Многофазный расходомер с непрерывным источником рентгеновского излучения Российский патент 2024 года по МПК G01F1/74 

Заявленное изобретение относится к области измерения параметров многофазного потока смеси, в частности к устройству, способному измерять расход и/или состав многофазной смеси без предварительной сепарации её компонентов. Заявленное устройство может использоваться в информационно-измерительных системах нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленностей.

В нефтегазовой промышленности для определения фазового состава смеси широко используются методы рентгеновской или гамма-денситометрии. Эти методы основаны на различии в коэффициентах ослабления фотонов рентгеновского спектра веществами, присутствующими в смеси, и описываются законом Бугера-Ламберта-Бера:

,

где - интенсивность рентгеновского излучения, прошедшего слой вещества, - это интенсивность рентгеновского излучения до входа в вещество, K - линейный коэффициент ослабления, - толщина слоя поглощающего вещества.

Особый интерес представляет определение состава флюида, который включает в себя воду, нефть (жидкие углеводороды) и природный газ. Для проведения денситометрических измерений в таких случаях удобно использовать излучение с двумя энергетическими диапазонами: низкой (20-40 кэВ) и высокой (50-80 кэВ) энергии. На низких энергиях разница в коэффициентах поглощения между водой и жидкими углеводородами максимальна, что позволяет их различить. Однако на высоких энергиях разница в поглощении между водой и жидкими углеводородами становится незначительной, в то время как разница между жидкими и газообразными компонентами увеличивается.

Известно изобретение по патенту RU № 2533758 «Устройство и способ для измерения многофазного потока флюида». Сущностью является устройство для измерения скорости потока многофазной смеси флюида, содержащее: средство излучения, адаптированное для генерации луча фотонов, чтобы облучать упомянутую смесь пространственно вдоль участка потока смеси, средство детектирования, пространственно сконфигурированное для приема фотонов, исходящих от упомянутого участка потока смеси, в различных интервалах времени, чтобы формировать изображение пространственного распределения принятых фотонов для каждого упомянутого интервала времени, и средство анализа, адаптированное для определения скорости потока одной или более фаз упомянутой смеси на основе временной последовательности изображений пространственных распределений принятых фотонов, при этом упомянутое средство детектирования включает в себя двумерную матрицу детекторных элементов, и упомянутое средство излучения адаптировано, чтобы генерировать фотоны на первом энергетическом уровне и втором энергетическом уровне, причем для первого энергетического уровня коэффициенты поглощения фотонов для двух различных фаз, содержащихся в упомянутой смеси, по существу равны, и причем для второго энергетического уровня коэффициенты поглощения фотонов для упомянутых двух фаз упомянутой смеси отличаются.

Известное устройство обладает возможностью фильтровать поток фотонов от рентгеновских источников. Существует два возможных варианта работы: использование двух импульсных рентгеновских источников с различными потенциалами на рентгеновских трубках, работающих поочередно, или одной рентгеновской трубки, работающей в импульсном режиме и изменяющей потенциал от импульса к импульсу. Частота импульсов напрямую пропорциональна скорости потока многофазной жидкости, которую требуется измерить. Для типичных значений скорости потока (1-10 м/с) и размеров детекторного элемента порядка 1 мм, характерных для этого многофазного расходомера, частота следования рентгеновских импульсов должна составлять около 100 Гц и выше. Однако, импульсные рентгеновские источники, способные работать с такой высокой частотой, являются сложными и дорогостоящими устройствами, и их ресурс эксплуатации обычно ограничен.

