Способ измерения толщины нефтяной пленки на поверхности воды (его варианты)

Способ измерения толщины нефтяной пленки на поверхности воды (его варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. Способ измерений тошаины нефтяной пленки на шжерхности воды, Заключающийся в том, что берут пробу загрязненной воды, покрывают водяным конденсатом внутреннюю поверхность редуктора , погружают редуктор в пробу, отлича ющ и:йся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности измерения нефтяных пленок толщиной менее 10 мкм, перед погружением редуктора в пробу направляют на нефтявную пленку оптический луч, при погружении редуктора в пробу измеряют максимальную и минимальную интенсивности отраженного от поверхности нефтяной пленки луча, отмечают два сечения редуктора , соответствующие максимальной и минимальной интенсивностям этого отраженного луча, соответствующие двум экстремальным значениям интенсивности отраженного луча, заканчивают погружение послеполучения второго экстремального значения и находят толщину нефтяной пленки,по формуле л JLa -К/ Т1 So/5, ,- -О -t где Д. - длина вол mi .оптического луча; ц - показатель преп(Ж(ления нефти, величина которого определяется соотношением максимальной и минимальной интенсивностей отраженного луча; К - множитель кратности, определяемый отношением сечений редуктора , соответствующих первому и второму экстремальным - значениям-ивтенсивностей отраженного луча; BO - сечение редуктора, с которого начинают его погружение; 5 - сечение редуктора, соответст-. вующее первому экстремальному значению инте ивностй отраженного луча. 2. Способ измерения толщины нефтя ной пленки на поверхности воды, заключиющийся в том, что берут пробу загрязнев;ной воды, покрывают водяным конденсатом .внутреннюю поверхность редуктора, Погружают, редуктор в пробу,- о т л и - 1ч а ю щ и и с я тем, что, с целью 4i повышения чувствительности и точности Од иэмерення пленок толщиной менее О,1 мкм, направляют на нефтяную пленку в редук1 торе оптический луч, погружают редуктор в пробу до увеличения тотцины пленки в KWX-10 раз, измеряют соот1аетсгву1ощее сечение .S редуктора в интенсивность луча, отраженного от чистой водной ш верхности , и находят тогацину Ь нефтяной пленки по формтпе /S, мокс

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК щр 9 01 В 11/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

M АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3365661/25-28 (22) 1 1.1 2.81

1 (46) 07.04.83. Бюл. % 13 (72) Т.IО.Шевелева, Н.Б.Леус н В.И.Леус (71) - Ленинградский ордена Ленина элвктротехннческкй институт вк. В.И.Ульяне ва (Лекнна) (53) 531.71 5.27 (088.8) (56) 1. Авторское свндегельство СССР по заявке Ж 3218833/25-28, кл. G 01 В 5/06, 1980 (прототнп). (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТОЛИНЫ

НЕУЧ ЯНОВ ПЛЕНКИ НА ПОВЕРХНОСТИ

ВОДЫ (ЕГО ВАРИАНТЫ).(57) 1. Способ кзмеренкя тяпцккы нефтяной пленки ка поверхности воды, baключающнйся в тсм, что берут пробу загрязненной воды, покрывают водяным конденсатом внутреннюю поверхность редуктора, погружают редуктор в пробу, О т л и ч s ющ и:.й с я тем что с целью новышенкя чувствктелькостк к точности кзмерення нефтяных пленок толщиной менее 10 мкм, перед погружением редуктора в пробу направляют на нвфтякную пленку оптнчвскнй луч, прк погружвннн редуктора в пробу кзмеряют максимальную к мкнакальную ин енсивности отраженного от поверхности нефтяной пленкн луча, отмечают два сечения редухтора, соответствующие. максимальной и мннааальной ннтенсквностям этого отраженного луча, соответствующне двум экстремальным значениям интенсивности отраженного луча, заканчивают погруженив после получения второго экстремального значении н находят тогпцкну нефтяной лленкк,по формуле. Я0„„1010461 А л

1 Г сии о гдв ). - длнна волны.октнчесжого луча;

- показатель првломленкя нефти, величина которого определяется соотношением макснмалькзй н мнн мальной интенсивностей отраженного луча; К - множитель кратностк, опрещии емый отношением сечений ре-, дуктора, соответствующнх первому н второму экстремальным — значениям - интенсивностей отраженного луча;

5о - сеченне редуктора, с которого начинают его o p emie; - Е . „- сечение редуктора, соответст- . вующее первому экстремальному значению кнтейснвкостй отраженного луча.

