流体分析系统及用于分析系统的操作的方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 102216752 A (43)申请公布日 2011.10.12 CN 102216752 A *CN102216752A* (21)申请号 200980145641.3 (22)申请日 2009.09.08 20083908 2008.09.12 NO G01N 1/20(2006.01) G01N 15/02(2006.01) G01N 33/26(2006.01) G01N 15/14(2006.01) (71)申请人 弗里亚斯科技公司 地址 挪威上奥达尔 (72)发明人 S弗丁斯塔德 (74)专利代理机构 中国专利代理(香港)有限公 司 72001 代理人 臧。

2、霁晨 高为 (54) 发明名称 流体分析系统及用于分析系统的操作的方法 (57) 摘要 本发明提供了一种用于分析在管道中或在管 路中流动的流体的流体分析系统 (10)。所述流体 分析系统 (10) 包括管道部分 (12)， 当所述流体 分析系统投入使用时， 所述管道部分 (12) 形成流 体所流过的管道或管路的一部分。所述管道部分 (12) 设置有用于从流过所述管道部分 (12) 的流 体中提取流体样本的流体样本出口 (35) 和用于 将流体样本送回所述管道部分 (12) 的流体样本 回送出口 (36)， 其中所述流体样本回送出口 (36) 被布置在所述流体样本出口 (35) 的下游。所述 流。

3、体分析系统 (10) 还包括 ： 流体分析器 (16)， 其 被设置为与所述流体样本出口 (35) 和所述流体 样本回送出口 (36) 流体连通 ； 以及螺旋桨单元 (22)， 其设置有至少一个上游螺旋桨 (29) 和至少 一个下游螺旋桨(30)。 所述螺旋桨单元(22)以下 述方式被安装在所述管道部分 (12) 中 ： 即所述上 游螺旋桨 (29) 位于所述流体样本出口 (35) 的上 游， 由此使得所述上游螺旋桨 (29) 能够在流体样 本通过所述流体样本出口 (35) 被提取之前混合 所述管路中的流体， 并且所述下游螺旋桨 (30) 位 于所述流体样本出口 (35) 的下游以及所述流体 。

4、样本回送出口 (36) 的上游， 由此使得所述下游螺 旋桨 (30) 能够在所述流体样本出口 (35) 与所述 流体样本回送出口 (36) 之间的管道部分 (12) 中 提供压降， 所述压降足以驱动流体样本通过所述 流体分析系统 (10)。本发明还提供了一种用于流 体分析器 (16) 的操作的方法。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2011.05.11 (86)PCT申请的申请数据 PCT/NO2009/000314 2009.09.08 (87)PCT申请的公布数据 WO2010/030189 EN 2010.03.18 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国。

5、家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 3 页 说明书 7 页 附图 4 页 CN 102216763 A1/3 页 2 1. 一种用于分析在管道中或在管路中流动的管道流 (50) 中的流体的流体分析系统 (10)， 所述流体分析系统 (10) 包括 ： - 管道部分 (12)， 当所述流体分析系统 (10) 投入使用时， 所述管道部分 (12) 形成流 体所流过的管道或管路的一部分， 所述管道部分 (12) 设置有用于从所述管道部分 (12) 中 的管道流(50)中提取流体样本的流体样本出口(35)和用于将流体样本送回所述管道部分 (12) 中的管道流的流体样本回送出口 (36)， 。

6、所述流体样本回送出口 (36) 被布置在所述流 体样本出口 (35) 的下游 ； - 流体分析器 (16)， 其被设置为与所述流体样本出口 (35) 和所述流体样本回送出口 (36) 流体连通， 其特征在于， 所述流体分析系统(10)还包括螺旋桨单元(22)， 所述螺旋桨单元(22)设 置有至少一个上游螺旋桨 (29) 和至少一个下游螺旋桨 (30)， 所述螺旋桨单元 (22) 以下述 方式被安装在所述管道部分 (12) 中 -所述上游螺旋桨(29)位于所述流体样本出口(35)的上游， 由此使得所述上游螺旋桨 (29)能够在流体样本通过所述流体样本出口(35)被提取之前混合所述管道部分(12)。

7、中的 管道流 (50)， - 所述下游螺旋桨 (30) 位于所述流体样本出口 (35) 的下游以及所述流体样本回送出 口 (36) 的上游， 由此使得所述下游螺旋桨 (30) 能够在所述流体样本出口 (35) 与所述流体 样本回送出口 (36) 之间的管道部分 (12) 中提供压降， 所述压降足以驱动流体样本通过所 述流体分析系统 (10)。 2. 根据权利要求 1 所述的流体分析系统， 其特征在于， 所述螺旋桨单元(22)包括螺旋桨壳体(23)， 在所述螺旋桨壳体(23)中设 置有至少一个发电机 (25， 26， 27)。 3. 根据权利要求 2 所述的流体分析系统， 其特征在于， 除了在所。

