[發(fā)明專利]用于聲學(xué)容器容積校準(zhǔn)的系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880044682.2
• 申請日: 2018-06-04
• 公開（公告）號: CN110869718B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: V.坎寧安;A.奧塔;I.阿泰;A.阿默
• 申請（專利權(quán)）人: 沙特阿拉伯石油公司
• 主分類號: G01F17/00
• 分類號: G01F17/00;G01F23/296;G01N29/024;G01N29/22;G01N29/265
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 王增強(qiáng)

1.一種使用多個(gè)聲學(xué)裝置測量其中含有介質(zhì)的存儲容器的內(nèi)部容積的方法，所述方法包括：

將所述多個(gè)聲學(xué)裝置部署到所述容器的周向壁的外表面上的相應(yīng)位置，所述聲學(xué)裝置包括超聲換能器和超聲傳感器，其中所述超聲換能器聲學(xué)地耦合到所述表面并且被配置為發(fā)送一個(gè)或多個(gè)超聲信號通過所述容器的壁并穿過所述容器的內(nèi)部容積，并且其中所述超聲傳感器聲學(xué)地耦合到所述表面并被配置為檢測所述一個(gè)或多個(gè)超聲信號；

使用所述超聲換能器發(fā)送一個(gè)或多個(gè)超聲信號，其中每個(gè)信號在相應(yīng)的脈沖時(shí)間發(fā)送；

使用所述超聲傳感器檢測所述一個(gè)或多個(gè)信號并記錄相應(yīng)的檢測時(shí)間；

由與所述超聲換能器和所述超聲傳感器電子通信的計(jì)算裝置基于所述相應(yīng)的脈沖時(shí)間和所述相應(yīng)的檢測時(shí)間計(jì)算所述一個(gè)或多個(gè)信號的相應(yīng)的飛行時(shí)間，其中相應(yīng)的飛行時(shí)間是信號沿著在所述超聲換能器和所述超聲傳感器的相應(yīng)位置之間的路徑傳播的經(jīng)過時(shí)間；

基于所述相應(yīng)的飛行時(shí)間用所述計(jì)算裝置使所述超聲換能器和所述超聲傳感器中的一個(gè)或多個(gè)在相對于所述容器的周向壁的圓周方向和縱向方向中的一個(gè)或多個(gè)上對準(zhǔn)；

利用所述計(jì)算裝置，基于計(jì)算出的相應(yīng)的飛行時(shí)間和穿過所述介質(zhì)的聲速，計(jì)算對準(zhǔn)的超聲換能器和超聲傳感器的相應(yīng)位置之間的距離；和

使用所述計(jì)算裝置，基于計(jì)算出的距離以及對準(zhǔn)的超聲換能器和超聲傳感器的相應(yīng)位置，確定所述存儲容器的容積。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中對準(zhǔn)步驟包括：

在所述圓周方向和所述縱向方向中的一個(gè)或多個(gè)上調(diào)節(jié)所述超聲換能器和所述超聲傳感器中的一個(gè)或多個(gè)在所述表面上的相應(yīng)位置，以及

針對在所述超聲換能器和超聲傳感器的調(diào)節(jié)后的相應(yīng)位置之間傳輸?shù)囊粋€(gè)或多個(gè)聲學(xué)信號，執(zhí)行發(fā)送、檢測和計(jì)算相應(yīng)的飛行時(shí)間的步驟。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，重復(fù)所述調(diào)節(jié)、發(fā)送、檢測和計(jì)算步驟，直到利用所述計(jì)算裝置基于計(jì)算的飛行時(shí)間確定所述超聲換能器和所述超聲傳感器對準(zhǔn)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中調(diào)節(jié)所述超聲換能器和所述超聲傳感器中的一個(gè)或多個(gè)在所述表面上的相應(yīng)位置的步驟包括：

使用在所述計(jì)算裝置的控制下操作的機(jī)器人在縱向方向和圓周方向中的一個(gè)或多個(gè)上將所述超聲換能器和所述超聲傳感器中的一個(gè)或多個(gè)移動(dòng)指定量，其中使用所述機(jī)器人機(jī)載的一個(gè)或多個(gè)位置傳感器近乎實(shí)時(shí)地測量所述指定量，并且其中所述機(jī)器人被配置為根據(jù)反饋控制回路運(yùn)動(dòng)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包含：

在所述表面上的不同的相應(yīng)位置處部署多個(gè)超聲傳感器；

使用在所述計(jì)算裝置控制下的機(jī)器人將所述超聲換能器與所述多個(gè)超聲傳感器中的每一個(gè)迭代地對準(zhǔn)；

對于與所述多個(gè)超聲傳感器之一對準(zhǔn)的超聲換能器的每個(gè)相應(yīng)位置，執(zhí)行生成、檢測和計(jì)算相應(yīng)飛行時(shí)間的步驟；和

基于計(jì)算的飛行時(shí)間，針對與所述多個(gè)超聲傳感器之一對準(zhǔn)的超聲換能器的每個(gè)相應(yīng)位置，計(jì)算所述容器的直徑。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包含：

使用在所述計(jì)算裝置的控制下的一個(gè)或多個(gè)機(jī)器人在圓周方向和縱向方向中的一個(gè)或多個(gè)上調(diào)節(jié)所述超聲換能器和所述超聲傳感器中的一個(gè)或多個(gè)在所述表面上的相應(yīng)位置，以及

針對在所述超聲換能器和所述超聲傳感器的調(diào)節(jié)后的相應(yīng)位置之間傳輸?shù)囊粋€(gè)或多個(gè)聲學(xué)信號，執(zhí)行發(fā)送、檢測和計(jì)算相應(yīng)的飛行時(shí)間的步驟。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包含：

在計(jì)算距離的步驟之前，測量在所述介質(zhì)中的聲速。