多次反射声音信号材料检测制造技术

本发明专利技术提供一种用于多次反射声音信号材料检测的装置和方法。所述装置包括容器，所述容器的内部空间容纳有材料，其中所述材料具有至少两个分段层；第一声音传感器和第二声音传感器，所述第一声音传感器和所述第二声音传感器设置在所述容器的侧壁上，其中所述第一声音传感器沿着所述侧壁与第二声音传感器设置在不同的高度；声音信号，所述声音信号从所述第一声音传感器传输到所述容器的所述侧壁中，其中所述声音信号在所述侧壁的内表面和所述侧壁的外表面之间反射，直到在所述第二声音传感器处接收所述声音信号，并且基于所述声音信号，检测所述材料中至少两个所述分段层之间的边界。边界。边界。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多次反射声音信号材料检测
[0001]本专利技术总体上涉及材料检测，并且更具体地涉及多次反射声音信号材料检测。
[0002]对于在工业和商业环境如天然气和石油工业中使用的流体存储容器，了解流体存储容器内的流体量非常重要。虽然有从容器内部检测液位的装置，但从容器外部检测液位是一个具有挑战性的提议。对于炼油厂或加油站的地下油箱中使用的油气罐来说尤其如此，因为在这些地方抵达油箱外部是不切实际或几乎不可能的。由于容器的尺寸以及需要精确测量流体的体积和量，问题出现了。
[0003]在一些情况下，可以通过监测连接到容器的入口管和出口管来测量容器内流体的流入量和流出量。然而，仅仅测量流入量和流出量并不能检测或解释容器中随着时间的推移经常发生的沉积水平。例如，对于原油容器，水和沉积物或污泥是原油的组成部分，一段时间后，它们会在容器内沉淀成层。污泥层主要由结晶石蜡形成，将沿着容器的底面形成，并占据容器内的空间。
[0004]对于长期经历流入和流出的容器，这些沉积水平会增加并减少容器的内部存储容积。因此，监测容器内各层材料的水平非常重要。清洁容器的内部通常是昂贵且耗时的过程，因此了解容器中的沉积物何时达到需要清洁、维护或以其他方式处理的水平是有益的。此外，检测容器内沉积物的情况非常重要，因为沉积物会减少储存流体(例如原油)的可用空间。
[0005]因此，迄今仍未实现工业中解决上述缺陷和不足的需要。
[0006]本专利技术的实施例提供了一种用于多次反射声音信号材料检测的系统、方法和装置，从结构上简要描述，所述装置的一个实施例可以如下实现。用于多次反射声音信号材料检测的装置包括容器，所述容器的内部空间内容纳一定量材料，其中一定量所述材料具有至少两个分段层。第一声音传感器和第二声音传感器定位在所述容器的侧壁上，其中所述第一声音传感器沿着所述侧壁定位在与所述第二声音传感器不同的高度处。声音信号从所述第一声音传感器传输到所述容器的所述侧壁中，其中所述声音信号在所述侧壁的内表面和所述侧壁的外表面之间反射，直到所述声音信号在第二声音传感器处被接收，并且其中一定量所述材料的至少两个分段层之间的边界是通过所述声音信号检测到的。
[0007]本专利技术还可以视为提供一种用于多次反射声音信号材料检测的装置。简而言之，在结构上，所述装置的一个实施例可以如下实现。一容器，所述容器在内部空间内容纳一定量的材料，其中一定量的所述材料具有至少两个分段层，第一声音传感器和第二声音传感器定位在所述容器的侧壁上，其中所述第一声音传感器与所述第二声音传感器沿着所述侧壁定位在不同的高度处。声音信号从所述第一声音传感器传输到所述容器的所述侧壁中，其中所述声音信号在所述侧壁的内表面和所述侧壁的外表面之间反射，直到所述声音信号在第二声音传感器处被接收。至少一个计算装置与所述第一声音传感器和所述第二声音传感器通信连接，其中，计算所述声音信号在所述侧壁的所述内表面和所述侧壁的所述外表面之间多次反射后的能量损失，基于所述能量损失检测一定数量的所述材料的至少两个所述分段层之间的边界，所述侧壁的所述内表面和所述侧壁的所述外表面在所述边界的上方和下方，所述边界位于一定量所述材料的至少两个所述分段层之间。
[0008]本专利技术还可以视为提供用于多次反射声音信号材料检测的方法。在这方面，这种方法的一个实施例可概括为以下步骤：提供一容器，所述容器在内部空间内容纳一定量材料，其中一定量所述材料具有至少两个分段层；将第一声音传感器和第二声音传感器定位在所述容器的侧壁上，其中所述第一声音传感器沿着所述侧壁定位在与所述第二声音传感器不同的高度处；将声音信号从所述第一声音传感器传输到所述容器的所述侧壁中，由此所述声音信号在所述侧壁的内表面和所述侧壁的外表面之间反射；在所述第二声音传感器处接收通过所述侧壁反射的所述声音信号；基于接收到的所述声音信号确定一定量所述材料中至少两个所述分段层之间的边界。
[0009]在研究了以下附图和详细描述后，本专利技术的其他系统、方法、特征和优点对于本领域技术人员来说将是显而易见的。所有这样的附加系统、方法、特征和优点旨在包括在本说明书内、在本专利技术的范围内、并且受到所附权利要求的保护。
[0010]参考以下附图可以更好地理解本专利技术的许多方面。附图中的部件不一定按比例绘制，而是强调清楚地示出本专利技术的原理。此外，在附图中，在不同视图中，相同的附图标记表示相应的部分。
[0011]图1是本专利技术第一实施例中用于声音信号材料检测的装置的截面示意图。
[0012]图2是本专利技术第二实施例中用于多次反射声音信号材料检测的装置的截面示意图。
[0013]图3是本专利技术第二实施例中，如图2所示的用于多次反射声音信号材料检测的装置的具体横截面示意图。
[0014]图4是本专利技术第二实施例中用于多次反射声音信号材料检测的装置的截面示意图。
[0015]图5是本专利技术第二实施例中用于多次反射声音信号材料检测的装置的截面示意图。