8、述管道部分(12)中提供压降之外， 所述下游螺旋桨(30)还驱动 或有助于驱动布置在所述螺旋桨壳体 (23) 中的发电机 (25， 26， 27)。 4. 根据权利要求 2 或 3 所述的流体分析系统， 其特征在于， 除了混合所述管道部分(12)中的管道流(50)之外， 所述上游螺旋桨还驱 动或有助于驱动布置在所述螺旋桨壳体 (23) 中的发电机 (25， 26， 27)。 5. 根据权利要求 2-4 所述的流体分析系统， 其特征在于， 所述流体分析系统 (10) 包括用于将电能从所述发电机 (25， 26， 27) 传输 到所述流体分析器 (16) 及所述流体分析系统 (10) 中的其他耗电。

9、设备的装置 (28)。 6. 根据权利要求 1-5 中的一项所述的流体分析系统， 其特征在于， 所述至少一个上游螺旋桨 (29) 和所述至少一个下游螺旋桨 (30) 被安装 在独立的轴 (31， 32) 上， 所述轴 (31， 32) 是同轴的。 7. 根据权利要求 6 所述的流体分析系统， 其特征在于， 所述至少一个上游螺旋桨 (29) 和所述至少一个下游螺旋桨 (30) 被以对 转方式安装。 8. 根据权利要求 1-5 中的一项所述的流体分析系统， 其特征在于， 所述至少一个上游螺旋桨 (29) 和所述至少一个下游螺旋桨 (30) 被安装 权 利 要 求 书 CN 102216752 A 。

10、CN 102216763 A2/3 页 3 在同一轴 (33) 上。 9. 根据权利要求 2-8 中的一项所述的流体分析系统， 其特征在于， 所述至少一个上游螺旋桨(29)被安装在所述螺旋桨壳体(23)的上游， 并 且所述至少一个下游螺旋桨 (30) 被安装在所述螺旋桨壳体 (23) 的下游。 10. 根据权利要求 1-7 或 9 中的一项所述的流体分析系统， 其特征在于， 所述螺旋桨单元 (22) 包括两个发电机 (26， 27)， 其中所述至少一个上游 螺旋桨 (29) 驱动第一发电机 (26)， 并且所述至少一个下游螺旋桨 (30) 驱动第二发电机 (27)。 11. 根据权利要求 1-。

11、10 中的一项所述的流体分析系统， 其特征在于， 所述流体分析器 (16) 包括用于自动计数所述流体样本中的颗粒的数目 的颗粒计数器 (17)。 12. 根据权利要求 11 所述的流体分析系统， 其特征在于， 所述流体分析器 (16) 包括可存储来自所述颗粒计数器 (17) 的与各个单 独的流体样本相关的数据的数据存储单元 (18)。 13. 根据权利要求 1-12 中的一项所述的流体分析系统， 其特征在于， 所述流体分析系统 (10) 包括用于在所述流体分析系统 (10) 与位于和所 述流体分析系统相距一定距离处的基站之间传输数据和 / 或控制信号的装置 (19)。 14. 根据权利要求 1。

12、3 所述的流体分析系统， 其特征在于， 所述用于传输数据和 / 或控制信号的装置 (19) 包括用于数据和 / 或控制 信号在所述流体分析器 (16) 与所述基站 (20) 之间的无线传输的一个或多个装置。 15. 根据权利要求 13 所述的流体分析系统， 其特征在于， 所述用于传输数据和/或控制信号的装置(19)包括用于在所述流体分析 器 (16) 与所述基站 (20) 之间传输数据和 / 或控制信号的一个或多个缆线。 16. 根据权利要求 1-15 中的一项所述的流体分析系统， 其特征在于， 所述流体分析器 (16) 包括样本收容器， 所述样本收容器用于收集流体样 本， 由此使得能够在适当。

13、的实验室中计数流体样本中的颗粒的数目。 17. 根据权利要求 16 所述的流体分析系统， 其特征在于， 所述样本收容器以下述方式被可拆卸地安装在所述流体分析器 (16) 中 ： 即可以通过 ROV、 机械手或类似设备从所述流体分析器 (16) 中取出所述样本收容器以及将 所述样本收容器放置在所述流体分析器 (16) 中。 18. 一种用于分析在管道或管路中流动的管道流 (50) 中的流体的流体分析器 (16) 的 操作的方法， 其中在所述管道或所述管路中设置有流体样本出口 (35)， 流体样本通过所述 流体样本出口 (35) 被提取， 进而被传递到所述流体分析器 (16) 以分析所述流体样本，。