Известно изобретение по патенту RU № 2565346 «Устройство и способ для измерения расхода и состава многофазной флюидной смеси». Сущностью является устройство для измерения расхода и/или состава многофазной флюидной смеси, содержащее: средство излучения, выполненное с возможностью генерации импульсного пучка фотонов для облучения флюидной смеси пространственно вдоль участка потока смеси; средство управления, выполненное с возможностью приложения напряжения к средству излучения; средство обнаружения, пространственно сконфигурированное для приема фотонов, исходящих от участка потока смеси, чтобы сформировать изображения пространственного распределения принятых фотонов для каждой из точек во времени; и средство анализа, выполненное с возможностью определения расхода одной или более фаз смеси и/или состава смеси на основе временной последовательности изображений пространственного распределения принятых фотонов, отличающееся тем, что напряжение, прикладываемое к средству излучения, является предопределенным, зависимым от времени напряжением, имеющим любой ход изменения между начальным напряжением (U1) и конечным напряжением (U2) в течение одного импульса фотонов; и фотоны, исходящие от участка потока смеси, принимаются в различные моменты времени в течение одного импульса фотонов.

Для уменьшения влияния рассеянного излучения на получаемые изображения часто применяется противорассеивающая рентгеновская маска после участка потока многофазной жидкости.

У известного устройства особенность заключается в использовании импульсного источника рентгеновского излучения, который позволяет изменять потенциал на рентгеновской трубке в течение импульса. Таким образом, достигается необходимый спектр фотонов, попадающих на матричный рентгеновский детектор. Эта конструкция многофазного рентгеновского расходомера аналогична описанной в патенте RU №2533758, и имеет все указанные выше недостатки: сложная и дорогостоящая конструкция, низкий ресурс эксплуатации, что снижает надежность прибора.

Кроме того, при калибровке известного расходомера не учитывается распределение коэффициентов поглощения рентгеновского излучения различными компонентами многофазной жидкости (нефть, газ, вода) в зависимости от энергии рентгеновских лучей. Это приводит к низкой точности измерений.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является изобретение по патенту RU № 2663418 «Многофазный расходомер». Сущностью является многофазный расходомер для измерения расхода и/или состава многофазной жидкости, содержащий средство излучения, рентгенопрозрачный участок трубопровода для исследования многофазной жидкости, после которого расположена противорассеивающая рентгеновская маска для снижения влияния излучения на изображение, матричный рентгеновский детектор в качестве средства обнаружения, средство анализа, выполненное с возможностью определения расхода одной или более фаз жидкости и/или ее состава, отличающийся тем, что перед матричным рентгеновским детектором установлен рентгеновский фильтр, который выполнен из двух видов фильтрующих материалов, имеющих различный коэффициент поглощения и расположенных в шахматном порядке так, чтобы каждая клетка фильтра находилась над собственным пикселем матричного детектора, при этом после рентгенопрозрачного участка, параллельно матричному рентгеновскому детектору установлен спектрометр, служащий для измерения интенсивности рентгеновского излучения с учетом ее распределения по энергиям фотонов.

Недостатками известного технического решения является:

1. Отсутствие контроля мощности рентгеновского излучения, что приводит к флуктуациям результатов измерений вследствие нестабильности источников рентгеновского излучения.

2. Используется коллиматор в виде диафрагмы, что приводит к засвечиванию существенной области вне матрицы приёмника прямыми рентгеновскими лучами.

3. Использование трапециевидного сечения трубы многофазного расходомера (МФР), которое создается фрезерованием на станке с числовым программным управлением, что является менее технологичным по сравнению с круглым сечением в заявленном техническом решении.

Технической проблемой, решаемой заявленным изобретением, является сложность применения известных импульсных методов, низкая точность измерений, отсутствие контроля мощности, засвечивание существенной области вне матрицы приёмника прямыми рентгеновскими лучами, сложность изготовления различных некруглых сечений рентгенопрозрачной секции.

Техническим результатом заявленного технического решения является устранение недостатков прототипа, а именно, разработка многофазного расходомера с непрерывным источником рентгеновского излучения, позволяющего достигнуть:

1. Возможность получать значение интенсивности рентгеновского излучения до входа в вещество I⁰ в формуле (1), что позволяет корректировать каждую рентген-фотографию, исключая флуктуации рентгеновского излучения, благодаря использованию обратной связи в виде детектора излучения, расположенного до измеряемой среды.

2. Уменьшение пятна засвета рентгеновским излучением благодаря использованию комбинированного коллиматорно-защитного устройства в виде свинцового блока оптимальной длины, что позволяет уменьшить толщину защиты за счет меньшего разлета рентгеновского излучения.

