[其他]密閉空間內(nèi)氣體的聲測法及其設(shè)備

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 85106182
• 申請日: 1985-08-16
• 公開（公告）號: CN85106182A
• 公開（公告）日: 1987-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 約翰·羅斯·伯沃;查理斯·W·哈蒙德
• 申請（專利權(quán)）人: 巴布科克和威爾科斯公司
• 主分類號: G01N29/02
• 分類號: G01N29/02;G01M3/24
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利代理部
• 代理人: 吳增勇

本發(fā)明總的說來是涉及一項檢測設(shè)備。特別涉及監(jiān)測密閉空間內(nèi)，是否存在氣體物質(zhì)的一種新穎而有用的方法及其所使用的設(shè)備。

至少有一根內(nèi)套管和一根外套管的隔熱的管狀結(jié)構(gòu)為公眾所知所用，例如可以在油井或管路中作為隔熱的蒸汽注射管以輸送經(jīng)過加熱的或低溫的流體。這種管路在授予Alexandru????et????al的美國專利3，574，357和授予Owens????et????al的美國專利3，397，345中作了公開。

眾所周知，在內(nèi)套管和外套管之間的環(huán)形空間中造成真空，就可為蒸汽注入管路提供一個熱的絕緣層。由于隔熱的效果有賴于真空的維持，所以設(shè)法取得一個信號-以指明環(huán)形空間內(nèi)的氣體壓力狀態(tài)是很重要的。由于管路內(nèi)環(huán)形空間所固有的不可接近性，要做到這點就比較困難。

本發(fā)明的目的是：利用既無破壞性、又不妨礙管路工作的簡單設(shè)備，以探明密閉空間是否已失去了真空。作為這類密閉空間的例子的，可以是油田隔熱蒸汽注入管的內(nèi)套管和外套管之間的環(huán)形空間。

本發(fā)明的另一個目的是，提供一套裝置，該裝置具有設(shè)計簡單、結(jié)構(gòu)堅固、造價低廉的優(yōu)點。

標(biāo)志著本發(fā)明各種新穎的特點的，已詳細(xì)地列在所附的權(quán)利要求書中，并組成本發(fā)明的一部分。為了更好地了解本發(fā)明-它的操作優(yōu)點和通過使用它所要達(dá)到的特殊目的，可參照本文附圖和有關(guān)說明-它們詳細(xì)地說明了本發(fā)明的最佳實施例。

圖中：

圖1是表示實施本發(fā)明的一個裝置的簡圖，該裝置用來測試隔熱的蒸汽注入管路（以剖視圖表示）環(huán)形空間中的壓力狀態(tài)。

圖2是裝置的橫向剖面圖。圖中表明了裝置中兩個傳感器的位置。

圖3是一個方塊圖，表示體現(xiàn)本發(fā)明的一種測試設(shè)備的配置。

圖4是一個流程圖，說明根據(jù)本發(fā)明檢測壓力狀態(tài)時，計算機程序的各個步驟。

現(xiàn)在具體地談一下圖。圖1用圖解說明了用來監(jiān)測隔熱的蒸汽注入管道10的環(huán)形空間12中壓力狀態(tài)的一個裝置。環(huán)形空間12處在內(nèi)套管14和外套管16之間，一端以密封裝置為界，密封裝置可以是環(huán)形密封塞或密封組件18;在管道10的另一端，環(huán)形空間以另一個密封裝置例如以一個連接體為界，連接體將內(nèi)套管和外套管相連，材料與套管14和套管16的材料相同或類似。雖然本發(fā)明不必對環(huán)形空間12的任一末端的結(jié)構(gòu)有任何特殊性能要求，但最好至少有一端，其結(jié)構(gòu)能使聲波在其中以可預(yù)測速度傳播。

由于本發(fā)明所使用的基本原理是：聲波只能在有空氣或其它氣體的空間中傳播。本發(fā)明用用的設(shè)備是用來產(chǎn)生和/或處理聲波的。

上述裝置本身包括一個第一傳感器2和第二傳感器4。第一和第二傳感器都裝在一個固定裝置上。該固定裝置6通常由一對臂22和24組成。這一對臂用鉸鏈26將其鉸合在一起。拉簧28使兩個傳感器2和4靠緊。如圖2所示傳感器4與外套管16的外表面在第二個點5相接觸，其表面為凹面。傳感器2與內(nèi)套管的內(nèi)表面在第一個點3相接觸，其表面為凸面。第一個點3與第二個點5被空間12所隔開。

就該裝置操作而言，為克服彈簧28的拉力，使臂22和臂24張開，傳感器2和4就可夾在隔熱的蒸汽注入管道10的內(nèi)外表面上。為了保證傳感器和管道之間有良好的聲耦合，傳感器與管道接觸的表面可涂以適用的油脂。

脈沖發(fā)生器30所產(chǎn)生的高壓電脈沖，被送到兩個傳感器中的一個例如第一傳感器2上，該傳感器將電脈沖轉(zhuǎn)換為超聲波脈沖。另一個傳感器4接在放大和濾波電路32上。

檢測器是一臺示波器34。它的第一輸入線36用來接收與來自傳感器4的聲波成比例的信號，它的第二輸入線接收來自脈沖發(fā)生器30的信號，以便對每一個操作循環(huán)產(chǎn)生一個示波器觸發(fā)掃描信號。

由于內(nèi)外套管14、16、環(huán)形塞18、以及連接體20的材料是已知的，聲波在這些材料中的傳播速度也就已知。這個速度可與示波器34的掃描速度發(fā)生連系，使聲波通過管道10和連接體20沿著圖上所說的路徑40傳來的預(yù)期的信號能被示波器記錄下來。不管環(huán)形空間12中是否存在著氣體，至少這部份檢測到的聲信號，能在示波器34上顯示出來。

一般說來，由于管道是由金屬制成的，聲波通過金屬體傳播，其速度比通過氣體時要快（若在空間b中有氣體的話）。所以傳感器在管道中的位置最好這樣來選：使得聲波通過管體材料和連接體20所走的路徑40，比之于聲波穿過空間b所走的路徑42要長得多。對聲波傳播的路徑作了這樣的選擇之后，再考慮聲波在氣體和在管材中傳播速度，就有可能保證使通過空間（由于空間中有氣體）沿著路徑42傳來的這部份聲波，比通過管道沿著路徑40傳來的聲波，要先到達(dá)檢測傳感器4。