14、 其特征在于， 所述方法包括以下步骤 ： - 设置螺旋桨单元 (22)， 所述螺旋桨单元 (22) 包括至少一个上游螺旋桨 (29) 和至少 一个下游螺旋桨(30)， 所述螺旋桨(29， 30)被安装在一个或多个旋转轴(31， 32， 33)上并且 沿所述管路的纵向间隔轴向距离， 并且其中所述螺旋桨 (29， 30) 中的至少一个被布置为能 够驱动布置在所述螺旋桨单元 (23) 中的一个或多个发电机 (25， 26， 27)， - 以下述方式将所述螺旋桨单元 (22) 放置在所述管路中 ： 即所述至少一个上游螺旋桨 权 利 要 求 书 CN 102216752 A CN 102216763 A。

15、3/3 页 4 (29) 位于所述管路中的流体样本出口 (35) 的上游， 并且所述至少一个下游螺旋桨 (30) 位 于所述流体样本出口 (35) 的下游， 由此所述螺旋桨在流体样本通过所述流体样本出口被提取之前提供所述管道流 (50) 中的流体的混合并且为所述流体分析器 (16) 及其他耗电设备的操作提供电流产生。 19. 根据权利要求 18 所述的方法， 其特征在于， 进一步以下述方式将所述螺旋桨单元 (22) 放置在所述管路中 ： 即所述下 游螺旋桨 (29) 位于所述管路所设置有的流体样本回送出口 (36) 的上游， 由此可以在所述 流体样本出口 (35) 与所述流体样本回送出口 (3。

16、6) 之间的管路中提供所期望的压降。 20. 根据权利要求 1-16 中的一项所述的流体分析系统 (10) 用于分析在管道部分 (12) 中流动的管道流(50)中的流体的用途， 其中所述管道部分(12)形成管道或管路的一部分。 21. 根据权利要求 1-16 中的一项所述的流体分析系统 (10) 用于分析在管道部分 (12) 中流动的管道流(50)中的流体的用途， 其中所述管道部分(12)形成管道或管路的一部分， 所述管道或管路位于水下或处于存在起火和 / 或爆炸危险的环境中。 权 利 要 求 书 CN 102216752 A CN 102216763 A1/7 页 5 流体分析系统及用于分析。

17、系统的操作的方法 0001 本发明涉及用于分析在管道(pipe)中或在管路(pipeline)中流动的流体的流体 分析系统。 其特别适用于为了计数在管道或管路中流动的流体中的颗粒而布置的流体分析 系统。本发明还涉及用于分析在管道或管路中流动的流体的流体分析系统的操作的方法。 本发明也涉及所述流体分析系统的用途 (use)。 0002 所述流体分析系统对于计数在位于难以接近的区域的管道或管路中流动的流体 中的颗粒特别有用， 举例来说所述管道或管路诸如是在海底或海床上。这可与对液压系统 中的液压油的控制相结合， 例如与用于生产碳氢化合物的设备相结合， 其中该设备可以是 海底生产设备。本发明也特别适。

18、用于存在爆炸和 / 或起火危险的区域。 0003 从美国专利申请 US 2004/0197922 A1 中已知一种用于检测在管道系统中流动的 给水中的杂质的系统。在说明书中还提到， 可在所述管道系统中设置螺旋桨以对为该系统 的操作供应电力的电池充电。 0004 在日本专利 JP 2002267510 中公开了一种类似的系统， 其中由通过螺旋桨充电的 电池提供对于系统的操作所需的电力， 其中所述螺旋桨被安装在管道中并且由管道中的流 体流驱动。 0005 申请人自己的专利申请 WO 2004/057306 公开了由流体分析器就地对流体进行采 样和监视， 该流体分析器将能够与本专利申请中的发明相结合。

19、使用。在 US 5,572,320 中详 细描述了用于确定流体中的颗粒物质的分析设备。 0006 当必须计数流体中所存在的颗粒的数目时， 颗粒应该尽可能均匀地分布在流体 中。万一颗粒因为这样或那样的原因具有在流体中凝聚的倾向， 则如果为计数颗粒所取出 的流体样本包含颗粒密度远低于或远高于流体中的实际颗粒密度的流体， 就会给出对流体 中的颗粒密度的完全错误的描述。因此， 有利的是在取出流体样本用以计数流体中的颗粒 之前混合流体以便获得颗粒在流体中的均匀分布。 0007 由于用于颗粒计数的本系统意图用在难以接近或存在起火和 / 或爆炸的危险的 环境中， 因此还有利的是颗粒计数器完全地或者在最大可能。