3. Повышение технологичности благодаря использованию круглого сечения трубы многофазного расходомера (МФР) за счет применения более простых стандартных технологических процедур по сравнению с фрезерованием на станке с числовым программным управлением для создания трапециевидного профиля.

Сущностью заявленного технического решения является многофазный расходомер с непрерывным источником рентгеновского излучения, содержащий рентгеновский источник в качестве средства излучения с обратной связью через детектор излучения; рентгенопрозрачный участок трубопровода с возможностью исследования многофазной жидкости; матричный рентгеновский детектор в качестве средства обнаружения с отверстием в центральной области для размещения входного отверстия спектрометра с возможностью обеспечения фотографирования потока с заданной частотой кадров; рентгеновский спектрометр с возможностью измерения спектра мощности рентгеновского излучения; средство анализа с возможностью обработки данных, поступающих с матричного рентгеновского детектора, рентгеновского спектрометра и определения расхода одной или более фаз измеряемой среды, отличающийся тем, что после рентгеновского источника расположено коллиматорно-защитное устройство в виде свинцового блока, в котором выполнено сквозное отверстие в виде усеченного конуса, образованного с одной стороны отверстием рентгеновского источника, а со второй стороны максимальным размером матричного рентгеновского детектора; далее расположен детектор излучения таким образом, что его измерительная часть расположена в потоке рентгеновского излучения с возможностью измерений интенсивности рентгеновского излучения до входа в вещество от рентгеновского источника с целью дальнейшей коррекции результатов измерений и контроля работы источника рентгеновского излучения, а рентгенопрозрачный участок трубопровода выполнен круглого сечения.

Заявленное техническое решение иллюстрируется Фиг. 1, Фиг. 2.

На Фиг. 1 представлено схематичное изображение заявленного многофазного расходомера с непрерывным источником рентгеновского излучения, где:

1 - рентгеновский источник,

2 - коллиматорно-защитное устройство в виде свинцового блока,

3 - детектор излучения,

4 - рентгенопрозрачный участок трубопровода круглого сечения,

5 - матричный рентгеновский детектор,

6 - рентгеновский спектрометр.

На Фиг. 2 представлено схематичное изображение коллиматорно-защитного устройства и иллюстрация меньшего разлета рентгеновского излучения и уменьшения пятна засвета рентгеновским излучением в заявленном устройстве, где:

2а - показано распространение рентгеновского излучения при применении предлагаемого коллиматорно-защитного устройства. Надо учитывать, что зона генерации рентгеновского излучения не является точечным источником, а фактически является областью ограниченной окном в вольфрамовой оболочке рентгеновской лампы, а следовательно при проектировании необходимо учитывать рентгеновские лучи, генерируемые на краях области генерации, что фактически и показано на фигуре.

2б - показано распространение рентгеновского излучения при применении простой плоской диафрагмы как в прототипе, фактически при проектировании такого коллиматора считалось, что источник точечный, не учитывались лучи от краёв зоны генерации рентгеновского излучения, что приводит к увеличению зоны засвета прямыми лучами.

Далее заявителем приведено описание заявленного технического решения.

Заявленный многофазный рентгеновский расходомер позволяет исключить необходимость использования дорогостоящего матричного рентгеновского детектора со спектральным разрешением по энергиям регистрируемых фотонов или дополнительных рентгеновских источников и детекторов на разную энергию рентгеновского излучения с частотой следования импульсов 100 Гц и выше, или применения шахматных фильтров с необходимостью точной настройки при монтаже указанных фильтров, и дает возможность использовать рентгеновскую трубку с широкополосным спектром излучения (с длительностью импульсов 0,1 с и длиннее) для «непрерывного» режима работы с разными величинами энергий и, используя непрерывный контроль мощности излучения рентгеновского источника, получить высокую повторяемость измерений.

