способ определения долевого содержания компонентов анализируемой среды и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ определения долевого содержания компонентов анализируемой среды, включающий создание электрического поля с помощью задающего и приемного электродов, размещенных в анализируемой среде, измерение ее электрической проводимости и определение по измеренной величине проводимости долевого содержания компонентов среды, отличающийся тем, что создают электрическое поле с помощью задающего и по крайней мере одного дополнительного приемного электродов, причем измеряют электрическую проводимость среды между каждой парой электродов задающим и одним из приемных электродов путем интегрирования мгновенных значений токов с каждого приемного электрода за время измерения, а по результатам интегрирования определяют долевое содержание газовой компоненты среды, затем по результатам интегрирования с учетом долевого содержания газовой компоненты и в соответствии с экспериментальной зависимостью долей жидкостных компонент от проводимости среды определяют долевое содержание каждой жидкостной компоненты, далее изменяют направление электрического поля и повторно измеряют проводимость среды между каждой парой электродов, затем определяют долевое содержание газовой компоненты и каждой жидкостной компоненты, после чего определяют долевое содержание компонентов среды путем усреднения результатов, полученных при прямом и обратном направлениях электрических полей.

2. Устройство для определения долевого содержания компонентов анализируемой среды, содержащее задающий и приемный электроды, блок управления, блок обработки информации и блок задания входных напряжений, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с источниками положительного и отрицательного напряжений и с шиной земли, а выход соединен с задающим электродом, отличающееся тем, что устройство содержит по крайней мере один дополнительный приемный электрод и по крайней мере два интегратора, коммутатор, аналого-цифровой и нелинейный преобразователи, при этом интегрирующие входы интеграторов соединены соответственно с приемными электродами, входы коммутатора соединены с выходами соответствующих интеграторов, вход аналого-цифрового преобразователя соединен с выходом коммутатора, а выход с первым входом блока обработки информации, к первому входу нелинейного преобразователя подключен выход аналого-цифрового преобразователя, выход нелинейного преобразователя соединен с вторым входом блока обработки информации, при этом первый, второй, третий и четвертый выходы блока управления соединены соответственно с четвертым и пятым входами блока задания входных напряжений, с управляющими входами интеграторов и с управляющим входом коммутатора, пятый выход блока управления соединен с управляющими входами аналого-цифрового преобразователя и блока обработки информации.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит экранные электроды, соединенные с шиной земли и размещенные между соседними приемными электродами и между задающим и приемными электродами.

4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит температурный датчик, выход которого соединен с вторым входом линейного преобразователя.

5. Устройство по п.2, отличающееся тем, что блок задания входных напряжений содержит логический элемент ИЛИ и три ключа, входы которых являются соответственно первым, вторым и третьим входами блока задания входных напряжений, выходы ключей объединены и являются выходом блока задания входных напряжений, управляющие входы первого и второго ключей, являющиеся соответственно четвертым и пятым входами блока задания входных напряжений, соединены с первым и вторым входами инвертирующего логического элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу третьего ключа.

6. Устройство по п.2, отличающееся тем, что блок обработки информации содержит задатчик уставки газа, первый, второй и третий логические элементы И, первый и второй логические элементы НЕ, первый, второй и третий счетчики, первый и второй накапливающие сумматоры, индикаторы долевого содержания газа, нефти и воды и компаратор, первый вход которого соединен с задатчиком уставки газа, а второй вход является первым входом блока обработки информации, выход компаратора соединен с первым входом первого логического элемента И и через первый логический элемент НЕ соединен с первым входом второго логического элемента И, второй вход которого, являющийся управляющим входом блока обработки информации, соединен с вторым входом первого логического элемента И, выход первого логического элемента И через первый счетчик подключен к индикатору долевого содержания газа, выход второго логического элемента И соединен с первым входом третьего логического элемента И, второй вход которого является вторым входом блока обработки информации, а выход соединен с входом первого накапливающего сумматора и через второй логический элемент НЕ с входом второго накапливающего сумматора, выходы обоих накапливающих сумматоров через второй и третий счетчики соединены соответственно с индикатором долевого содержания нефти и с индикатором долевого содержания воды.