20、的程度上在所需能量方面自给 自足。这避免了对用于为操作颗粒计数器而供应电能的缆线的使用。例如， 这适用于用于 颗粒计数和图像识别的光源、 数据处理、 用于传输来自颗粒计数器的数据和 / 或用于控制 颗粒计数器及系统的其他部件的控制信号的无缆线通信。 0008 此外在其他方面， 如果整个系统可以在没有外部干涉的情况下尽可能地起作用会 是有利的。 这样的实例为避免使用用于驱动流体样本通过流体分析系统并且可能地回到从 其取出所述流体样本的管道流 (pipe flow) 的泵。 0009 因此， 本发明的目的在于提供流体分析系统， 其试图解决上述问题并且因此可以 在不可接近或难以接近的区域中或在存在起。

21、火和 / 或爆炸的危险的区域中被采用。 0010 利用在独立权利要求1中所限定的流体分析系统、 在独立权利要求18中所限定的 用于流体分析系统的操作的方法并且通过如在权利要求20和21中所指示的那样使用所述 流体分析系统来实现上述目的。在相关联的从属权利要求 2-17 中指示了所述流体分析系 统的另外的优选实施例， 而在权利要求 19 中指示了用于流体分析系统的操作的方法的另 说 明 书 CN 102216752 A CN 102216763 A2/7 页 6 外的实施例。 0011 从而提供了一种用于分析在管道或管路中流动的流体的流体分析系统。所述流 体分析系统包括管道部分， 当所述流体分析。

22、系统投入使用时， 所述管道部分形成流体所流 过的管道或管路的一部分。所述管道部分设置有用于从流过所述管道部分的流体中提取 流体样本的流体样本出口和用于将流体样本送回所述管道部分的流体样本回送出口， 其中 所述流体样本回送出口被布置在所述流体样本出口的下游。所述流体分析系统还包括 ： 流体分析器， 其被布置为与所述流体样本出口和所述流体回送出口流体连通 (in fluid communication) ； 以及螺旋桨单元， 其设置有至少一个上游螺旋桨和至少一个下游螺旋桨。 所述螺旋桨单元被安装在所述管道部分中使得所述上游螺旋桨位于所述流体样本出口的 上游， 由此使得所述上游螺旋桨能够在流体样本通。

23、过所述流体样本出口被提取之前混合所 述管路中的流体 ； 并且使得所述下游螺旋桨位于所述流体样本出口的下游以及所述流体样 本回送出口的上游， 由此使得所述下游螺旋桨能够在所述流体样本出口与所述流体样本回 送出口之间的管道部分中提供压降， 所述压降足以驱动流体样本通过所述流体分析系统。 0012 所述螺旋桨单元还包括螺旋桨壳体， 在所述螺旋桨壳体中安装有至少一个发电 机。通常将在所述螺旋桨壳体中安装一个发电机， 但例如当在通常被使用的发电机发生故 障或者要求涉及需要停止所述发电机的维护的情形下要求备用发电机接管电力产生时， 可 在所述螺旋桨壳体中设置多于一个的发电机。 0013 所述上游和下游螺旋。

24、桨可以是具有轮轴和螺旋桨壳体的传统螺旋桨设计， 其中桨 叶附接于所述轮轴， 而所述螺旋桨壳体被安装在所述管道部分中。将所述螺旋桨壳体做得 尽可能小并且尽可能做成流线型， 以便最小可能程度地影响通过所述管道部分的管道流。 0014 根据所述上游螺旋桨和所述下游螺旋桨必须执行的功能来选择所述上游螺旋桨 和所述下游螺旋桨的直径。 如果所述上游螺旋桨仅被布置用以混合所述流体样本出口之前 的管道流中的流体， 则所述上游螺旋桨的桨叶将能够被设计使得产生混合流体所需的扰动 程度。 也可通过调节所述上游螺旋桨的直径来达到所期望的扰动程度并且由此达到混合所 述管道流的程度。 所述下游螺旋桨的任务优选地是产生电能。

25、并在所述流体样本出口与所述 流体样本回送出口之间的管道部分中提供压降， 而且可以选择最好地满足这两个要求的直 径。 0015 作为普通螺旋桨设计的替代方案， 所述上游螺旋桨和 / 或所述下游螺旋桨可被设 计为具有外周环 (peripheral ring)， 所述外周环附接于所述螺旋桨桨叶沿径向的外部尖 端(outer tip)， 其中所述外周环被可旋转地安装为所述管道部分的一部分。 该旋转的环可 以充当发电机中的转子， 而定子在所述管道部分中围绕所述环安装。 当然， 也有可能将所述 外周环安装在传统的轴承上使得所述螺旋桨仅旋转而不产生电能。 如果所述上游螺旋桨仅 必须混合所述管道流中的流体， 。