Заявленный многофазный расходомер с непрерывным источником рентгеновского излучения, содержит (Фиг. 1):

рентгеновский источник 1 в качестве средства излучения, с обратной связью через детектор излучения 3 с возможностью коррекции результатов измерений, которая выполняется путем непосредственного измерения интегральной интенсивности рентгеновского излучения до входа в вещество - (формула (1), I⁰), что позволяет использовать значение интенсивности рентгеновского излучения до входа в вещество I⁰ от рентгеновского источника для каждого снимка, а не использовать предварительно записанные данные об интенсивности рентгеновского излучения до входа в вещество и контроля работы источника рентгеновского излучения 1, что позволяет своевременно определить старение рентгеновского источника;

далее расположено коллиматорно-защитное устройство 2 в виде свинцового блока, в котором выполнено сквозное отверстие для прохода рентгеновских лучей в виде усеченного конуса, образованного с одной стороны отверстием рентгеновского источника 1, а со второй стороны максимальным размером матричного рентгеновского детектора 5;

далее расположен детектор излучения 3 таким образом, что его измерительная часть расположена в потоке рентгеновского излучения с возможностью измерений интенсивности рентгеновского излучения до входа в вещество от рентгеновского источника 1 (I⁰) с целью дальнейшей коррекции результатов измерений и контроля работы источника рентгеновского излучения 1;

далее расположен рентгенопрозрачный участок 4 трубопровода с возможностью исследования многофазной жидкости, выполненный круглого сечения;

далее на пути лучей от рентгеновского источника 1, прошедших рентгенопрозрачный участок трубопровода 4, расположен матричный рентгеновский детектор 5 в качестве средства обнаружения, выполненный с отверстием в центральной области для размещения входного отверстия спектрометра 6, с возможностью обеспечения фотографирования потока с заданной частотой кадров;

далее расположен рентгеновский спектрометр 6 с возможностью измерения спектра мощности рентгеновского излучения;

далее расположено средство анализа (на Фиг. 1 не показано) с возможностью обработки данных, поступающих с матричного рентгеновского детектора 5, рентгеновского спектрометра 6 и определения расхода одной или более фаз измеряемой среды.

При этом элементы устройства монтируются на станину (которая не является частью заявленного устройства, так как не оказывает влияния на достижение заявленного технического результата, а обеспечивает отсутствие перемещения элементов устройства между собой) и соединены следующими сборочными операциями.

После рентгеновского источника 1 смонтирован детектор излучения 3, например, винтовым способом. Коллиматорно-защитное устройство 2 присоединено, например, винтовым соединением. Рентгенопрозрачный участок 4 трубопровода для исследования многофазной жидкости смонтирован, например, через хомуты, которые прикручены, например, болтовым соединением. Матричный рентгеновский детектор 5 закреплен, например, винтами. Рентгеновский спектрометр 6 закреплен, например, винтами. Круглое сечение рентгенопрозрачного участка 4 выполнено сверлением.

При этом заявитель поясняет, что, так как в состав измеряемой среды МФР входит нефть и природный газ, МФР помещен во взрывобезопасные оболочки, которые не являются частью заявленного устройства, так как не оказывают влияния на достижение заявленного технического результата.

Использование заявленного рентгеновского многофазного расходомера осуществляется путем измерения перемещения многофазной среды при помощи серий рентгеновских фотографий.

Включают рентгеновский источник 1 в качестве средства излучения на непрерывную работу в течение времени измерений.

Перед началом работы проводят калибровку. Калибровку заявленного рентгеновского многофазного расходомера проводят по нескольким реперным точкам: воздух, нефть при рабочих условиях, вода при рабочих условиях, газ при рабочих условиях. Рентгеновский спектрометр 6 при выполнении процедуры калибровки позволяет учитывать распределение коэффициентов поглощения рентгеновского излучения компонентами многофазной жидкости (например, нефть, газ, вода) в зависимости от энергии рентгеновских лучей. Это существенно повышает точность заявленного расходомера после процесса его калибровки.

Калибровка производится следующим образом: проводятся измерения полностью заполненной трубки водой, нефтью и свободным газом с рабочими значениями энергий, полученные результаты в целом по всей матрице могут быть записаны в виде уравнений:

,

где индекс i принимает значения в, г, н (вода, газ, нефть).