7. Устройство по п.2, отличающееся тем, что блок управления содержит делитель частоты, четвертый, пятый и шестой логические элементы И, третий логический элемент НЕ, четвертый счетчик и генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к входу делителя частоты и к первому входу четвертого логического элемента И, выходы делителя частоты с первого до предпоследнего соединены соответственно с вторым и последующими входами четвертого логического элемента И, предпоследний выход делителя частоты, являющийся третьим выходом блока управления, также соединен с первыми входами пятого и шестого логических элементов И, последний выход делителя частоты подключен к второму входу шестого логического элемента И, выход которого является первым выходом блока управления, и к входу третьего логического элемента НЕ, выход которого соединен с вторым входом пятого логического элемента И, выход которого является вторым выходом блока управления, выход четвертого логического элемента И, являющийся пятым выходом блока управления, соединен с входом четвертого счетчика, выход которого является четвертым выходом блока управления.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для определения долевого содержания компонентов анализируемой газожидкостной среды, в частности, в нефтеперерабатывающей отрасли при контроле работы нефтяных скважин.

Известен способ измерения долевого содержания компонентов трехкомпонентного потока газа, воды и нефти, включающий подготовку потока перемешиванием мешалкой, измерение момента на валу двигателя и диэлектрической проницаемости потока и обработку результатов измерения [1]

Известно устройство, содержащее узел подготовки потока, выполненный в виде мешалки с установленным на ее валу датчиком момента, датчик состава жидкой фазы, представляющий собой замкнутый зигзагообразный проводник, размещенный на полой трубе, расходомер и вычислительный блок [1]

Недостатками этих способа и устройства являются большой объем оборудования и низкая надежность, определяемые наличием подвижных механических узлов, размещенных в потоке.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ контроля поверхности раздела двухкомпонентной среды, содержащей нефть и воду, использующий разницу в электрической проводимости нефти и воды. Эта разница значительна, так как нефть является изолятором, а вода достаточно хорошим проводником. Способ заключается в том, что создают электрическое поле с помощью задающего и приемного электродов, размещенных в анализируемой среде, измеряют проводимости среды и по величине полученной проводимости определяют компоненты среды [2]

Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство контроля поверхности раздела двухкомпонентной среды нефти и воды, содержащее задающий и приемный электроды, блок управления, блок обработки информации и блок задания выходных напряжений, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с источниками положительного и отрицательного напряжений и с шиной земли, а выход соединен с задающим электродом, приемный электрод подключен к входам усилителей, выходы которых соединены с блоком обработки информации. Устройство осуществляет функцию контроля поверхности раздела двухкомпонентной среды, используя сигнал с приемного электрода, зависящий от электрической проводимости жидкости между электродами, который обрабатывается усилителями и преобразуется в блоке обработки информации в сигнальную информацию о компонентах среды на границе раздела [2]

Недостатками этих технических решений способа и устройства являются невозможность их применения для определения долевого содержания компонентов трехкомпонентной среды, содержащей нефть, воду и газ, так как в прототипе проводилась грубая оценка величин проводимостей компонентов среды, а не точное их измерение. Наличие газа в среде в прототипе не могло быть определено, так как нефть и газ имеют мало отличающиеся проводимости.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является расширение функциональных возможностей путем определения долевого содержания компонентов трехкомпонентной газожидкостной среды.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, достигается тем, что в способе определения долевого содержания компонентов анализируемой трехкомпонентной газожидкостной среды, включающем создание электрического поля с помощью задающего и приемного электродов, размещенных в анализируемой среде, измерение ее электрической проводимости и определение по измеренной величине проводимости долевого содержания компонентов среды, создают электрическое поле с помощью задающего и по крайнем мере одного дополнительного приемного электродов, причем измеряют электрическую проводимость среды между каждой парой электродов задающим и одним из приемных электродов путем интегрирования мгновенных значений токов с каждого приемного электрода за время измерения, а по результатам интегрирования определяют долевое содержание газовой компоненты среды, затем по результатам интегрирования с учетом долевого содержания газовой компоненты и в соответствии с экспериментальной зависимостью долей жидкостных компонентов от проводимости среды определяют долевое содержание каждой жидкостной компоненты, далее изменяют направление электрического поля и повторно измеряют проводимость среды между каждой парой электродов, затем определяют долевое содержание газовой компоненты и каждой жидкостной компоненты, после чего определяют долевое содержание компонентов среды путем усреднения результатов, полученных при прямом и обратном направлении электрических полей.