26、则这对于所述上游螺旋桨将是特别相关的。 0016 另一替代方案将是这两种类型的螺旋桨的组合。在这种情况下， 所述下游螺旋桨 优选地设置有外周环并且充当发电机中的转子， 而上游涡轮被安装在居中地附接于所述下 游螺旋桨并且与所述下游螺旋桨的旋转轴线大致同轴的轴上。 所述轴从所述下游螺旋桨向 上游突出， 使得被安装在所述轴上的所述上游螺旋桨位于所述流体样本出口的上游。为了 使得所述上游螺旋桨能够旋转， 所述上游螺旋桨被可旋转地安装在固定于所述下游螺旋桨 的轴上， 或者所述上游螺旋桨被固定于所述轴上而同时所述轴被可旋转地安装在处于所述 说 明 书 CN 102216752 A CN 102216763。

27、 A3/7 页 7 下游螺旋桨的中心的轮轴上 ( 所述下游螺旋桨的桨叶又附接于该轮轴 )。 0017 除了在所述管道部分中提供压降之外， 所述下游螺旋桨通常还将驱动或有助于驱 动布置在所述螺旋桨单元中的发电机。 类似地， 除了混合所述管路中的流体之外， 所述上游 螺旋桨还可驱动或有助于驱动布置在所述螺旋桨单元中的发电机。 0018 所述流体分析系统还包括用于将电能从所述至少一个发电机传输到所述流体分 析器及所述流体分析系统中的其他耗电设备的装置。 这些装置通常将是市场上自由地可得 到的普通电缆。 0019 在本发明的实施例中， 所述至少一个上游螺旋桨和所述至少一个下游螺旋桨可被 安装在独立的轴。

28、上， 其中所述轴是同轴的。所述至少一个上游螺旋桨和所述至少一个下游 螺旋桨可以对转 (contra-rotating) 方式布置。发电机则可以是对转发电机， 结果所述上 游螺旋桨和所述下游螺旋桨两者均参与使所述发电机运转。 0020 另一替代方案是将所述至少一个上游螺旋桨和所述至少一个下游螺旋桨安装在 驱动所述发电机的同一轴上。 0021 代替将所述上游螺旋桨和所述下游螺旋桨两者均安装在螺旋桨壳体的上游， 所述 至少一个上游螺旋桨可被安装在所述螺旋桨壳体的上游， 而所述至少一个下游螺旋桨被安 装在所述螺旋桨壳体的下游。 有可能将所述上游螺旋桨和所述下游螺旋桨安装在贯通的轴 上或者可将它们安装在。

29、独立的轴上， 所述独立的轴则可以驱动对转发电机。 0022 在本发明的实施例中， 所述螺旋桨单元包括至少两个发电机， 其中所述至少一个 上游螺旋桨驱动第一发电机， 并且所述至少一个下游螺旋桨驱动第二发电机。 0023 所述流体分析器优选地包括用于自动计数流体样本中的颗粒的数目的装置。 这些 装置例如可包括颗粒计数器， 所述颗粒计数器能够识别流体样本中的颗粒并且将相关数据 传输到基站。为了能够存储流体样本的分析数据， 所述流体分析系统优选地包括可存储来 自所述流体分析器的与各个单独的流体样本相关的数据的数据存储单元。 0024 所述流体分析系统还包括用于在所述流体分析系统与和所述流体分析系统相距。

30、 一定距离的基站之间传输数据和 / 或控制信号的装置。所述用于传输数据和 / 或控制信号 的装置可包括用于数据和 / 或控制信号在所述流体分析器与所述基站之间的无线传输的 一个或多个装置。移动网络和蓝牙是可被采用的无线数据传输方法的实例。 0025 所述用于传输数据和 / 或控制信号的装置也可包括用于在所述流体分析器与所 述基站之间传输数据和 / 或控制信号的一个或多个缆线， 如果所述流体分析器以使得这样 有利的方式被设置。 0026 所述流体分析器优选地还包括一个或多个样本收容器， 所述样本收容器用于收集 一个或多个流体样本， 由此使得能够在适当的实验室中计数流体样本中的颗粒的数目。例 如，。

31、 当对流体样本的自动分析提供与预期值不同并且必须借助于在适当的实验室中进行彻 底分析来核实的结果时， 这可能是相关的。所述一个或多个样本收容器优选地以下述方式 被可拆卸地安装在所述流体分析器中 ： 即可以通过 ROV、 机械手 (robot) 或类似设备从所述 流体分析器中取出所述样本收容器以及将所述样本收容器放置在所述流体分析器中。 当所 述系统在正常操作期间被用在难以接近的区域中时， 这特别重要。 0027 所述流体分析系统优选地还包括用于流体样本中的预定量的流体的受控提取的 装置。这些装置可根据要求由一个或多个阀装置组成。所述阀装置优选地为自动的并且被 说 明 书 CN 10221675。

