Устройство для измерения влажности нефти и нефтепродуктов

Устройство для измерения влажности нефти и нефтепродуктов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Устройство для измерения влажности нефти и нефтепродуктов относится к измерительной технике и может быть использовано в химической и нефтеперерабатывающей промьшшенностях при контроле и измерении влажности нефти, водонефтяных эмульсий и других веществ, диэлектрическая проницаемость которых изменяется в зависимости от концентрации компонентов самого вещества (например, у нефтей различных сортов). Целью изобретения является повышение точности измерения влажности при исключении погрешностей , обусловленных остаточностью параметров схем замещения емкостного преобразователя на низких и высоких частотах. Кроме того, исключается влияние структурной поляризации эмульсии на результат измерения , что обеспечивает уменьшение погрешностей , вызванных изменениями температуры. 2 ил. с S сл 1чЭ СП ч1 « С0 ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1257495

А1 (gg 4 G 01 N 27/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1Ц

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3816418/31-25 (22) 27.11.84 (46) 15.09.86. Бюл. М- 34 (71) Ивано-Франковский институт нефти и газа (72) Г.А.Штамбергер, Е.Е.Добров, M.È.Бурбело, Ю.В.Грош,В.Г.Плотников и M.Ñ. Блаженко (53) 620.171.33(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 914989, кл. G 01 N 27/22, 1981.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1073677, кл. G 01 N 27/22, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ (57) Устройство для измерения влажности нефти и нефтепродуктов относится к измерительной технике и может быть использовано в химической и нефтеперерабатывающей промьпкпенностях при контроле и измерении влажности нефти, водонефтяных эмульсий и других веществ, диэлектрическая проницаемость которых изменяется в зависимости от концентрации компонентов самого вещества (например, у нефтей различных сортов). Целью изобретения является повышение точности измерения влажности при исключении погрешностей1 обусловленных остаточностью параметров схем замещения емкостного преобразователя на низких и высоких частотах. Кроме того, исключается влияние структурной поляризации эмульсии на результат измерения, что обеспечивает Уменьшение погрешностей, вызванных изменениями температуры. 2 ил.

1257495

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при контроле и измерении влаж ности нефти, нефтепродуктов и других веществ в химической и нефтеперерабатывающей промышленности, диэлектрическая проницаемость которых изменяется в зависимости от концен50

Синусоидальное напряжение качающейся частоты поступает в первом .такте с выхода генератора 1 и во втором такте с выхода генератора 2

55 трации компонентов самого вещества (например, при изменении сортности 1О нефти), а также при структурных и других исследованиях свойств несовершенных диэлектриков.

Целью изобретения — повышение точности измерения влажности за счет исключения погрешностей, обусловленных остаточностью параметров схем замещения емкостного преобразователя на низких и высоких частотах. Кроме того, исключается влияние струк- 20 турной поляризации водонефтяной эмульсии на результат измерения.

На фиг. 1 показана функциональная схема устройства для измерения влажности нефти и нефтепродуктов,на фиг.2 - 25 схема замещения измерительного и компенсационного емкостных преобразователей влажности.

Устройство содержит (см. фиг.1) два генератора 1 и 2 синусоидального сигнала качающейся частоты, трансформатор 3 напряжения, измерительный 4 и компенсационный 5 емкостные преобразователи, два образцовых конденсатора 6 и 7, управляемую ак—

35 тивную проводимость 8, четыре усилителя 9 — 12, четыре образцовых резистора 13 — 16, два цифровых делителя

17 и 18 напряжения, два управляемых делителя 19 и 20 напряжения, суммирующее устройство 21 два аналогоцифровых преобразователя 22 и 23> масштабирующее устройс-во 24, дифференциатор 25, три фазочувствительных детектора 26 — 28, три амплитудных

45 детектора с закрытым входом 29-31, блок 32 деления, два блока 33, 34 памяти, три вычитающих устройства

35 — 37, два устройства 38, 39 уравновешивания, три переключателя 4042, блок 43 управления и функциональный преобразователь 44.

Устройство работает следующим образом. через переключатель чи — на первичную обмотку трансформатора 3.