Технический результат достигается также тем, что устройство для определения долевого содержания компонентов анализируемой трехкомпонентной газожидкостной среды, содержащее задающий и приемный электроды, блок управления, блок обработки информации и блок задания входных напряжений, второй и третий входы которого соединены соответственно с источниками положительного и отрицательного напряжений и с шиной земли, а выход соединен с задающим электродом, содержит также по крайней мере один дополнительный приемный электрод и по крайней мере два интегратора, коммутатор, аналого-цифровой и нелинейный преобразователи, при этом интегрирующие входы интеграторов соединены соответственно с приемными электродами, входы коммутатора соединены с выходами соответствующих интеграторов, вход аналого-цифрового преобразователя соединен с выходом коммутатора, а выход с первым входом блока обработки информации, к первому входу нелинейного преобразователя подключен выход аналого-цифрового преобразователя, выход нелинейного преобразователя соединен с вторым входом блока обработки информации, при этом первый, второй, третий и четвертый выходы блока управления соединены соответственно с четвертым и пятым входами блока задания входных напряжений, с управляющими входами интеграторов и с управляющим входом коммутатора, пятый выход блока управления соединен с управляющими входами аналого-цифрового преобразователя и блока обработки информации.

Технический результат достигается также тем, что устройство дополнительно содержит экранные электроды, соединенные с шиной земли и размещенные между соседними приемными электродами и между задающим и приемными электродами.

Технический результат достигается также тем, что устройство дополнительно содержит температурный датчик, выход которого соединен с вторым входом нелинейного преобразователя.

Технический результат достигается также тем, что блок задания входных напряжений содержит логический элемент ИЛИ и три ключа, входы которых являются соответственно первым, вторым и третьим входами блока задания входных напряжений, выходы ключей объединены и являются выходом блока задания входных напряжений, управляющие входы первого и второго ключей, являющиеся соответственно четвертым и пятым входами блока задания входных напряжений, соединены с первым и вторым входами инвертирующего логического элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу третьего ключа.

Технический результат достигается также тем, что блок обработки информации содержит задатчик уставки газа, первый, второй и третий логические элементы И, первый и второй логические элементы НЕ, первый, второй и третий счетчики, первый и второй накапливающие сумматоры, индикаторы долевого содержания газа, нефти и воды и компаратор, первый вход которого соединен с задатчиком уставки газа, а второй вход является первым входом блока обработки информации, выход компаратора соединен с первым входом первого логического элемента И и через первый логический элемент НЕ соединен с первым входом второго логического элемента И, второй вход которого, являющийся управляющим входом блока обработки информации, соединен с вторым входом первого логического элемента И, выход первого логического элемента И через первый счетчик подключен к индикатору долевого содержания газа, выход второго логического элемента И соединен с первым входом третьего логического элемента И, второй вход которого является вторым входом блока обработки информации, а выход соединен с входом первого накапливающего сумматора и через второй логический элемент НЕ с входом второго накапливающего сумматора, выходы обоих накапливающих сумматоров через второй и третий счетчики соединены соответственно с индикатором долевого содержания нефти и с индикатором долевого содержания воды.

