JPH04215067A - 調節可能光複探針 - Google Patents
調節可能光複探針Info
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- JPH04215067A JPH04215067A JP3028673A JP2867391A JPH04215067A JP H04215067 A JPH04215067 A JP H04215067A JP 3028673 A JP3028673 A JP 3028673A JP 2867391 A JP2867391 A JP 2867391A JP H04215067 A JPH04215067 A JP H04215067A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P13/00—Indicating or recording presence, absence, or direction, of movement
- G01P13/02—Indicating direction only, e.g. by weather vane
- G01P13/04—Indicating positive or negative direction of a linear movement or clockwise or anti-clockwise direction of a rotational movement
- G01P13/045—Indicating positive or negative direction of a linear movement or clockwise or anti-clockwise direction of a rotational movement with speed indication
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
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- Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、二相性エマルジョン
での測定、すなわちガス状相と液状相とが各種の割合で
混合された媒質での測定に関する。特に空間的なあらゆ
る方向の（ｉｎａｎｙ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｉｎ ｓ
ｐａｃｅ）二相性エマルジョンの流速の観測およびその
決定に関する。
での測定、すなわちガス状相と液状相とが各種の割合で
混合された媒質での測定に関する。特に空間的なあらゆ
る方向の（ｉｎａｎｙ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｉｎ ｓ
ｐａｃｅ）二相性エマルジョンの流速の観測およびその
決定に関する。
【０００２】
【従来の技術】少なくとも１９７１年以降、光探針が従
来通り（ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｌｙ）製造され続け
、測定すべき二相性媒質に差し込んで利用されている。 この光探針の機能は主として光ファイバーに依存してお
り、これら光ファイバーの先端は、良好な視野（ｇｏｏ
ｄ ｖｉｓｉｏｎ）を得るように適度に加工されている
。
来通り（ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｌｙ）製造され続け
、測定すべき二相性媒質に差し込んで利用されている。 この光探針の機能は主として光ファイバーに依存してお
り、これら光ファイバーの先端は、良好な視野（ｇｏｏ
ｄ ｖｉｓｉｏｎ）を得るように適度に加工されている
。
【０００３】このような光ファイバーは次のように機能
する。もし光がそのようなファイバー手段によって伝送
され、このファイバーの敏感な先端が液体で取り囲まれ
るならば、この光は媒質内部に向かって屈折する。一方
、ファイバーの敏感な先端がガス又は蒸気で取り囲まれ
ているならば、この光は全部屈折（全反射）され、同一
のファイバーに逆戻りする。つまり、その光を発射した
ファイバーへ逆戻りした反射光が検知されるならば、こ
のファイバーの敏感な先端のまわりにはガス相が存在し
ていることがわかる。
する。もし光がそのようなファイバー手段によって伝送
され、このファイバーの敏感な先端が液体で取り囲まれ
るならば、この光は媒質内部に向かって屈折する。一方
、ファイバーの敏感な先端がガス又は蒸気で取り囲まれ
ているならば、この光は全部屈折（全反射）され、同一
のファイバーに逆戻りする。つまり、その光を発射した
ファイバーへ逆戻りした反射光が検知されるならば、こ
のファイバーの敏感な先端のまわりにはガス相が存在し
ていることがわかる。
【０００４】従って、この公知の装置により、媒質の各
地点においてこの装置の光探針が液体相にあるかガス相
にあるかを各瞬間毎に知ることが可能である。しかし、
