砂分离器界面检测的制作方法_2

文档序号:9568386阅读:来源:国知局
器包括压电元件,并且所述拾取传感器包括压电元件。
[0027]根据方面,一种包括分离腔和排出口的砂分离器,包括:
与所述分离腔的内部流体连通的振动叉密度计,被配置为指示液/固界面;
所述叉密度计的振动元件,被配置为振动;
驱动器,被配置为接收驱动器信号,其中,所述驱动器还被配置为使所述振动元件振动;
拾取传感器,被配置为检测所述振动元件的振动并生成表示检测到的所述振动的拾取信号;以及
与所述叉密度计电通信的计量器电子设备,被配置为将所述驱动器信号提供到所述驱动器并接收来自所述叉密度计的所述拾取信号。
[0028]优选地,所述拾取信号是所述拾取传感器的信号强度。
[0029]优选地,所述拾取信号是电压。
[0030]优选地,所述计量器电子设备计算所述驱动器信号和所述拾取信号之间的相位差。
[0031]优选地,所述砂分离器还包括排出口,所述排出口被配置为将材料从所述砂分离器释放。
[0032]优选地,所述排出口包括由所述计量器电子设备可致动的阀。
[0033]根据方面,一种检测砂分离器中的液/固界面的方法,包括以下步骤:
使位于砂分离器中的振动元件振动;
测量所述振动元件的振动响应;
将所述振动响应与参考值进行比较;以及检测所述砂分离器中的所述液/固界面的水平。
[0034]优选地,所述方法还包括以下步骤:如果所述振动响应的强度低于预定阈值,则指示所述砂分离器中的所述液/固界面的存在。
[0035]优选地,所述方法还包括以下步骤:如果所述振动响应和所述参考值之间的相位差低于预定阈值,则指示所述砂分离器中的所述液/固界面的存在。
[0036]优选地,所述方法还包括以下步骤:如果所述液/固界面超过预定水平,则从所述砂分离器中清空固体。
[0037]优选地,所述方法还包括打开所述砂分离器的排出口的步骤。
[0038]根据方面,一种检测砂分离器中的液/固界面的方法,包括以下步骤:
将振动计量器放置在砂分离器中;
使所述振动计量器的振动元件以所述振动元件和围绕所述振动元件的流体的共振频率振动;
接收来自所述振动计量器的拾取传感器的信号;以及检测所述液/固界面的存在。
[0039]优选地,所述方法还包括维持驱动信号和拾取信号之间的固定相位差的步骤。
[0040]优选地,所述固定相位差为大约45°。
[0041]优选地,所述方法还包括以下步骤:指示何时所述振动计量器不能够维持所述驱动信号和所述拾取信号之间的所述固定相位差。
[0042]优选地,所述方法还包括以下步骤:指示何时所述驱动信号和所述拾取信号之间的所述相位差与所述固定相位差波动大于预定量。
[0043]优选地,所述方法还包括指示何时所述振动元件停止振动的步骤。
[0044]优选地,所述方法还包括以下步骤:如果所述振动响应的强度低于预定阈值,则指示所述砂分离器中的所述液/固界面的存在。
[0045]优选地,所述强度包括电压。
[0046]优选地,所述方法还包括以下步骤:如果检测到所述液/固界面,则将固体从所述砂分离器中清空。
[0047]优选地,所述方法还包括打开所述砂分离器的排出口的步骤。
【附图说明】
[0048]在所有附图上相同的附图标记表示相同的元件。附图不一定是成比例的。
[0049]图1图示了现有技术的砂分离器;
图2图示了振动密度计的实施例;
图3图示了具有液/固界面检测器的砂分离器的实施例;
图4是图示了在使用中的具有液/固界面检测器的砂分离器的图;以及图5也是图示了在使用中的具有液/固界面检测器的砂分离器的图。
【具体实施方式】
[0050]图1-5和以下描述描绘了用于教导本领域技术人员如何制作和使用砂分离器和相关的方法的实施例的最佳模式的具体示例。出于教导发明原理的目的,一些常规方面已经被简化或被省略。本领域技术人员将认识到落入本发明的范围内的来自这些示例的变型。本领域技术人员将认识到下面描述的特征能够以各种方式来组合以形成本发明的多个变型。因此,本发明不限于下面描述的具体示例,而是仅由权利要求及其等价物限制。