Технический результат достигается также тем, что блок управления содержит делитель частоты, четвертый, пятый и шестой логические элементы И, третий логический элемент НЕ, четвертый счетчик и генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к входу делителя частоты и к первому входу четвертого логического элемента И, выходы делителя частоты с первого до предпоследнего соединены соответственно с вторым и последующими входами четвертого логического элемента И, предпоследний выход делителя частоты, являющийся третьим выходом блока управления, также соединен с первыми входами пятого и шестого логических элементов И, последний выход делителя частоты подключен к второму входу шестого логического элемента И, выход которого является первым выходом блока управления, и к входу третьего логического элемента НЕ, выход которого соединен с вторым входом пятого логического элемента И, выход которого является вторым выходом блока управления, выход четвертого логического элемента И, являющийся пятым выходом блока управления, соединен с входом четвертого счетчика, выход которого является четвертым выходом блока управления.

Осуществление изобретения рассмотрим на приведенном ниже конкретном примере устройства, содержащего 8 приемных электродов и соответственно 8 интеграторов. Очевидно, что с изменением количества приемных электродов меняется дискретность измерения, но не затрагиваются принципы изобретения. На фиг. 1 приведена функциональная схема этого устройства, реализующего способ, содержащая 8 приемных электродов и соответственно 8 интеграторов; на фиг. 2

пример выполнения схемы блока задания входных напряжений; на фиг. 3 пример выполнения схемы блока обработки информации; на фиг. 4 пример выполнения схемы блока управления; на фиг. 5 экспериментальная зависимость доли нефти в нефтеводяной среде от проводимости этой среды; на фиг. 6 временная диаграмма работы блока управления.

Рассматриваемое устройство для определения долевого содержания компонентов анализируемой среды содержит блок 1 задания входных напряжений, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с источниками положительного и отрицательного напряжений и с шиной земли, а выход соединен с задающим электродом 2. Приемные электроды 3 10 соединены с интегрирующими входами соответствующих интеграторов 11 18, входы коммутатора 19 соединены с выходами соответствующих интеграторов 11 18. Вход аналого-цифрового преобразователя 20 соединен с выходом коммутатора 19, а выход с первым входом блока 21 обработки информации. К первому входу нелинейного преобразователя 22 подключен выход аналого-цифрового преобразователя 20, выход нелинейного преобразователя 22 соединен с вторым входом блока 21 обработки информации. Выходы 23 и 24 блока 25 управления соединены соответственно с четвертым и пятым входами блока 1 задания входных напряжений, выход 26 блока 25 управления соединен с управляющими входами интеграторов 11 18, выход 27 блока 25 управления соединен с управляющим входом коммутатора 19. Выход 28 блока 25 управления соединен с управляющими входами аналого-цифрового преобразователя 20 и блока 21 обработки информации.

Экранные электроды 29 соединены с шиной земли и размещены между соседними приемными электродами 3 10 и между задающим 2 и приемными 3 10 электродами.

Выход температурного датчика 30 соединен с вторым входом нелинейного преобразователя 22.

Блок 1 задания входных напряжений содержит три ключа 31, 32, 33, входы которых являются соответственно первым, вторым и третьим входами блока 1 задания входных напряжений. Выходы ключей 31, 32, 33 объединены и являются выходом блока 1 задания входных напряжений. Управляющие входы ключей 31 и 32, являющиеся соответственно четвертым и пятым входами блока 1 задания входных напряжений, соединены с первым и вторым входами инвертирующего логического элемента ИЛИ 34, выход которого подключен к управляющему входу ключа 33.