2. Способ измерения толщнкы нефтя-.ной пленки ка поверхности воды, заключа- ющийся в том, что берут пробу загрязнен:ной воды, покрывают водяным конденсатом .внутреннюю поверхность редуктора, погружают редуктор в пробу,. о т л н::ч а ю m н и с я тем, что, с целью повышения чувствительности к точности 3Ф» нзмеренкя пленок толщиной менее 0,1 мкь, ф5 направляют на нефтяную пленку в редукт торе опткчаскнй луч, погружают редуктор в пробу до увеличений толщины пленкн в1<И<.10 раз, измеряют соответствукьщее сечекне 3 редуктора к ннтенсквность луча, отраженного от чистой водной аа верхности, н находят толщину Ь нефтяной лленкн по формуле

М макс t 5 где,„- толщина нефтяной пленки в сечении 6 редуктора, опре-, деляемая соотношением интенсивностей лучей, отраженных соответственно пленкой в сечении редуктора и чис той водной поверхностью;

5 оКс- максимальное сечение редуктора.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, для измерения толщины нефтяной пленки на поверхности воды при создании устройств, предназначенных для 5 измерения объема пролитой в море нефти с борта судна.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ измерения толщины нефтяной пленки на по- >о верхности воды, заключающийся в том, что берут пробу загрязненной воды, покрывают водяным конденсатом внутреннюю поверхность редуктора, погружают редуктор в п)юбу t Ö.

Недостатками известного способа являются низкие точность измерения толщин

i тонких, менее 1 мкм, пленок, которые однако часто встречаются на поверхности водоемов, так как при сильном сжатии в 20 пленку попадают частички пыли из возI духа, капельки воды и г.п., а также чувствительность (минимальная толщина пленки составляет 0,2 мкм) из-за высо кой вязкости нефти (нефть не проходит B 25 цилиндрическую часть редуктора, если внутренний диаметр трубки менее 1,52 мм).

Целью изобретения является повышение чувствительности и точности измерения Во нефтяных пленок толщиной менее 1 Омкм.

Поставленная цель достигается тем, что перед погружением редуктора в пробу найравляют иа йефгяную пленку оптический луч, при погружении редуктора в пробу измеряют максимальную и минимальную интенсивности отраженного от поверхности нефтяной пленки луча, отмечают два сечения редуктора, соответствующие максимальной и минимальвой интенсивностям 4О этого отраженного луча, соответствующие двум экстремальным значениям интенсивности отраженного луча, заканчивают погружение после получения второго экстремального значения и, находят гол 45 щину нефтяной пленки по формуле к) .

° о

3 где ). - длина волны оптического луча;

- показатель преломления нефти, величина которого определяется отношением максимальной и минимальной интенсивностей отраженного луча;

k - множитель кратности, определяемый отношением сечения редуктора, соответствующих первому Й второму экстремальным, эначенням интенсивностей отраженного луча;

, - сечение редуктора, с которого начинают его погружение; „- сечение редуктора, соответс вукщее первому экстремальному значению интенсивности отраженного луча.

Первый вариант способа осуществляет ся при толщине пленки, сравнимой с

3 /4 Ид., B том случае, когда толщина пленки

gC< ) /4 И, нельзя. достичь указанной цели по первому варианту, так как нефть перестает существовать в пленочном со стоянии раньше, чем интенсивность отраженного луча в процессе увеличения толщины пленки достигнет первого максимума (при утолщении пленки более, чем в 10 раз нефть скачкообразно переходит иэ пленки в комочек или веточку нефти).

По второму варианту поставленная цель достигается тем, что направляют на пленку нефти в редукторе оптичеекий луч, погружают редуктор в пробу до увеличения толщины пленки в 1<И(10 раэ, измеряют соответствующее значение S редуктора и интенсивность луча, отраженного ог, чистой водной поверхности, и иаходяг толщину .М нефтяной пленки по формуле мако! З где %.ь - толщина нефтяной пленки в сечении Sg редуктора, определяемая от ношением интенсивностей лучей, отраженных соответственно пленкКй в сечении редуктора и чистой водной поверхностью;

S .- максимальное сечение редуктора, 3, 1010461 4

На чертеже изображена прннцнпнальная,мальнае сечение редуктора1 - В . сече схема устройства для осуществлення спо- ние редуктора, соответствукицее пленке," соба измерения толщины нефтяной пленки увеличенной в 1-10 раз по толщине, иэна поверхности воды. меряют сигнал Х. Holp aae pea Fopa

Устройство содержит корпус 1 с. про- g 2 заканчивают, когда нефть перестанет бой воды с пленкой нефти, редуктор 2 с существовать в пленочном состоянии. Из» шкалой Э, испаритель 4, источник 5 пуча, меряют сигнал I a„, соответствующий отфотоприемннк 6 н регистратор 7. раженню луча от чистой водной поверхПредлагаемый способ согласпо первому ности. Находят толщину fi пленки по форварианту осуществляется следующим об- 10 муле (2). разсм. Следует отметить, что сорт нефти илн