[0051]图1图示了现有技术的砂分离器100。入口 102允许液/固混合物进入砂分离器100用于将液相与混合物的固相分离的目的。通常,携带在水中的砂、沉积物和碎肩(统称为“固体)从水中被分离。然而,其他液体和固体通过本实施例而被设想到,并且本文中提供的示例不应当被认为是限制能够包括液体的流体的范围。流体能够包括气体。备选地,流体能够包括多相流体,诸如包括夹带气体、夹带固体、多种液体或其组合的液体。
[0052]入口 102被定位靠近分离器100的顶部区域104并且与垂直轴偏移使得混合物稍微正切地进入分离器100从而在分离腔106内部创建圆形流动模式。该流动模式通过离心力使较重的固体行进到分离腔106的内表面108。固体倾向于朝向分离器100的底部区域110落下并且最终落到固体滞留区域112中。在该实施例中,固体滞留区域112仅仅是分离器100的底部区域110的一部分。在其他实施例中,设想到用于砂收集的分离腔。基本上没有固体的液体通过导管114被抽取并且通过出口 116离开分离器100。为了清洗累积的固体,排出口 118位于靠近能够被打开以释放这些固体的固体腔112。排出口可以包括阀。如对本领域技术人员将显而易见的那样,如果固体在特定分离器100中累积超过特定水平,则分离器100可能堵塞,并且固体将需要以不与流水作业一致的方式被手动清洗,由此中断这样的过程。
[0053]为了检测砂分离器100中的液/固界面,提供的实施例利用振动计量器120。图2图示了振动计量器120。振动元件122 (通常具有“叉”或“叉齿”设计)由驱动器124驱动来以一定频率振动。具有振动元件122的拾取传感器126检测振动元件122的振动。计量器电子设备128连接到驱动器124和拾取传感器126。也设想到没有叉或叉齿的振动计量器。
[0054]计量器电子设备128可以经由一个或多个导线130向振动元件122提供电功率。导线130包括来自电源(未示出)、计量器电子设备128或其他控制或计算设备(未示出)的用于数据、功率等的连接。计量器电子设备128可以经由一个或多个导线100控制计量器120和振动元件122的操作。例如,计量器电子设备128可以生成驱动信号并将驱动信号供应到驱动器124,其中,振动元件122使用驱动信号来驱动以生成在诸如个别叉齿的一个或多个振动部件中的振动。驱动信号可以控制振动幅度和/或可以控制振动频率。驱动信号还可以控制振动持续时间和/或振动定时或相位。
[0055]计量器电子设备128经由一个或多个导线130接收来自振动元件122的一个或多个振动信号。例如,计量器电子设备128可以处理所述一个或多个振动信号以便生成密度或粘度测量结果。应当理解,可以根据所述一个或多个振动信号来生成其他或额外的测量结果。在一个实施例中,计量器电子设备128处理从振动元件122接收到的所述一个或多个振动信号以确定一个或多个信号的频率。所述频率可以包括振动元件/流体的共振频率,所述共振频率可以用于确定流体的密度或粘度。在相关的实施例中,来自计量器电子设备128的信号被发送到其他计算或处理设备以用于处理。
[0056]例如,计量器电子设备128还可以处理一个或多个振动信号以确定流体的其他特性,诸如能够被处理以确定流体流动速率的信号之间的粘度或相位偏移。其他振动响应特性和/或流体测量结果被设想到并且在描述和权利要求书的范围内,诸如液体中悬浮的固体的存在和液/固界面的存在。计量器电子设备128还可以耦合到接口 132,并且计量器电子设备128可以经由该接口 132传达信号。计量器电子设备128可以处理接收到的振动信号以生成一个或多个测量值并且可以经由接口 132传达一个或多个测量值。另外,计量器电子设备128可以通过接口 132接收信息,诸如命令、更新、操作值或操作值改变和/或编程更新或改变。另外,接口 132可以能够实现计量器电子设备128和远程处理系统(未示出)之间的通信。接口 132能够具有电通信、光通信或无线
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