Блок 21 обработки информации содержит компаратор 35, первый вход которого соединен с задатчиком 36 уставки газа, а второй вход является первым входом блока 21 обработки информации. Выход компаратора 35 соединен с первым входом логического элемента И 37 и через логический элемент НЕ 38 соединен с первым входом логического элемента И 39, второй вход которого, являющийся управляющим входом блока 21 обработки информации, соединен с вторым входом логического элемента И 37. Выход логического элемента И 37 через счетчик 40 подключен к индикатору 41 долевого содержания газа. Выход логического элемента И 39 соединен с первым входом логического элемента И 42, второй вход которого является вторым входом блока 21 обработки информации, а выход соединен с входом накапливающего сумматора 43 и через логический элемент НЕ 44 с входом накапливающего сумматора 45. Выходы обоих накапливающих сумматоров через соответствующие счетчики 46 и 47 соединены соответственно с индикатором 48 долевого содержания нефти и с индикатором 49 долевого содержания воды.

Блок 25 управления содержит генератор 50 тактовых импульсов, выход которого подключен к входу делителя 51 частоты и к первому входу логического элемента И 52. Выходы делителя 51 частоты с первого до предпоследнего соединены соответственно с вторым и последующими входами логического элемента И 52. Предпоследний выход делителя 51 частоты, являющийся выходом 26 блока 25 управления, также соединен с первыми входами логических элементов И 53 и И 54. Последний выход делителя 51 частоты подключен к второму входу логического элемента И 54, выход которого является выходом 24 блока 25 управления, и к входу логического элемента НЕ 55, выход которого соединен с вторым входом логического элемента И 53, выход которого является выходом 23 блока 25 управления. Выход логического элемента И 52, являющийся выходом 28 блока 25 управления, соединен с входом счетчика 56, выход которого является выходом 27 блока 25 управления.

Реализацию способа рассмотрим на примере, в котором используются 8 приемных электродов. В трубопроводе, изготовленном из диэлектрического материала, по которому протекает трехкомпонентный газожидкостной поток, помещается задающий электрод 2, выполненный в виде металлического кольца, расположенного на внутренней поверхности трубы перпендикулярно к приемным металлическим электродам 3 10, имеющим длину L₁ и расположенным на внутренней поверхности трубы параллельно оси трубы на расстоянии L₂ от задающего электрода 2.

Приемные электроды 3 10 делят объем трубы, определяемый сечением трубы S, длиной L₁ приемных электродов и расстоянием L₂ между задающим 2 и приемными электродами 3 10, на части.

К измеряемой среде через задающий электрод 2 прикладывается электрический потенциал, благодаря которому создается электрическое поле между задающим 2 и приемными 3 10 электродами.

Величина мгновенного тока между задающим и данным приемным электродами определяется электрической проводимостью среды, находящейся в данный момент между задающим и данным приемным электродами.

Известно, что электрическая проводимость газа имеет величину <10 l/ом, нефти 10^-10 l/ом, воды >10^-7 l/ом. Интегрированием тока, снимаемого с каждого из приемных электродов 3 - 10, определяется среднее значение проводимости среды между задающим и данным приемным электродами за время интегрирования. Метод интегрирования, обеспечивающий точное измерение малых и мало отличающихся друг от друга токов, позволяет по величине напряжения на выходе интегратора легко определить, какая из компонент газ, нефть или вода находится между задающим и любым из приемных электродов.

Весь диапазон возможных напряжений U на выходе интеграторов 11 18 можно разграничить, например, по следующим уровням:

UU_{г макс}, где U_{г макс} 10 мв напряжение на выходе интегратора, соответствующее максимальному значению напряжения газовой составляющей;

U_{г макс}< U U_{ж мин}, где U_{ж мин} 20 мв - напряжение на выходе интегратора, соответствующее минимальному значению напряжения жидкостной составляющей (100% нефть);

U_{ж мин} < U U_{ж макс}, где U_{ж макс} 4000 мв - напряжение на выходе интегратора, соответствующее максимальному значению напряжения жидкостной составляющей (100% воды).

Напряжение U с выхода каждого из интеграторов 11 18 сравнивается с напряжением уставки U_k, равной



которая учитывает возможность одновременного нахождения на электроде нефтяной и газовой компонент, имеющих проводимости близких порядков.

