弹性管内流体波动压力及弹性管顺应性的量测方法及装置

摘要

本发明揭露了一种弹性管内流体波动压力及弹性管顺应性的量测方法及装置，在搜寻弹性管的临界深度后，决定解耦控制所需直流与交流两部分压力，并由直流致动器与交流致动器的位移，使待测弹性管与周围组织解耦，以测得待测弹性管于流体交流压力下实际的位移变化及其动态阻抗，以此计算出所述的即时连续压力及动态顺应性。本发明可准确地测得弹性管内流体的即时且连续压力的变化及弹性管的动态阻抗。

主权项

一种弹性管内流体波动压力的量测方法，待测弹性管外包覆有具弹性的周围组织，于待测弹性管内则有波动的流体流动，其流体压力P_b包含直流压力及交流压力ΔP_b的加总，利用非侵入的方式对该待测弹性管量测，其特征在于：搜寻临界深度利用一直流致动器在待测弹性管正上方由该周围组织的表面下压，并量测下压的深度以及表面的压力，比较压力的峰对峰值直到最大值的深度即为待测弹性管的临界深度在临界深度时，在周围组织表面上量测的直流压力等于弹性管内波动流体的直流压力更新临界深度待测弹性管在流体流动的过程中产生的直流压力变化，利用一直流控制器对该直流压力产生相应的控制增益G_d，即令该直流压力变化为增加时令该直流致动器对应下移增压，直流压力变化为减少时则直流致动器对应上移减压，以令临界深度随直流压力变化而更新深度；估测瞬间参考压力于临界深度，同时交流压力ΔP_b为零时，交流致动器不动而为停的阶段，开始连续撷取待测点n前至少连续三点的瞬间参考压力，并以一预测手段估测出下一点，即待测点n的瞬间参考压力其后采取隔点交流致动器静止不动，撷取新的瞬间参考压力估测下一点的瞬间参考压力，如此周而复始；识别待测弹性管阻抗Z_v(n)：首先以该待测点n的参考压力及压力差异ΔP_e(n)、以及该待测点n前一点n‑1的压力差异ΔP_e(n‑1)，及控制增益值G_a(n‑1)识别出该待测点n的待测弹性管并联阻抗H₁(n)，并以此并联阻抗H₁(n)以及待测弹性管以外的周围组织加总的阻抗Z_t计算出该待测弹性管的阻抗Z_v(n)；计算交流控制器增益G_a(n)：在识别待测弹性管阻抗步骤的同时，可利用该并联阻抗H₁(n)计算交流控制器于该待测点n时的增益值G_a(n)，以此增益值G_a(n)作为下一待测点n+1的增益值G_a(n+1)的参考增益值；追踪交流压力及量测待测弹性管的管径变化Δλ_v(n)：在直流致动器对周围组织的表面下压至临界深度的同时，交流致动器进入追的阶段，以控制增益G_a(n)在临界深度上下位移Δλ_s'来追踪待测弹性管交流压力ΔP_b；此时交流位移感测器测量的位移变化Δλ_s即为待测弹性管在临界深度下，顺应交流压力ΔP_b'变化时的实际管径变化Δλ_v；计算待测弹性管内即时性连续压力P_b(n)：一旦待测弹性管的阻抗Z_v(n)、管径变化Δλ_v及直流压力已知，即可计算待测弹性管内即时性连续动态压力P_b(n)，是依识别出的阻抗Z_v(n)以及该管径变化Δλ_v(n)估测出待测弹性管于该待测点时流体的交流压力ΔP_b(n)，以此交流压力ΔP_b(n)与相等于待测弹性管直流压力的直流压力计算出待测弹性管内的即时动态压力P_b(n)；同时，再回到前述停的阶段，估测下一待测点n+1的有效参考压力以此循环地得到待测弹性管的即时连续压力P_b(n)。