技术特征：
1.一种用于检测高压输气管道中液体存在的装置，包括：至少一个视镜，在管道的内部设置孔；一个或多个光源；至少一个光传感器，用于接收并感测通过视镜的来自管道内部的反射光；和处理器，用于基于感测的反射光自动检测液体的存在。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述视镜通过侧管道远离气体管道凹入。3.根据权利要求1或权利要求2所述的装置，其中气体管道是天然气管道。4.根据权利要求1所述的装置，其中所述光传感器可操作以测量来自管道内部的反射光的量，并且处理器可操作以基于所测量的反射光的量来检测气体管道内的液体的存在。5.根据权利要求4所述的装置，其中处理器可操作以基于所测量的反射光的量的变化程度来检测气体管道中的液体的存在。6.根据权利要求1或权利要求2所述的装置，其中所述光传感器是至少一个成像装置，用于通过所述视镜捕获管道内部的图像，并且其中处理器基于捕获的图像的特性自动检测液体的存在。7.根据权利要求6所述的装置，其中图像数据与元数据相关联。8.根据权利要求7所述的装置，其中元数据限定以下数据中的一个或多个：图像捕获的时间、日期和位置、管道内的温度、压力、气体流量、液体流量、流动状态、碳氢化合物露点、热值、沃伯指数、水汽含量、水露点、硫化氢含量、二氧化碳含量、氮含量、氧含量、汞含量、苯含量、砷含量或用于过程参数的历史数据以及用户可以添加关于数据的注释和评论的区域、过程变量以及可能影响数据的正在发生的相关活动。9.根据权利要求6所述的装置，其中处理器可操作以基于所捕获图像的特性来确定气体管道内的液体流动状态。10.根据权利要求9所述的装置，其中处理器可操作以基于所确定的液体流动状态来计算气体管道内的液体流速和液体量中的一个或两者。11.根据权利要求9所述的装置，其中处理器可操作以基于管道中的颗粒和液体气溶胶的速度来计算气体流速。12.根据前述权利要求中任一项所述的装置，包括用于照射光传感器的视野内的气体管道的内部的照明系统。13.根据权利要求6所述的装置，其中处理器可操作以根据计算为存在于管壁处的液体的量与计算为夹带在气流中的液体的量的组合来计算气体管道内的液体的流速。14.根据权利要求6所述的装置，其中处理器可操作以通过确定夹带在气流中的液滴的大小、体积和速度来估计气流内夹带的液体的体积。15.根据权利要求6所述的装置，其中处理器能够区分的液体流动状态包括以下中的两个或多个：分散流、珠状流、光滑分层流、波浪分层流、部分环状流、完整的环状流、活塞流和气泡流。16.根据权利要求6所述的装置，其中如果分离静止的或接近静止的液滴出现在捕获的图像中的管壁上而在管壁上不存在连续的液体流，则液体流动状态由处理器确定为分散流。17.根据权利要求16所述的装置，其中如果液体流动状态被确定为分散流，则通过确定
在图像内的管壁上存在的液滴的尺寸和数量来估计管道中的液体量。18.根据权利要求16所述的装置，其中如果液体流动状态被确定为分散流，则通过确定所捕获的图像内的液体量随时间的变化、根据图像内管壁上存在的液滴的大小和数量来确定的液体量来计算液体的流速。19.根据权利要求6所述的装置，其中如果在捕获的图像中在管壁上出现单独的移动液滴而管壁上不存在连续的液体流，则处理器将液体流动状态确定为珠状流。20.根据权利要求19所述的装置，其中如果液体流动状态被确定为珠状流，则通过确定移动液滴的尺寸和速度来计算液体的流速。21.根据权利要求6所述的装置，其中如果在管壁上观察到连续且平滑的液体流，则由处理器确定液体流动状态为光滑分层流。22.根据权利要求14至权利要求21中任一项所述的装置，其中使用边缘检测确定连续的液体流出现在图像中。23.根据权利要求21所述的装置，其中如果液体流动类型被确定为光滑分层流，则根据图像内的液体流的宽度和气体管道的已知的几何形状来计算管道中的液体的体积。24.根据权利要求23所述的装置，其中液体流的宽度通过将图像内的流体的宽度与图像内的已知参考点进行比较来确定。25.根据权利要求21或权利要求23所述的装置，其中光学系统和处理器可操作用于检测在液体流的宽度上的不同位置处的液体表面处的流速，并且基于流体的宽度上的流速曲线计算液体流的体积流量。26.根据权利要求6所述的装置，其中如果在管道壁上存在连续的液体流其中在表面上检测到引起图像中的液体流的宽度和/或深度的变化的周期性的液体波动，则液体流动状态由处理器确定为波浪分层流。27.根据权利要求26所述的装置，其中如果液体流动状态被确定为波浪分层流动，则根据图像内的液体流的平均宽度、液体波动的大小、频率和持续时间中的一个或多个，以及气体管道的已知几何形状来计算管道中的液体的体积。