単一ファイバーではこの二相性エマルジョン内部で起こ
り得る流れの方向と速度に関する情報を獲得することは
不可能である。
地点においてこの装置の光探針が液体相にあるかガス相
にあるかを各瞬間毎に知ることが可能である。しかし、
単一ファイバーではこの二相性エマルジョン内部で起こ
り得る流れの方向と速度に関する情報を獲得することは
不可能である。
【０００５】そこで、上記の問題を解決する為に、図１
に示すように、並んで配置された（ｓｉｄｅ ｂｙ ｓ
ｉｄｅ）二本の平行な光ファイバーからなる複探針（ｂ
ｉｐｒｏｂｅ）が開発された。
に示すように、並んで配置された（ｓｉｄｅ ｂｙ ｓ
ｉｄｅ）二本の平行な光ファイバーからなる複探針（ｂ
ｉｐｒｏｂｅ）が開発された。
【０００６】このような光複探針（ａ ｄｏｕｂｌｅ
ｏｐｔｉｃａｌ ｐｒｏｂｅ ｏｒ ｂｉｐｒｏｂｅ）
は主として硬質の中空の円柱状形チューブ２からなり、
所望の観測地点に差し込んで用いられる。この中空円柱
状チューブ２はチューブの観測先端で円柱状支持体４に
よって塞がれている。該円柱状支持体４は二個の挿入孔
（ｏｒｉｆｉｃｅｓ）と案内チューブ（ｇｕｉｄｉｎｇ
ｔｕｂｅｓ）６、８とからなり、該案内チューブはこ
の挿入孔に嵌合支持され、案内チューブ６、８には二本
の光ファイバーが通され、該光ファイバーの先端１４、
１６は正確な光観測の為に適度に加工されている。この
システムのユニット、即ち中空円柱状チューブ２はチュ
ーブの長軸ＸＹのまわりに回転される。液状粒子（ｌｉ
ｑｕｉｄ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ）、ガス泡沫（ｇａｓｂ
ｕｂｂｌｅｓ）が光ファイバー１０、１２の先端１４、
１６の前で連続的に（ｓｕｃｃｅｓｓｉｖｅｌｙ）動く
とすぐに、観測される二相性媒質の流速を検知し、さら
には計測することがこの公知の装置では可能である。当
業者ならこのことは容易に理解できるであろう。ふたつ
の先端１４、１６の間でこの現象の変遷時間（ｔｈｅ
ｔｒａｎｓｉｔ ｔｉｍｅ）を計測することにより、こ
の局所点での（ａｔ ｔｈｉｓ ｌｏｃａｔｉｏｎ）二
相性エマルジョンの流速を正確に導き出すことは比較的
簡単なことである。
ｏｐｔｉｃａｌ ｐｒｏｂｅ ｏｒ ｂｉｐｒｏｂｅ）
は主として硬質の中空の円柱状形チューブ２からなり、
所望の観測地点に差し込んで用いられる。この中空円柱
状チューブ２はチューブの観測先端で円柱状支持体４に
よって塞がれている。該円柱状支持体４は二個の挿入孔
（ｏｒｉｆｉｃｅｓ）と案内チューブ（ｇｕｉｄｉｎｇ
ｔｕｂｅｓ）６、８とからなり、該案内チューブはこ
の挿入孔に嵌合支持され、案内チューブ６、８には二本
の光ファイバーが通され、該光ファイバーの先端１４、
１６は正確な光観測の為に適度に加工されている。この
システムのユニット、即ち中空円柱状チューブ２はチュ
ーブの長軸ＸＹのまわりに回転される。液状粒子（ｌｉ
ｑｕｉｄ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ）、ガス泡沫（ｇａｓｂ
ｕｂｂｌｅｓ）が光ファイバー１０、１２の先端１４、
１６の前で連続的に（ｓｕｃｃｅｓｓｉｖｅｌｙ）動く
とすぐに、観測される二相性媒質の流速を検知し、さら
には計測することがこの公知の装置では可能である。当
業者ならこのことは容易に理解できるであろう。ふたつ
の先端１４、１６の間でこの現象の変遷時間（ｔｈｅ
ｔｒａｎｓｉｔ ｔｉｍｅ）を計測することにより、こ
の局所点での（ａｔ ｔｈｉｓ ｌｏｃａｔｉｏｎ）二
相性エマルジョンの流速を正確に導き出すことは比較的
簡単なことである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】それにもかかわらず、
図１の光複探針では長軸ＸＹに垂直な面に含まれる速度
ベクトルのみを計測することは容易にできるが、長軸Ｘ
Ｙに垂直でない面のある方向の流速を明らかにし、計測
することが望まれる時、この光複探針ではかなりその適
用が限定され、ふたつの異なる方向に沿ってこの複探針
を何回か連続して差し込まなければならない。
図１の光複探針では長軸ＸＹに垂直な面に含まれる速度
ベクトルのみを計測することは容易にできるが、長軸Ｘ
Ｙに垂直でない面のある方向の流速を明らかにし、計測
することが望まれる時、この光複探針ではかなりその適
用が限定され、ふたつの異なる方向に沿ってこの複探針
を何回か連続して差し込まなければならない。
【０００８】
【発明の目的】この発明は、一個の有用な装置（ａ ｓ
ｉｎｇｌｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｄｅｖｉｃｅ）を使
用して、向きを変える為に何回も媒質に差し込まずに二
相性エマルジョンにおけるあらゆる方向の流れを観測で
きる調節可能光複探針（ａｄｊｕｓｔａｂｌｅ ｏｐｔ
ｉｃａｌ ｂｉｐｒｏｂｅ）を提供することを目的とす
る。
ｉｎｇｌｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｄｅｖｉｃｅ）を使
用して、向きを変える為に何回も媒質に差し込まずに二
相性エマルジョンにおけるあらゆる方向の流れを観測で
きる調節可能光複探針（ａｄｊｕｓｔａｂｌｅ ｏｐｔ
ｉｃａｌ ｂｉｐｒｏｂｅ）を提供することを目的とす
る。
【０００９】
【課題を解決する為の手段】この調節可能光複探針は、
二相性エマルジョンにおけるあらゆる方向の流れを観測
する為に、その長軸のまわりに回転されエマルジョンの
中に挿入される中空の円柱状チューブ２と、その中空円
柱状チューブ２の端部を閉塞して二本の観測用光ファイ
バー１０、１２を支持する円柱状支持体４とからなり、
円柱状支持体４は中空円柱状チューブ２に連結された直
交軸１８のまわりに回転され、その直交軸１８は中空円
柱状チューブ２の長軸に対して垂直であり、継ぎ手軸２
２（ｊｏｉｎｔ）によって円柱状支持体４に連結され中
空円柱状チューブ２に沿って延びるロッドアセンブリ２
０は、そのチューブ２の入口の側から（すなわち、挿入
側とは逆の装置端部から）直交軸１８まわりの円柱状支
持体４の回転状態を制御する。
二相性エマルジョンにおけるあらゆる方向の流れを観測
する為に、その長軸のまわりに回転されエマルジョンの
中に挿入される中空の円柱状チューブ２と、その中空円
柱状チューブ２の端部を閉塞して二本の観測用光ファイ
バー１０、１２を支持する円柱状支持体４とからなり、
円柱状支持体４は中空円柱状チューブ２に連結された直
交軸１８のまわりに回転され、その直交軸１８は中空円
柱状チューブ２の長軸に対して垂直であり、継ぎ手軸２
２（ｊｏｉｎｔ）によって円柱状支持体４に連結され中
空円柱状チューブ２に沿って延びるロッドアセンブリ２
０は、そのチューブ２の入口の側から（すなわち、挿入
側とは逆の装置端部から）直交軸１８まわりの円柱状支
持体４の回転状態を制御する。
【００１０】換言すれば、本発明は、図１に係わる先行
技術の光複探針を改良した光複探針に関し、該光複探針
は、先端部の円柱状支持体４が中空円柱状チューブの長
軸ＸＹに垂直な直交軸のまわりを回転するように備え付
けられ、かつこの直交軸１８の回転による円柱状支持体
４の傾きが、観測される二相性媒質の外に（ｏｕｔｓｉ
ｄｅ ｔｈｅ ｍｅｄｉｕｍ）位置した光複探針の端部
を観測者が操作することによって簡単に制御されるよう
に備え付けられている。
技術の光複探針を改良した光複探針に関し、該光複探針
は、先端部の円柱状支持体４が中空円柱状チューブの長
軸ＸＹに垂直な直交軸のまわりを回転するように備え付
けられ、かつこの直交軸１８の回転による円柱状支持体
４の傾きが、観測される二相性媒質の外に（ｏｕｔｓｉ
ｄｅ ｔｈｅ ｍｅｄｉｕｍ）位置した光複探針の端部
を観測者が操作することによって簡単に制御されるよう
に備え付けられている。
【００１１】
【実施例】本発明は、図２に関連しつつ限定的でない以
下の実施例を読むことによって容易に理解されるであろ
う。
下の実施例を読むことによって容易に理解されるであろ
う。
【００１２】図２は図１と同じ表示物を備えた光複探針
の主要な構成要素を示しており、該光複探針は二本のフ
ァイバーからなり、これら二本はそれぞれのファイバー
から一定の距離で（ａｔ ａ ｃｅｒｔａｉｎ ｄｉｓ
ｔａｎｃｅ）平行に載置されている。
の主要な構成要素を示しており、該光複探針は二本のフ
ァイバーからなり、これら二本はそれぞれのファイバー
から一定の距離で（ａｔ ａ ｃｅｒｔａｉｎ ｄｉｓ
ｔａｎｃｅ）平行に載置されている。
【００１３】本発明の新規性（ｏｒｉｇｉｎａｌｉｔｙ
）は、図２に示すように、複探針装置の長軸ＸＹに垂直
で、中空円柱状チューブ２の壁に固定された直交軸１８
の存在にある。円柱状支持体４の上に載置された継ぎ手
軸（ｊｏｉｎｔ）２２に連結された（ａｒｔｉｃｕｌａ
ｔｅｄ）ロッドアセンブリ２０を挿入側とは逆の探針装
置端部から牽引することによって円柱状支持体４をこの
直交軸１８のまわりに回転させ、二相性エマルジョンの
流れの観測面を決定することができる。
）は、図２に示すように、複探針装置の長軸ＸＹに垂直
で、中空円柱状チューブ２の壁に固定された直交軸１８
の存在にある。円柱状支持体４の上に載置された継ぎ手
軸（ｊｏｉｎｔ）２２に連結された（ａｒｔｉｃｕｌａ
ｔｅｄ）ロッドアセンブリ２０を挿入側とは逆の探針装
置端部から牽引することによって円柱状支持体４をこの
直交軸１８のまわりに回転させ、二相性エマルジョンの
流れの観測面を決定することができる。
【００１４】さらに、中空円柱状チューブ２はその長軸
ＸＹのまわりに回転するように載置されているので、そ
の回転によって二本の観測用光ファイバー１０、１２の
先端１４、１６の位置つまり流れの観測方向を所望の方
向に配置することができるということが理解できよう。
ＸＹのまわりに回転するように載置されているので、そ
の回転によって二本の観測用光ファイバー１０、１２の
先端１４、１６の位置つまり流れの観測方向を所望の方
向に配置することができるということが理解できよう。
【００１５】本発明の調節可能光複探針の顕著な利点は
、ある方向の移動速度を測定する為に、観測される媒質