[0016]图6是本专利技术第二实施例中用于多次反射声音信号材料检测的装置的俯视示意图。
[0017]图7是本专利技术第二实施例中用于多次反射声音信号材料检测的方法流程图。
[0018]本专利技术公开涉及改进的器皿、容器和类似存储设施内的材料检测，所述器皿、容器和类似存储设施包含、运输或以其他方式容纳材料，即流体或液体，例如石油产品和化学品。声音传感器用于确定容器内的材料水平和/或确定容器内的材料或多种材料的分段边界。例如，可以检测到达容器内预定高位置或容器内预定低位置的材料水平，其中这些预定高位置和预定低位置可以分别对应于容器中的高填充水平和低填充水平。还可以确定已分离成两个或更多个不同层的材料之间的边界，例如利用经历沉积沉降或分离的流体，就如在一段时间内油基材料和水基材料可能发生的情况。
[0019]总的来说，图1是根据本专利技术的第一实施例的用于声音信号材料检测的装置10的横截面示意图。如图1所示，用于声音信号材料检测的装置10，在本文中可简称为“装置10”，包括容器40，容器40包含一种或多种材料16，通常为液体、流体或粘性材料。虽然容器40中可以包括任何类型的流体材料，但为了公开清楚，本专利技术公开使用原油作为容器40内的材料16的示例。材料16占据容器40的内部部分42或内部空间。由于材料16没有完全且全部填充容器的内部部分42，所以气体层18或类似气体位于材料16上方。
[0020]多个声音传感器20A
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20D或换能器沿着容器40的侧壁44设置，并沿着侧壁44的各个高度设置。所述声音传感器20A
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20D放置的位置是在容器40的外表面上，并且可以选择特定高度以测量其中在相应高度处的材料16的特性。例如，声音传感器20A
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20B定位在容器40的顶面46附近，而声音传感器20C
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20D定位在容器40的底面48附近。这些声音传感器20A
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20D用作“水平”传感器并且可以定位在诸如“高”(20B)和“低”(20C)或“高
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于多次反射声音信号材料检测的装置，其特征在于，所述装置包括：容器，所述容器的内部空间容纳有一定量的材料，其中一定量的所述材料具有至少两个分段层；第一声音传感器和第二声音传感器，所述第一声音传感器和所述第二声音传感器设置在所述容器的侧壁上，其中所述第一声音传感器沿着所述侧壁与第二声音传感器设置在不同的高度；以及声音信号，所述声音信号从所述第一声音传感器传输到所述容器的所述侧壁中，其中所述声音信号在所述侧壁的内表面和所述侧壁的外表面之间反射，直到在所述第二声音传感器处接收所述声音信号，并且基于所述声音信号，检测一定量所述材料中至少两个所述分段层之间的边界。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，确定至少两个所述分段层中的一个或多个的材料特性。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述第一声音传感器和所述第二声音传感器中至少一个的高度位置是可调节的。4.根据权利要求1、2或3所述的装置，其特征在于，还包括与所述第一声音传感器和所述第二声音传感器通信连接的至少一个计算装置，通过至少一个所述计算装置确定所述声音信号的飞行时间。5.根据权利要求1、2、3或4所述的装置，其特征在于，所述第二声音传感器控制从所述第一声音传感器传输的所述声音信号的相移；所述第一声音传感器和所述第二声音传感器中的至少一个确定所述容器的所述侧壁的厚度；所述第一声音传感器和所述第二声音传感器中的至少一个与所述容器的所述侧壁设置有一角度，其中从所述第一声音传感器传输的信号以非垂直的角度传输到所述侧壁中；或者沿着所述容器的所述侧壁的切面调节所述第一声音传感器和所述第二声音传感器中的至少一个。6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的装置，其特征在于，基于所述声音信号在所述侧壁的所述内表面和所述侧壁的外表面之间的反射计数，检测一定量的所述材料中至少两个所述分段层之间的所述边界，所述侧壁的所述内表面和所述侧壁的所述外表面位于阻抗屏障的上方和下方，所述阻抗屏障形成于一定量的所述材料中至少两个所述分段层之间的所述边界上。7.一种用于多次反射声音信号材料检测的方法，其特征在于，所述方法包括：提供容器，所述容器的内部空间内容纳一定量的材料，其中一定量的所述材料具有至少两个分段层；将第一声音传感器和第二声音传感器设置在所述容器的侧壁上，其中所述第一声音传感器沿着所述侧壁与所述第二声音传感器设置在不同的高度；将声音信号从所述第一声音传...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉扎尔，
申请(专利权)人：感知传感器技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：