Если на выходе интегратора зафиксируется напряжение U меньше величины напряжения U_k, то это означает наличие газовой компоненты между задающим и соответствующим данному интегратору приемным электродами, а если величина U окажется больше величины U_k, то это означает наличие жидкостной компоненты между задающим и данным приемным электродами.

Доля газовой компоненты Д_г может быть определена по выражению



где К_г количество приемных электродов, показывающих наличие газовой компоненты,

К_ж количество приемных электродов, показывающих наличие жидкостной компоненты.

Например, при К_г 5 и К_ж 3 величина или в процентахГ 62,5%

Далее определяется долевое содержание жидкостных компонент. На фиг. 5 представлена экспериментальная зависимость долевого содержания нефтяной компоненты Д_н в нефтеводяной среде от величины напряжения U для различных температур T: Н f(U, T),

гдеH долевое содержание нефтяной компоненты Д_н, выраженное в процентах;

T температура среды.

Для каждого интегратора, показавшего наличие жидкостной компоненты, с учетом конкретных величин U и T находим долевое содержание нефтяной компоненты в нефтеводяной среде. Полученные значения по долевому содержанию нефтяной компоненты усредняются.

Долевое содержание водяной компоненты Д_в определяется в соответствии с выражением

Д_в 1 Д_н.

Для получения необходимой степени достоверности определения компонентов среды в потоке производится интегрирование по всем приемным электродам с изменением направления электрического поля путем изменения полярности прикладываемого потенциала. Изменение направления электрического поля в измеряемой среде производится для исключения постоянной составляющей ЭДС среды, для исключения накопления заряда в измеряемой среде и для уменьшения влияния возможных паразитных отложений на электродах.

Полученные за длительное время значения усредняются и представляют собой интегральные значения компонентов среды за время измерения.

Рассматриваемое в качестве примера устройство для реализации способа, содержащее 8 приемных электродов и соответственно 8 интеграторов, работает следующим образом. В соответствии с временной диаграммой блок 25 управления вырабатывает на выходе 23 управляющий сигнал, который поступает в блок 1 задания входных напряжений, отключает через логический элемент ИЛИ 34 ключ 33, при этом с задающего электрода 2 через выход блока 1 снимается земляной потенциал, и включает ключ 31, в результате чего на задающий электрод 2 поступает положительный потенциал. Одновременно блок 25 управления формирует на выходе 26 сигнал, который поступает на управляющие входы интеграторов 11 - 18 и переводит их из режима исходного положения ИП в режим пуска П. Интеграторы в течение интервалов времени t_п интегрируют токи, поступающие на их интегрирующие входы с приемных электродов 3 10. В конце интервала t_п блок 25 управления на выходе 27 вырабатывает сигналы управления коммутатором 19, которые переключают его последовательно из первого состояния до 8-го (по числу интеграторов), а на выходе 28 сигналы управления, которые в каждом состоянии коммутатора 19 запускают аналого-цифровой преобразователь 20 и считывают выходной сигнал компаратора 35 в блоке 21 обработки информации.

Коммутатор 19, находясь в i-ом состоянии (1 i 8), передает напряжение с i-го входа на свой выход. Это напряжение преобразуется на аналого-цифровом преобразователе 20 в соответствующий код, который поступает на первый вход компаратора 35, на второй вход которого поступает код уставки газа с задатчика 36 уставки газа. Задатчик 36 может быть выполнен в виде регистра, на который задается код уставки газа.

Если величина кода на первом входе компаратора 35 меньше или равна величине кода уставки газа, то сигнал с его выхода, считанный сигналом 28, пройдет через логический элемент И 37 на счетный вход счетчика 40 и зафиксируется им в качестве доли газа.