32、2 A CN 102216763 A4/7 页 8 有利地设计使得可以从所述基站对它们进行控制。 0028 类似地， 所述流体分析系统优选地还包括控制从流体样本返回所述管道部分中的 管道流的流体流量并且防止流体从所述管道部分沿所述流体分析器的方向流过所述流体 样本回送出口的装置。这些装置可由一个或多个阀装置组成。所述阀装置优选地为自动的 并且有利地能够从基站进行控制。 0029 可借助于上文所提及的无线系统或缆线来调节和设定当提取流体样本时应当从 任何时候通过所述管道部分的流体流中取出多大的量。可替代地， 这可通过手动设定所述 阀装置来调节。 0030 还提供了一种用于分析在管道或管路中流动的。

33、流体的流体分析器的操作的方法， 其中在所述管道或管路中设置有流体样本出口。流体样本通过所述流体样本出口被提取， 进而被传递到所述流体分析器以分析所述流体样本。所述方法包括以下步骤 ： 0031 设置螺旋桨单元， 所述螺旋桨单元包括至少一个上游螺旋桨和至少一个下游螺 旋桨， 其中所述螺旋桨被安装在一个或多个旋转轴上并且沿所述管路的纵向间隔轴向距 离， 并且其中所述螺旋桨中的至少一个被布置为能够驱动安装在所述螺旋桨单元中的发电 机。 0032 以下述方式将所述螺旋桨单元放置在所述管路中 ： 即所述至少一个上游螺旋桨 位于所述管路中的流体样本出口的上游， 并且所述至少一个下游螺旋桨位于所述流体样本 。

34、出口的下游。 0033 按照这种方式， 所述螺旋桨在流体样本通过所述流体样本出口被提取之前提供流 体的混合并且为所述流体分析器及其他需要电流的设备的操作提供电流产生。 0034 在本发明的实施例中， 所述方法还包括以下述方式将所述螺旋桨单元放置在所述 管路中的步骤 ： 即所述下游螺旋桨位于所述管路所设置有的流体样本回送出口的上游。按 照这种方式， 可以在所述流体样本出口与所述流体样本回送出口之间的管路中提供所期望 的压降。 0035 还提供了流体分析系统用于分析在管道或管路中流动的流体的用途， 其中管道部 分形成所述管道或所述管路的一部分。 0036 还提供了流体分析系统用于分析在管道或管路中。

35、流动的流体的用途， 其中所述管 道或所述管路位于水下， 即优选地位于洋底或海床上， 或处于存在起火和 / 或爆炸危险的 环境中。 0037 下面将参考附图更加详细地描述本发明的一些实施例， 其中 0038 图 1 是本发明的第一实施例的示意图， 0039 图 2 是本发明的第二实施例的示意图， 0040 图 3 是本发明的第三实施例的示意图， 0041 图 4 是本发明的第四实施例的示意图， 。 0042 图 1-4 示意了本发明的不同实施例。然而， 这些不同实施例具有许多共同特征， 在 更加详细地解释各个单独的实施例之前将进一步解释这些共同特征。 0043 在图中示意了流体分析系统， 其一般。

36、由附图标记 10 指示。该流体分析系统包括管 道部分12， 当流体分析系统10被使用时， 管道部分12形成管道或管路的一部分。 流体的管 道流 50 流过管道或管路。在某些情况下， 所期望的是对流体流 50 中的颗粒密度进行定期 说 明 书 CN 102216752 A CN 102216763 A5/7 页 9 检查。这例如对于液压系统可能是相关的， 在液压系统中流体流 50 中的颗粒的数目和颗粒 的尺寸将能够指示液压系统中的部件上的磨损和开裂的迹象到何种程度， 从而可以在早期 开始预防性的维护。润滑系统是将能够采用本发明的另一技术领域， 其中润滑液中的颗粒 密度将能够被用于检测各种机器部件。

37、上的磨损的早期征兆， 从而可以在被加以润滑液的一 个或多个机器中的关键部件发生完全故障之前采取措施。 0044 管道部分 12 设置有流体样本出口 35 和流体分析器 16。流体分析器 16 将优选地 自动操作并且包括使得对流体样本的分析能够被实施所必需的设备。除其他以外， 流体分 析器16包括颗粒计数器17， 在该颗粒计数器中检查流体样本。 如本申请的开篇部分所指示 的那样， 在 US 5,572,320 中描述了这样的设备的实例。 0045 自动分析设备 ( 图中未详细示出 ) 例如可包括使光透过流体样本的激光器二极 管。然后， 光在图像被记录在图像传感器芯片上之前从激光器穿过放大透镜。接。