Берут в корпус 1 пробу воды, перед нефтепродукта мало сказывается на псьпогружением в нее редуктора 2 покрывают грешность измерения толщины планки, внутреннюю поверхность редуктора водя- если длина волны луча находится в вщиФ ным конденсатом, подержав редуктор не- и мой части спектра. Например, на длине сколько секунд над испарнтелем 4, облу- волны излучения Не-Й6:лазера все сорта чают пленку нефти лучом источники 5, нефти и нефтепродукты нмеют показатели фотопрнемннком 6 принимают и преобраэу- преломления, лежащие в узком диапазоне ют в сигнал отраженный луч, сигнал фото- 1,47-1,55 прн наиболее вероятном знаприемника регистрируют регистраторам 7 у ченнн 1,51. Расчет показывает; что если и запоминают его величину Х. Погружают принять И = 1,51, прн этом в реэул редуктор 2 в пробу, в момент появления тате измерения вносится погрешность, максимального сигнала в регистраторе 7 не превышающая 10% (второй вариант отмечают велнчнну сечения Sg редуктора способа). В первом варианте способа це по шкале 3, соответствующего первому 2s лесообразно уточнять значение И а, по знанаблюдаемому экстремальному значенню чениям сигнала в максимуме и минимуме, ннтенснвности отраженного луча. Погруже- отраження, если на нх величины не влияет нне продолжают до получения второго поглощение излучении в пленке (прн топэкстремального значения -по шкале 3 ре- щнне пленки менее 5 мкм). Если noraouteдуктора, находят соответствующее ему Зр нне в пленке нефти играет заметную роль, значение сечения . Прн погружении ре- т.е. сигналы s соседних максыжумах ра-- дуктора измеряют ио регистратору 7 мн- лнчаются, целесообразно принять и, ран ннмальное н максимальное значения снг- ным наиболее вероятному его значению

НапоВ фотоприемннка Х,щи Т„, „ погру-- на данной длине волны по литературным жение заканчнвают поОле получения на. данным. регистраторе второго экстремального эна- Процесс нзмерення можно вести как чення. Находя отношение I&a„c/Хhava по прн увеличении, так н уменьшении толщинему с помощью расчетной кривой, находят ны пленки редуктором 2. Первый путь показатель преломлення нефти п, нахо-„следует испольэовать для более тонких дят отношение 5„/Sg, понемуспомощью пленок, толщиной менее 1 мкм, второйрасчетных кривых находят велнчнну мно-, для более толстых пленок толщиной 1жителя кратности К н затем по формуле 10 мкм. В первом случае начальное (1) находят толщину пленки К, сечение редуктора равно его максималь»

Предлагаемый способ по второму вариан- ному. значению, а во втором случае на ту осуществляется следующим образом. чальное сечение редуктора равно его миБерут в корпус 1 пробу воды перед нимальному значению. погружением в нее редуктора 2, покры- Максимальная тотцина пленки, измевают внутреннкло поверхность редуктора ряемая предлагаемым способом, составля2 водяным конденсатом, подержав редук- ет порядка 10-20 мкм, так как в плентор несколько секунд над нспарнтелем 4,,ках большей толщины ннтерференпионная облучают пленку нефти лучам источника картина становится нечеткой из-за не5, фотоприемникам 6 принимают н преоб- однородностн пленки по то пцине в предеразуют в сигнал отраженный луч; сигнал лах облучаемого пятна н поглощения asayфотоприемника регистрируют регистрато- чення в пленке. ром 7. Погружая редуктор в пробу, уве- Минимальная толщина пленки составлялнчнвают толщину пленки, отмечают рост ет величину порядка 0,05;g/4 И,, прн сигнала фотоприемника и отсутствне мак- этом сигнал фотоприемника после увели-. снмального значения его величины. При чення толщины.s предельное число раа

>л,<щи/б = l ."10, где Ь ц„ о -макси- (порядка 10) составляет 0,5 Хаак (ю

5 1010461 4 длине волны 0 63 мкм ,63 мкм минаюальная тол- Предлагаемый способ легко peansý щина пленк е и, измераемая данным мето- ется на основе серийно выпускаемых чю,дом, равна 0,005 мкм). Более тонких ппе точннков и фотоприемников оптического еж иа пвверхности водоемов практичео- излучения, имеет небольшую стоюиость

as не существует. 3 и, малое энергопотребление.

Составитель Л. Лобвова

Редактор Н. Джуган Техред М.Тенер Корректор И. Iynna

Заказ 2466/30 Тираж 600 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул.Проектная, 4