第一偏移指示距第一閾值位置的第一偏移距離。

技術領域

本發明涉及用于確定容納分層物質組合物(stratified substancecomposition)的儲罐中的至少第一界面的第一界面物位的雷達物位計系統和方法。

背景技術

雷達物位計系統廣泛用于測量儲罐中的填充物位。通常借助于非接觸式測量或通常稱為導波雷達(GWR)的接觸式測量來執行雷達物位計量，其中，在非接觸式測量中，朝向儲罐中容納的產品輻射電磁信號，而在接觸式測量中，通過探針朝向產品引導電磁信號并將電磁信號引導到產品中。探針大致垂直地布置在儲罐中。電磁信號在產品的表面上被反射，并且所反射的信號由包括在雷達物位計系統中的接收器或收發器接收。基于發射信號和反射信號，可以確定距產品的表面的距離。

更具體地，通常基于在發射電磁信號與接收電磁信號在儲罐中的大氣和儲罐中容納的產品之間的界面的反射之間的時間來確定距產品的表面的距離。為了確定產品的實際填充物位，基于上述時間(所謂的飛行時間(time-of-flight))以及電磁信號沿著探針的傳播速度來確定從參考位置到表面的距離。

在某些情況下，儲罐可以容納物質之間的多個界面在不同物位的分層物質組合物。當兩個界面緊挨在一起時，當前可用的GWR系統可能無法可靠地確定兩個界面的物位。

例如，如果在儲罐中油層浮在水上，則當前可用的GWR系統可能需要油層具有給定的最小厚度以能夠可靠地確定油表面的物位(儲罐大氣與油之間的界面的物位)。

期望提供改進的、實現對于具有較薄物質層的分層物質組合物的填充物位確定的雷達物位計系統和方法。

發明內容

鑒于上述情況，期望提供改進的對分層物質組合物中的至少第一界面物位的確定，具體地，實現對于具有較薄物質層的分層物質組合物的填充物位確定。

因此，根據本發明的第一方面，提供了一種使用雷達物位計系統來至少確定容納分層物質組合物的儲罐中的第一界面的第一界面物位的方法，該分層物質組合物至少包括具有第一密度的第一物質、具有大于第一密度的第二密度的第二物質以及具有大于第二密度的第三密度的第三物質，該雷達物位計系統包括收發器、被布置成從耦接至收發器的第一探針端穿過分層物質組合物大致垂直地延伸到第二探針端的探針、以及處理電路，該方法包括以下步驟：通過收發器生成并發射電磁發射信號；通過探針引導電磁發射信號至少部分地穿過分層物質組合物；通過探針返回由電磁發射信號在第一物質與第二物質之間的第一界面處以及在第二物質與第三物質之間的第二界面處的反射引起的電磁反射信號；通過收發器接收電磁反射信號；基于電磁反射信號與電磁發射信號之間的定時關系以及電磁反射信號，確定呈現作為傳播參數的函數的回波信號強度的回波信號，該傳播參數指示沿著探針的位置；以及通過處理電路來基于第一傳播參數值和第一偏移確定第一界面物位，其中，該第一傳播參數值指示回波信號到達預定的第一閾值信號強度的沿著探針的第一閾值位置，該第一偏移指示從第一閾值位置沿著探針朝向第二探針端的第一偏移距離。

“物質”并不限于任何特定的物相(material phase)，因此，可以包括固體、液體和氣體。物質的某些示例可以是多種石油產品、水、淤泥或沙子等。

具體地，第一物質可以是氣體儲罐大氣，第二物質可以是諸如油的第一液體，以及第三物質可以是諸如水的第二液體。