38、着， 由识别 设备分析被记录在图像传感器芯片上的图像， 该识别设备识别并且计数被显示在图像上的 颗粒。在该过程中， 优选地将相关数据存储在数据存储介质 18 上， 并且优选地借助于通信 设备 19 以无线方式将所述数据传输到基站 20， 通信设备 19 至少包括发射器并且优选地包 括接收器。如果通信设备 19 设置有接收器， 则该通信设备也可被用于流体分析系统 10 与 基站 20 之间的通信， 基站 20 通常位于和流体分析系统 10 相距一定距离处， 结果有可能控 制例如可位于海床上的流体分析系统。 0046 流体分析器 16 优选地借助于流体线 (fluid line)38、 39 和至。

39、少一个阀装置 43 与 管道部分 12 连接， 该阀装置 43 优选地为自动阀装置， 其控制从管道部分 12 中的管道流 50 中提取流体样本以及流体样本通过流体分析器的流量。 0047 在已穿过流体分析器16之后， 流体样本可被倾倒入贮存器(图中未示出)， 或者流 体分析器 16 可通过流体线 40、 41 与设置在管道部分 12 中的流体样本回送出口 36 连接， 从 而使得流体样本能够被送回流体流50。 流体样本回送出口36优选地设置在管道部分12中 的流体样本出口35的下游。 还至少设置一个与流体线40、 41相结合的阀装置44， 该阀装置 44 优选地为自动阀装置， 由此使得被送回管。

40、道部分 12 中的管道流 50 的流体样本的流量能 够被调节。借助于至少一个阀装置 44， 还有可能防止流体从管道流 50 流过流体线 40、 41。 0048 如已经提及的那样， 阀装置 43、 44 优选地为自动的， 由此允许从基站 20 对它们进 行控制。 0049 优选地经由无线系统引导流体分析系统10的数据传输和/或控制， 但如果流体分 析系统 10 以使得使用通信缆线有利并且可行的方式被设置， 则也可借助于通信缆线来执 行所述数据传输和 / 或控制。 0050 流体分析器还优选地包括样本收容器 ( 图中未示出 )， 该样本收容器可以储存从 管道部分 12 中提取的流体样本。这个样本。

41、收容器优选地以这样的方式被可拆卸地安装在 流体分析器17中 ： 即通过ROV或其他机械设备将其取出并且将其传送到实验室用于详细分 析。 举例来说， 如果从流体分析系统传输的结果提供对流体样本进行更彻底的分析的根据， 则这可能是相关的。当然， 流体分析器也可设置有多于一个的样本收容器。 0051 在管道部分 12 中安装有螺旋桨单元 22。螺旋桨单元 22 包括上游螺旋桨 29、 下游 螺旋桨 30 以及至少一个发电机 25、 26、 27， 所述发电机布置在螺旋桨壳体 23 中并且由螺旋 桨 29、 30 中的一个或两个驱动。可以借助于举例来说诸如为支柱或板等紧固装置 24 将螺 说 明 书 。

42、CN 102216752 A CN 102216763 A6/7 页 10 旋桨单元固定在适当的位置。将螺旋桨壳体 23 的尺寸最小化并且将螺旋桨壳体设计为使 得通过螺旋桨壳体的流体的流量最小可能程度地受到影响。 术语上游螺旋桨这里是指螺旋 桨被放置在流体样本出口 35 的上游的事实， 而下游螺旋桨对应地是指螺旋桨被放置在流 体样本出口 35 的下游的事实。上游螺旋桨 29 和下游螺旋桨 30 应当被放置的、 流体样本出 口 35 的上游和下游的精确距离除其他以外将取决于管道和螺旋桨的尺寸 ( 即直径 ) 以及 何种流体在管道部分中流动。本领域技术人员将能够调节该距离以便达到本发明的目的， 可。

43、能地如果有必要的话在进行一定量的测试之后进行调节。 0052 在发电机22与流体分析器16及流体分析系统中的任何其他耗电设备之间设置有 用于传输所产生的电流的装置， 优选地为电缆28。 螺旋桨单元22所产生的电流可以被用于 对一个或多个电池 ( 图中未示出 ) 充电， 所述一个或多个电池又对流体分析器 16 及流体分 析系统 10 中的其他耗电设备供应电流。 0053 在图 1-4 中示意了关于上游螺旋桨和下游螺旋桨可如何布置的一些实例。 0054 在图 1 中示意了其中上游螺旋桨 29 和下游螺旋桨 30 被安装在公共轴 33 上的本 发明的实施例。公共轴 33 驱动被布置在螺旋桨壳体 23。

44、 中的发电机 25。可以下述方式设计 下游螺旋桨 30 ： 即是这个下游螺旋桨实质上有助于驱动发电机 25 的螺旋桨， 而上游螺旋桨 29 实质上有助于在流体样本出口 35 的前沿混合流体流 50 中的流体。上游螺旋桨 29 上的 桨叶的设计和设定对流体流 50 中的流体被混合的程度将是决定性的。这适用于本发明所 有不同的实施例。下游螺旋桨 30 还将优选地在流体样本出口 35 与流体样本回送出口 36 之间的管道部分 12 中提供所需的压降， 由此在不需要布置任何类型的泵的情况下使得流 体样本被驱动通过流体分析器并且返回管道流 50。 0055 在图2中示意了其中上游螺旋桨29被安装在上游螺。