のなかに二個の光複探針装置を使用して二度垂直に差し
込む替わりに一回だけの差し込みだけでいいということ
にある。この一回だけの差し込みは、二回の垂直な差し
込みが可能でない場合、例えば二回の差し込みで新たな
流れが起きては具合いが悪い場合に顕著な利点を有する
。
、ある方向の移動速度を測定する為に、観測される媒質
のなかに二個の光複探針装置を使用して二度垂直に差し
込む替わりに一回だけの差し込みだけでいいということ
にある。この一回だけの差し込みは、二回の垂直な差し
込みが可能でない場合、例えば二回の差し込みで新たな
流れが起きては具合いが悪い場合に顕著な利点を有する
。
【００１６】この調節可能光複探針は図に示すような多
くの場合に使用され、渦現象（ｖｏｒｔｅｘ ｐｈｅｎ
ｏｍｅｎａ）、流れ方向反転（ｆｌｏｗ ｄｉｒｅｃｔ
ｉｏｎ ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ）、あるいは流れの不安定
（ｆｌｏｗｒａｔｅ ｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙ）など、
かなりの要素（ｆａｃｔｏｒｓ）を確認することが可能
である。また、本調節可能光複探針は必要とあればある
特定の地点での流速の三構成要素（ｔｈｒｅｅ ｃｏｍ
ｐｏｎｅｎｔｓ ）を計測する為にも使用され、又、複
雑な形の構造をした二相性エマルジョンの流れを分析す
る為にも本複探針は有利である。
くの場合に使用され、渦現象（ｖｏｒｔｅｘ ｐｈｅｎ
ｏｍｅｎａ）、流れ方向反転（ｆｌｏｗ ｄｉｒｅｃｔ
ｉｏｎ ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ）、あるいは流れの不安定
（ｆｌｏｗｒａｔｅ ｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙ）など、
かなりの要素（ｆａｃｔｏｒｓ）を確認することが可能
である。また、本調節可能光複探針は必要とあればある
特定の地点での流速の三構成要素（ｔｈｒｅｅ ｃｏｍ
ｐｏｎｅｎｔｓ ）を計測する為にも使用され、又、複
雑な形の構造をした二相性エマルジョンの流れを分析す
る為にも本複探針は有利である。
【００１７】本調節可能光複探針は例えばその速度が１
５ｍ／ｓ以下である非伝導性二相性流体もしくは伝導性
二相性流体（ガス状流もしくは蒸気状流）での計測をお
こなうこともできる。
５ｍ／ｓ以下である非伝導性二相性流体もしくは伝導性
二相性流体（ガス状流もしくは蒸気状流）での計測をお
こなうこともできる。
【００１８】本発明の複探針装置のひとつの実施例にお
いて、本装置は温度１５０°Ｃで５０バール（ｂａｒ）
の抵抗に耐え得るようになっている。もし媒質が化学的
に活発で光ファイバーを化学的に侵すことがあるならば
、そういった媒質での使用は避けるべきである。
いて、本装置は温度１５０°Ｃで５０バール（ｂａｒ）
の抵抗に耐え得るようになっている。もし媒質が化学的
に活発で光ファイバーを化学的に侵すことがあるならば
、そういった媒質での使用は避けるべきである。
【００１９】
【発明の効果】円柱状支持体４を回転できるように直交
軸１８、ロッドアセンブリ２０および継ぎ手軸２２を取
り付けることによって、中空円柱状チューブ２を何回も
連続して媒質のなかに差し込まずにいくつもの地点の流
速を計測することが可能となる。
軸１８、ロッドアセンブリ２０および継ぎ手軸２２を取
り付けることによって、中空円柱状チューブ２を何回も
連続して媒質のなかに差し込まずにいくつもの地点の流
速を計測することが可能となる。
【図１】図１は従来の光複探針の断面図である。
【図２】図２は本発明に係わる調節可能光複探針の断面
図である。
図である。
２．．．中空円柱状チューブ
４．．．円柱状支持体
６、８．．．案内チューブ
１０、１２．．．光ファイバー
１４、１６．．．光ファイバー先端
１８．．．直交軸
Claims (1)
- 【請求項１】二相性エマルジョンにおけるあらゆる方向
の流れを観測する為に、その長軸ＸＹのまわりに回転さ
れエマルジョンの中に挿入される中空の円柱状チューブ
２と、その中空円柱状チューブ２の端部を閉塞して二本
の観測用光ファイバー１０、１２を支持する円柱状支持
体４とからなる調節可能光複探針において、円柱状支持
体４は中空円柱状チューブ２に連結された直交軸１８の
まわりに回転され、その直交軸１８は中空円柱状チュー
ブ２の長軸ＸＹに対して垂直であり、継ぎ手軸２２によ
って円柱状支持体４に連結され中空円柱状チューブ２に
沿って延びるロッドアセンブリ２０は、そのチューブ２
の入口の側から（ｆｒｏｍｔｈｅ ｔｕｂｅ ｉｎｌｅ
ｔ）直交軸１８まわりの円柱状支持体４の回転状態を制
御することを特徴とする調節可能光複探針。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9002271 | 1990-02-23 | ||