Если величина кода на первом входе компаратора 35 больше величины кода уставки газа, то сигнал с его выхода, проинвертированный логическим элементом НЕ 38 и считанный сигналом 28, пройдет через логический элемент И 39 на первый вход логического элемента И 42, на втором входе которого находится код с выхода нелинейного преобразователя 22. Код с выхода логического элемента И 42 поступает на вход накапливающего сумматора 43 и через логический элемент НЕ 44 на вход накапливающего сумматора 45. В результате в накапливающем сумматоре 43 фиксируется код, соответствующий значению нефтяной компоненты среды ДОЛЯ НЕФТИ, измеренной и усредненной i-ым интегратором за время t_п, а в накапливающем сумматоре 45 код, соответствующий значению водяной компоненты среды ДОЛЯ ВОДЫ.

Аналогично фиксируется доля газа счетчиком 40 или доля нефти и воды накапливающими сумматорами 43 и 45, полученные при обработке напряжений каждого из 8 интеграторов.

Затем в соответствии с временной диаграммой интеграторы 11 18 сигналом 26 переводятся из режима П в режим ИП, сигнал 23 снимается и положительный потенциал от задающего электрода 2 отключается, а через ключ 33 блока 1 к задающему электроду 2 подключается земляной потенциал. Через интервал времени t_ип, необходимый для подготовки интеграторов к следующему рабочему периоду, блок 25 управления вырабатывает сигнал 24, который поступает в блок 1 задания входных напряжений, выключает ключ 33 и включает ключ 32, в результате на задающий электрод 2 поступает отрицательный потенциал. Одновременно блок 25 управления сигналом 26 переводит интеграторы в режим пуска.

Процесс измерения и выделения компонент повторяется, в результате счетчик 40 блока 21 обработки информации или накапливающие сумматоры 43 и 45 фиксируют новые доли газа, нефти и воды.

Указанные процессы повторяются K раз, где K число, кратное степени 2. В течение времени измерения компонент производится усреднение по количеству измерений, реализуемое для доли газа счетчиком 40, имеющим P m + k разрядов, где m число разрядов, выражающее величину доли газа,

k число разрядов, определяющее количество измерений в течение времени t_изм.

При этом m выходных разрядов счетчика 40 поступают на индикатор 41 долевого содержания газа.

Для доли нефти и воды усреднение реализуется аналогично использованием P-разрядных счетчиков 46 и 47, соответственно подключенных m выходными разрядами к индикаторам долевого содержания нефти 48 и воды 49.

Блок 25 управления вырабатывает сигналы управления следующим образом. Генератор 50 вырабатывает тактовые импульсы с периодом T, которые переключают двоичный делитель 51 частоты. На входы логического элемента И 52 поступают сигналы с выхода генератора 50 и с выходов делителя 51 таким образом, что на выходе логического элемента И 52 формируются сигналы 28, которые запускают аналого-цифровой преобразователь 20 и считывают компаратор 35 в блоке 21 обработки информации. Сигнал с выхода логического элемента И 52 также переключает счетчик 56, на выходе которого формируются сигналы 27 управления коммутатором. С выхода делителя 51 с весом T2t_п снимается сигнал 26 управления интеграторами 11 18. Сигнал с весом T4t_п совместно с сигналом с весом T2t_п с выходов делителя 51 формирует на выходе логического элемента И 54 сигнал 24, а инверсный сигнал T4t_п совместно с сигналом с весом T2t_п формирует на выходе логического элемента И 53 сигнал 23.

Расположенные между соседними приемными электродами 3 10 и между задающим 2 и приемными 3 10 электродами заземленные экранные электроды 29 уменьшают взаимное влияние приемных электродов и задающего и приемных электродов при возможных паразитных отложениях на электродах.

Блоки нелинейного преобразователя 22, обработки информации 21 и управления 25 могут быть также реализованы программно-аппаратным способом с использованием микроЭВМ.

Способ и устройство были проверены на экспериментальной лабораторной установке на потоке трехкомпонентной среды. Испытания показали, что предложенное техническое решение обеспечивает определение долевого содержания компонентов нефти, газа и воды.