28.根据权利要求6所述的装置，其中如果在图像中检测到液体流动但是在传感器的视野内不能观察到边缘，则处理器将液体流动状态确定为部分环状或全环状。29.根据权利要求28所述的装置，其中处理器可操作以使用成像装置的视野内的所检测的流速曲线来区分部分环状流动状态与全环状流动状态。30.根据权利要求24所述的装置，其中如果液体流动类型由处理器确定为全环状，则通过估计管道底部的液体深度和在管壁周边上的一个或多个其他点处的液体的深度以计算管壁上的液体的平均膜深度，从而计算液体的体积来计算管道中的液体的体积，液体流量可以通过确定观察视野内的表面流量来确定。31.根据权利要求6所述的装置，其中所述视镜从侧管道内的气体管道凹入，并且其中如果成像装置观察到液体波动延伸进侧管道，则由处理器确定液体流动状态为活塞流。32.根据权利要求31所述的装置，其中处理器可操作以根据波动的频率和持续时间来估计平均流量。33.根据权利要求6所述的装置，其中如果在透明或部分透明的液体内观察到气体的气泡，则由处理器将液体流动状态确定为气泡流。
34.根据权利要求33所述的装置，其中如果处理器确定液体流动状态是气泡流，则从已知的管道的几何结构和在视野内所观察到的气泡的平均体积计算管道中的液体或气体的体积。35.根据权利要求6所述的装置，其中处理器可操作以从成像装置的视野内的一个或多个已知参考特征的失真或遮蔽来检测热霾，且在分析捕获的图像中补偿热霾。36.根据权利要求6所述的装置，其中处理器可操作以从投射到管道中的一个或多个照明图案的失真中检测热霾，并且在捕获图像的分析中补偿热霾。37.根据权利要求12所述的装置，其中照明系统是单色的。38.根据权利要求12所述的装置，其中照明系统使用选自可见光、红外线、紫外线和太赫兹的多个波长来照亮气体管道的内部。39.根据权利要求12所述的装置，其中照明系统用单光束照射气体管道的内部，或者利用包括点、线、栅格或其他图案中的一个或多个的成形光束和聚焦光束的组合来照射气体管道的内部。40.根据权利要求39所述的装置，其中光束是静止的或移动的。41.根据权利要求12所述的装置，其中照明系统将准直或未准直的光投射到气体管道中。42.根据权利要求12所述的装置，其中照明系统的照明源与光传感器成共线。43.根据权利要求12所述的装置，其中照明系统的照明源偏离光传感器。44.根据权利要求12所述的装置，其中照明系统在光传感器的视野之外投射照明图案。45.根据权利要求12所述的装置，其中照明系统在成像装置的图像捕获周期内多次照射管道的内部。46.根据权利要求45所述的装置，其中颗粒或液滴的速度是从连续照明或管道内部的图像帧之间的颗粒或液滴行进的距离来计算的。47.根据权利要求6所述的装置，其中颗粒、气泡或液滴的速度是根据成像装置的连续成像时段之间的颗粒、气泡或液滴所行进的距离来计算的。48.根据权利要求6所述的装置，其中处理器可操作以根据由成像装置捕获的图像或图像序列的文件大小来检测液体的存在。49.根据权利要求5所述的装置，其中处理器可操作以根据捕获的图像中的像素值的总体或平均强度来检测液体的存在。50.根据前述权利要求中任一项所述的装置，所述装置还包括透镜。51.根据权利要求50所述的装置，透镜包括液体透镜。52.根据权利要求50所述的装置，透镜包括膜透镜。53.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中处理器和光学系统可操作以经由多普勒散斑对比成像来检测液体。54.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中处理器和光学系统可操作以经由扫描lidar来检测液体。
技术总结
描述了用于检测高压输气管道（4）中液体存在的装置。该装置包括在管道内部提供窗口的视镜（2），以及用于接收并感测来自管道内部通过视镜的反射光的光传感器（1）。该装置还包括处理器，用于基于感测到的反射光自动检测液体的存在。以这种方式，基于反射光的测量，可以实现气体管道中液体存在的自动检测，当存在液体时与不存在液体时相比，可以预期反射光不同。不需要操作者的视觉检查—尽管数据可以被存储以供稍后的操作员使用或者在必要时进行验证。以供稍后的操作员使用或者在必要时进行验证。以供稍后的操作员使用或者在必要时进行验证。
技术研发人员：保罗
受保护的技术使用者：处理视觉有限责任公司
技术研发日：2016.05.25
技术公布日：2022/10/13