45、旋桨轴31上而下游螺旋桨30 被安装在下游螺旋桨轴 32 上的本发明的实施例， 其中上游螺旋桨轴 31 和下游螺旋桨轴 32 被同轴地安装。对于这个实施例， 对于发电机 25 的操作而言大致存在两种可能性。下游螺 旋桨 30 可以驱动发电机 25， 而上游螺旋桨 29 以这样的方式被安装 ： 即使得上游螺旋桨 29 独立于下游螺旋桨的旋转而旋转并且仅对流体的混合做贡献， 这例如通过将上游螺旋桨轴 31可旋转地安装在形状可为圆筒状的下游螺旋桨轴32的内部来实现。 可替代地， 可以这样 的方式安装上游螺旋桨 29 和下游螺旋桨 30 ： 即上游螺旋桨 29 与下游螺旋桨 30 对转并且 两者均有助。

46、于驱动发电机并且由此产生电力。在现有技术中已知对转发电机， 这里将不再 进一步描述。下游螺旋桨 30 还将优选地在流体样本出口 35 与流体样本回送出口 36 之间 的管道部分 12 中提供所需的压降， 由此在不需要布置任何类型的泵的情况下使得流体样 本被驱动通过流体分析器并且返回管道流 50。 0056 在图 3 中示意了其中上游螺旋桨 29 和下游螺旋桨 30 被安装在螺旋桨壳体 23 的 两侧的本发明的实施例。上游螺旋桨 29 被安装在螺旋桨壳体 23 和流体样本出口 35 的上 游， 而下游螺旋桨 30 被安装在流体样本出口 35 的下游以及流体样本回送出口 36 的上游。 在图中示意。

47、了其中借助于轴承 34 安装上游螺旋桨 29 并且上游螺旋桨 29 独立于下游螺旋 桨 30 和发电机 25 旋转的实施例。因此， 发电机仅由下游螺旋桨 30 来驱动。当然， 替代方 案将是把上游螺旋桨 29 和下游螺旋桨 30 安装在贯通的公共轴上， 其中螺旋桨 29、 30 两者 均有助于驱动发电机25。 下游螺旋桨30还将优选地在流体样本出口35与流体样本回送出 口 36 之间的管道部分 12 中提供所需的压降， 由此在不需要布置任何类型的泵的情况下使 说 明 书 CN 102216752 A CN 102216763 A7/7 页 11 得流体样本被驱动通过流体分析器并且返回管道流 5。

48、0。 0057 在图 4 中示意了其中以与图 3 所示相似的方式将上游螺旋桨 29 和下游螺旋桨 30 安装在螺旋桨壳体 23 的两侧的本发明的实施例。上游螺旋桨 29 被安装在螺旋桨壳体 23 和流体样本出口 35 的上游， 而下游螺旋桨 30 被安装在流体样本出口 35 的下游以及流体样 本回送出口 36 的上游。然而， 螺旋桨单元 22 设置有第一发电机 26 和第二发电机 27， 这两 者均设置在螺旋桨壳体 23 中。上游螺旋桨 29 经由上游螺旋桨轴 31 驱动第一发电机 26， 而下游螺旋桨 30 经由下游螺旋桨轴 32 驱动第二发电机 27。在正常操作期间， 两个发电机 26、 。

49、27 中的一个将能够被断开， 使得只有一个发电机在操作并且产生电能。由上游螺旋桨 29 驱动的第一发电机 26 将优选地在正常操作期间被切断。然后， 下游螺旋桨 30 将驱动第 二发电机 27 而同时在流体样本出口 35 与流体样本回送出口 36 之间提供压降， 而上游螺旋 桨在正常操作期间仅混合流体流 50 中的流体。在第二发电机 27 的必要维护或发生故障的 情况下， 第一发电机 26 将能够被接通， 由此允许继续产生电力。 0058 目前已描述了本发明的数个实施例， 其在从流体流中取出流体样本之前混合流体 流50中的流体并且其将使得流体分析系统10不依赖于电力的外部供应以及对用于泵送流 体样本通过流体分析系统 10 并且返回管道部分 12 的泵的使用。 0059 当然， 以上所描述的系统可被用于任何情况， 但其特别适用于在难以接近的区 域中使用， 举例来说诸如与用于在海上产生碳氢化合物的坐底式设施 (bottom-based installation) 相结合。该系统还很适合于在存在具有起火和爆炸危险的环境的区域中使 用。 说 明 书 C。