Зная расстояние , т.к. всё измеряемое пространство заполнено общим компонентом, и интенсивности - измеренное значение интенсивности потока I и интенсивности рентгеновского излучения до входа в вещество I⁰, вычисляются эффективные коэффициенты поглощения для каждой из сред.

После калибровки проводят измерение интенсивности рентгеновского излучения.

При этом рентгеновское излучение проходит сначала коллиматорно-защитное устройство 2 в виде свинцового блока, в котором выполнено сквозное отверстие в виде усеченного конуса. Коллиматорно-защитное устройство 2 обеспечивает минимальный засвет рентгеновским излучением не попадающего в матричный рентгеновский детектор. Блок выбирается максимально конструктивно возможной длины, что позволяет по сравнению с прототипом уменьшить толщину защиты за счет меньшего разлета рентгеновского излучения и, соответственно, уменьшить пятно засвета рентгеновским излучением (Фиг. 2). Уменьшение пятна засвета достигается путем учета рентгеновских лучей от зоны генерации рентгеновского излучения, которая не является точечным источником, а фактически является областью, ограниченной окном в вольфрамовой оболочке рентгеновской лампы (Фиг. 2а), в отличие от прототипа, в котором используется плоская диафрагма, при проектировании которой не учитывались лучи от краёв зоны генерации рентгеновского излучения, что приводит к увеличению зоны засвета прямыми лучами.

Флуктуации мощности рентгеновского источника 1 фиксируют при помощи детектора излучения 3, расположенного после коллиматорно-защитного устройства 2 до измеряемой среды и выполняющего функцию обратной связи при корректировке результатов измерений. При этом достигнут заявленный технический результат - достигнута возможность получать значение интенсивности рентгеновского излучения до входа в вещество I⁰ в формуле (1), что позволяет корректировать каждую рентген- фотографию, исключая флуктуации рентгеновского излучения.

Затем рентгеновское излучение проходит измеряемую среду сквозь рентгенопрозрачный участок 4 трубопровода круглого сечения для исследования многофазной среды и попадает на матричный рентгеновский детектор 5, который обеспечивает фотографирование потока с заданной частотой кадров. Затем средство анализа (на Фиг. 1 не показано) обеспечивает вычисление скорости потока, например, корреляционным методом.

Разделение состава смеси осуществляется следующим образом - применяются измерения в двух диапазонах энергий: первом (20-40 кэВ) и втором (50-80 кэВ). Исходя из общих соображений, предполагая, что в измеряемой среде перемешаны вода, нефть и газ, можно записать формулу длины пути рентгеновского излучения в измеряемой среде:

,

где , , - расстояния, пройденные в воде, газе и нефти соответственно, а - общая длина пути, которая рассчитывается для каждого пикселя матрицы, исходя из геометрии прохождения луча от источника до пикселя, вычисляя которые, можно вычислить объем воды, нефти и свободного газа в разрезе каждого пикселя изображения, используя простые геометрические построения.

Тогда закон Бугера-Ламберта-Бера для двух диапазонов энергий может быть записан в виде системы уравнений для каждого пикселя изображения:

где: и - интенсивности, измеренные на пикселе матричного детектора при разных энергиях, , - измеренные интенсивности рентгеновского излучения до входа в вещество, измеренные при помощи детектора излучения 3, - это эффективное поглощение всеми компонентами смеси, которое представляет собой сумму поглощений воды, нефти и свободного газа, .

Получив из последней формулы расстояние, которое прошел рентгеновский луч в каждой среды для каждого пикселя изображения, производится попиксельный переход от фотоизображения к трем матрицам, в которых содержится информация об объеме воды, нефти и газа для каждой точки рентгенопрозрачного участка. Эта информация получается из простых геометрических построений прохождения рентгеновских лучей через рентгено-прозрачную секцию и площади пикселя, а также полученных длин , и . Разделив таким образом поток на три составляющие для каждого кадра измерительной серии, на основе корреляционного метода вычисляется объемный расход каждой компоненты. Применяя известные стандартизованные процедуры объемный расход пересчитывается в массовый для нефти и воды, и объёмный в нормальных условиях для газа.

