[发明专利]一种输气管道低洼处积液监测系统及方法

权利要求书

1.一种输气管道低洼处积液监测系统及方法，包括：由超声波发射斜探头(2)、超声波接收斜探头I(3)、超声波接收斜探头II(4)和电缆(5)组成的超声波监测系统，由示波器(6)、计算机(7)、气液界面(8)、液固界面(9)、天然气层(10)和积液层(11)组成的输气管道(1)低洼处积液测量装置，所述超声波发射斜探头(2)位于输气管道(1)低洼处上表面A点，向输气管道(1)管壁发射超声波，所述超声波接收斜探头I(3)、超声波接收斜探头II(4)用于接收超声波，分别位于输气管道(1)低洼处上表面B、C点，所述示波器(6)对超声波信号进行分析处理，以波形图的形式显示在示波器(6)显示屏上，所述计算机(7)用于接收示波器(6)信号并计算积液层(11)厚度。

2.根据权利要求1所述的一种输气管道低洼处积液监测系统及方法，其特征在于，一种输气管道低洼处积液监测方法，并包括如下步骤：

步骤1：将超声波发射斜探头(2)、超声波接收斜探头I(3)、超声波接收斜探头II(4)分别用电缆(5)与示波器(6)连接，示波器(6)与计算机(7)用电缆(5)连接，形成一个完整的输气管道(1)低洼处积液监测系统；

步骤2：将超声波发射斜探头(2)用超声波耦合剂固定在输气管道(1)低洼处上表面A点，向输气管道(1)管壁发射超声波，超声波接收斜探头I(3)、超声波接收斜探头II(4)位于输气管道(1)低洼处上表面，并沿着远离超声波发射斜探头(2)方向移动，当示波器(6)显示屏的波峰达到最大值时，将超声波接收斜探头I(3)用超声波耦合剂固定在输气管道(1)低洼处上表面B点，同时记录超声波经气液界面(8)反射回输气管道(1)低洼处上表面B点时间t₁，超声波接收斜探头II(4)由B点开始继续扫描，当示波器(6)显示屏的波峰达到下一个峰值时，将超声波接收斜探头II(4)用超声波耦合剂固定在输气管道(1)低洼处上表面C点，此时记录下超声波经气液界面(8)折射、液固界面(9)反射再经气液界面(8)折射回输气管道(1)低洼处上表面C点时间t₂，超声波在积液层(11)传播时间为：△t＝t₂－t₁；

步骤3：由于超声波在天然气层(10)和积液层(11)中传播速度不同，超声波经过气液界面(8)时将发生折射，超声波的入射角与折射角满足折射定律其中α为超声波在气液界面(8)的入射角，β为超声波在气液界面(8)的折射角，v₁为超声波在天然气层(10)的传播速度，v₂为超声波在积液层(11)的传播速度；

步骤4：输气管道(1)低洼处下倾角为θ，超声波经气液界面(8)折射后在液固界面(9)的入射角为β+θ，超声波经气液界面(8)折射、液固界面(9)反射后在气液界面(8)的入射角为β+θ，在△EFG中，三角形满足正弦定理根据折射定律、正弦定理以及步骤3中的已知条件求得输气管道(1)低洼处F处的积液厚度h，其中

3.根据权利要求1所述的一种输气管道低洼处积液监测系统及方法，其特征在于，所述的超声波发射斜探头(2)、超声波接收斜探头I(3)、超声波接收斜探头II(4)均通过超声波耦合剂固定在输气管道(1)低洼处上表面。