| FR9002271A FR2658918B1 (fr) | 1990-02-23 | 1990-02-23 | Bisonde optique orientable pour mesures diphasiques locales. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04215067A true JPH04215067A (ja) | 1992-08-05 |
Family
ID=9394073
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3028673A Pending JPH04215067A (ja) | 1990-02-23 | 1991-02-22 | 調節可能光複探針 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5130534A (ja) |
| EP (1) | EP0445005A3 (ja) |
| JP (1) | JPH04215067A (ja) |
| KR (1) | KR910021589A (ja) |
| CA (1) | CA2036448A1 (ja) |
| FR (1) | FR2658918B1 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5404001A (en) * | 1992-10-08 | 1995-04-04 | Bard; Simon | Fiber optic barcode reader |
| US5422469A (en) * | 1989-10-30 | 1995-06-06 | Symbol Technologies, Inc. | Fiber optic barcode readers using purely mechanical scanner oscillation |
| US6016191A (en) * | 1998-05-07 | 2000-01-18 | Schlumberger Technology Corporation | Apparatus and tool using tracers and singles point optical probes for measuring characteristics of fluid flow in a hydrocarbon well and methods of processing resulting signals |
| US6075611A (en) * | 1998-05-07 | 2000-06-13 | Schlumberger Technology Corporation | Methods and apparatus utilizing a derivative of a fluorescene signal for measuring the characteristics of a multiphase fluid flow in a hydrocarbon well |
| US6023340A (en) * | 1998-05-07 | 2000-02-08 | Schlumberger Technology Corporation | Single point optical probe for measuring three-phase characteristics of fluid flow in a hydrocarbon well |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1055265B (de) * | 1957-06-14 | 1959-04-16 | Licentia Gmbh | Vektorsonde zur Ausmessung von Geschwindigkeitsfeldern eines stroemenden Mediums mit stark wechselnder Stroemungsrichtung |
| US3867033A (en) * | 1973-06-04 | 1975-02-18 | Us Air Force | Multi-component flow probe |
| US4659218A (en) * | 1985-05-23 | 1987-04-21 | Canadian Patents & Development Corporation | Multi-probe system for measuring bubble characteristics gas hold-up, liquid hold-up and solid hold-up in a three-phase fluidized bed |
-
1990
- 1990-02-23 FR FR9002271A patent/FR2658918B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1991
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