Далее заявителем приведен пример осуществления заявленного технического решения.

Было изготовлено заявленное устройство, собранное и работающее по описанному выше алгоритму. Круглое сечение рентгенопрозрачного участка 4 выполнено стандартными технологическими приёмами без использования сложной оснастки.

Коллиматорно-защитное устройство 2 в виде свинцового блока, в котором выполнено сквозное отверстие в виде усеченного конуса, выполнено длиной 58 мм, при котором обеспечивается снижение площади засвета рентгеновскими лучами на 63% по сравнению с прототипом.

Включают рентгеновский источник 1 в качестве средства излучения на непрерывную работу в течение времени измерений и проводят калибровочные измерения и измерения в соответствии с описанным выше алгоритмом и приведенными выше формулами.

Пример расчета приведен для одного пикселя изображения, длина пути рентгеновского луча по рентгенопрозрачной секции которого равна 100 мм.

Сначала проводят калибровку МФР, для чего используют раздельно три среды, полностью заполняющие круглое сечение рентгенопрозрачного участка 4 (вода, нефть, воздух).

Проведение процесса калибровки проводят на тех же энергиях, что и измерения, в примере это 30 кэВ и 80 кэВ:

1. Для воды измеренные значения интенсивности потока составили 965 и 7524 отсчетов аналого-цифрового преобразователя, при этом значения интенсивности рентгеновского излучения до входа в вещество составили 43690 и 45750 отсчетов соответственно. Длина пути внутри среды составила 10 см. Прибегая к указанному выше способу расчета, получено, что линейные коэффициенты поглощения для воды равны: для 30 кэВ - 0.3813, а для 80 кэВ - 0.1805.

2. Для нефти измеренные значения интенсивности потока составили 1710 и 9635 отсчетов аналого-цифрового преобразователя, при этом значения интенсивности рентгеновского излучения до входа в вещество составили 43675 и 45745 отсчетов соответственно. Длина пути внутри среды составила 10 см. Прибегая к указанному выше способу расчета, получено, что линейные коэффициенты поглощения для нефти равны: для 30 кэВ - 0.3239, а для 80 кэВ - 0.1560.

3. Для воздуха измеренные значения интенсивности потока составили 43520 и 45660 отсчетов аналого-цифрового преобразователя, при этом значения интенсивности рентгеновского излучения до входа в вещество составили 43695 и 45760 отсчетов соответственно. Длина пути внутри среды составила 10 см. Прибегая к указанному выше способу расчета, получено, что линейные коэффициенты поглощения для воздуха равны: для 30 кэВ - 0.0004, а для 80 кэВ - 0.0002.

После калибровки провели измерение интенсивности рентгеновского излучения в соответствии с последовательностью действий, описанной выше.

Измерения производились на мощностях излучения 30 кэВ и 80 кэВ, измеренные значения интенсивности потока (I) составили 7257 и 19480 соответственно, при этом значения интенсивности рентгеновского излучения до входа в вещество (I⁰) до прохождения среды составили 43690 и 45750 отсчетов аналого-цифрового преобразователя. Измерение интенсивности рентгеновского излучения до входа в вещество позволяет «замкнуть» обратную связь и контролировать источник рентгеновского излучения для каждого снимка на этапе обработки данных.

После проведенных измерений, подставляя полученные данные в формулу (1), вычислены длины пути, которые рентгеновские частицы проделали в разных средах, а именно:

- длина пути в воде составила 30 мм,

- длина пути в нефти составила 20 мм,

- длина пути в воздухе составила 50 мм.

Далее, используя стандартные методы корреляционного анализа, можно получить объёмный расход каждой компоненты среды, а применяя стандартные утвержденные методы (ГОСТ Р 8.615-2005. Измерения количества извлекаемых из недр нефти и нефтяного газа) осуществить переход к величине расхода воды, нефти и газа, что и является назначением данного прибора.

Таким образом, из описанного выше можно сделать вывод, что заявителем решена техническая проблема и достигнут заявленный технический результат - разработан многофазный расходомер с непрерывным источником рентгеновского излучения, при этом:

1. Достигнута возможность получать значение интенсивности рентгеновского излучения до входа в вещество I⁰ в формуле (1), что позволяет корректировать каждую рентген-фотографию, исключая флуктуации рентгеновского излучения, благодаря использованию обратной связи в виде детектора излучения, расположенного до измеряемой среды (Пример).

2. Достигнуто уменьшение пятна засвета рентгеновским излучением при использовании комбинированного коллиматорно-защитного устройства в виде свинцового блока оптимальной длины, что позволяет уменьшить толщину защиты за счет меньшего разлета рентгеновского излучения (Пример, Фиг. 2).

3. Достигнуто повышение технологичности благодаря использованию круглого сечения трубы МФР за счет применения более простых стандартных технологических процедур по сравнению с фрезерованием на станке с числовым программным управлением для создания трапециевидного профиля (Пример, Фиг. 2).

Заявленное изобретение относится к области измерения параметров многофазного потока смеси, в частности к устройству, способному измерять расход и/или состав многофазной смеси без предварительной сепарации её компонентов. Заявленное устройство может использоваться в информационно-измерительных системах нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленностей. Устройство содержит рентгеновский источник в качестве средства излучения с обратной связью через детектор излучения; рентгенопрозрачный участок трубопровода с возможностью исследования многофазной жидкости; матричный рентгеновский детектор в качестве средства обнаружения с отверстием в центральной области для размещения входного отверстия спектрометра с возможностью обеспечения фотографирования потока с заданной частотой кадров; рентгеновский спектрометр с возможностью измерения спектра мощности рентгеновского излучения; средство анализа с возможностью обработки данных, поступающих с матричного рентгеновского детектора, рентгеновского спектрометра и определения расхода одной или более фаз измеряемой среды. После рентгеновского источника расположено коллиматорно-защитное устройство в виде свинцового блока, в котором выполнено сквозное отверстие в виде усеченного конуса, образованного с одной стороны отверстием рентгеновского источника, а со второй стороны максимальным размером матричного рентгеновского детектора; далее расположен детектор излучения таким образом, что его измерительная часть расположена в потоке рентгеновского излучения с возможностью измерений интенсивности рентгеновского излучения до входа в вещество от рентгеновского источника с целью дальнейшей коррекции результатов измерений и контроля работы источника рентгеновского излучения, а рентгенопрозрачный участок трубопровода выполнен круглого сечения. Технический результат – возможность корректировать каждую рентген-фотографию, исключая флуктуации рентгеновского излучения, уменьшение пятна засвета, повышение технологичности изготовления устройства. 2 ил.

Многофазный расходомер с непрерывным источником рентгеновского излучения, содержащий рентгеновский источник в качестве средства излучения с обратной связью через детектор излучения; рентгенопрозрачный участок трубопровода с возможностью исследования многофазной жидкости; матричный рентгеновский детектор в качестве средства обнаружения с отверстием в центральной области для размещения входного отверстия спектрометра с возможностью обеспечения фотографирования потока с заданной частотой кадров; рентгеновский спектрометр с возможностью измерения спектра мощности рентгеновского излучения; средство анализа с возможностью обработки данных, поступающих с матричного рентгеновского детектора, рентгеновского спектрометра и определения расхода одной или более фаз измеряемой среды, отличающийся тем, что после рентгеновского источника расположено коллиматорно-защитное устройство в виде свинцового блока, в котором выполнено сквозное отверстие в виде усеченного конуса, образованного с одной стороны отверстием рентгеновского источника, а со второй стороны максимальным размером матричного рентгеновского детектора; далее расположен детектор излучения таким образом, что его измерительная часть расположена в потоке рентгеновского излучения с возможностью измерений интенсивности рентгеновского излучения до входа в вещество от рентгеновского источника с целью дальнейшей коррекции результатов измерений и контроля работы источника рентгеновского излучения, а рентгенопрозрачный участок трубопровода выполнен с круглым поперечным сечением.