Четыре вторичные обмотки трансформатора 3 включены таким образом, что напряжения на емкостные преобразователи 4 и 5 по сравнению с напряжениями на образцовом конденсаторе 6 и последовательной цепи из образцового конденсатора 7 и управляемой активной проводимости 8 подаются в противофазе. Ток, протекающий в ветвях этих элементов (4 — 8), соответственно преобразуется в напряжение усилителями 9 — 12, в цепях отрицательной обратной связи которых включены соответственно образцовые резисторы 13 — 16. Напряжение с выхода усилителя 9 или усилителя 10-при работе соответственно с измерительным или компенсационным емкостными преобразователями в зависимости от положения переключателя 41 суммируется с выходным напряжением усилителя

11, подаваемым через управляемый делитель 19 напряжения, на суммирующем устройстве 21. Кроме того, напряжение с выхода переключателя 41 поступает на вход цифрового делителя !7 напряжения, на управляющий вход которого поступает сигнал с выхода суммирующего устройства 21 через аналого-цифровой преобразователь 22. С выхода цифрового делителя 17 напряжения сигнал подается через дифференциатор 25 на первый вход фазочувствительного детектора 26 а также непосредственно на первый вход фазочувствительного детектора 27. Одновременно на вторые входы фазочувствительных детекторов 26 и 27 поступает опорное напряжение с выхода суммирующего устройства 21. Напряжение с выхода усилителя 12 подается через цифровой делитель 18 напряжения и управляемый делитель 20 напряжения на первый вход фазочувствительного детектора 28, опорным сигналом для которого является подаваемое на его второй вход напряжение с выхода управляемого делителя 19 напряжения °

Кроме того, напряжение с выхода управляемого делителя 19 напряжения пос тупает на аналого-цифровой преобразователь 23, а сигнал с выхода последнего поступает на управляющий вход цифрового делителя 18 напряжения.

Фазочувствительные детекторы 26, 27 и 28 выделяют синфазные составляю-. щие напряжений на первых входах по

3 1257 отношению к напряжениям на их вторьгх входах. Сигналы с выходов фазочувствительных детекторов 26, 27 и 28 поступают на амплитудные детекторы с закрытым входом 29, 30 и 31 соответственно, на выходах которых существуют напряжения, пропорциональные огибающим выходных сигналов фазочувствительных детекторов. Вместе с тем сигналы с выходов фазочувстви- 10 тельных детекторов 27 и 28 поступают на входы вычитающего устройства

37. Блок 32 деления производит деление напряжений с выходом амплитудных детекторов 29 и 30. Результат де-15 ления через переключатель 42 поступает в первом такте в блок 33 памяти, а во втором — в блок 34 памяти, после чего производится их вычитание вычитающим устройством 35. Одно- 2о временно сигналы с выходов амплитудных детекторов 30 и 31 поступают на вычитающее устройство 36. Сигналы с выходов вычитающих устройств 35 и

36 посредством устройств 38 и 39 ypaa2s новешивания соответственно изменяют коэффициенты передачи управляемых делителей 19 и 20 нагряжения в такой последовательности. Сначала регулируется коэффициент передачи управляемого делителя 19 напряжения до тех пор, пока значение сигнала на выходе вычитающего устройства 35 не будет равно нулю, при этом работают оба генератора качающейся частоты (в пер35 вом такте генератор 1, во втором генератор 2). Затем сигнал с выхода блока 32 деления с помощью переключателя 42 поступает через масштабирующее устройство 24 на управляющий вход управляемой активной проводимости 8, задавая тем самым значение послед— ней. Осуществляется вторая регулировка — изменение коэффициента передачи управляемого делителя 20 напряжения до тех пор, пока на выходе вычитающего устройства 36 значение сигнала не будет близко к нулю (при этом работает лишь один из генераторов качающейся частоты). После достижения второго состояния квазиравновесия функциональным преобразователем

44 считаются значения сигналов с выходов вычитающего устройства 37 блока 32 деления (через переключатель

42), а также с выхода устройства 39 уравновешивания. Значение сигнала на выходе функционального преобразователя 44 пропорционально искомой

495 4 влажности нефти или нефтепродуктов, протекающих через рабочее пространство измерительного емкостного преобразователя 4.

Для устранения дополнительных погрешностей производится измерение параметров компенсационного емкостного преобразователя 5 с обезвоженным продуктом или продуктом с изве стной влажностью, причем алгоритм работы устройства сохраняется с тем отличием, что результаты измерений заносятся в ячейки памяти функционального преобразователя 44 и используются для уменьшения погрешностей, обусловленных изменением температуры и других дестабилизирующих факторов °

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Устройство для измерения влажности нефти и нефтепродуктов, содержащее измерительный и компенсационный емкостные преобразователи, два генератора качающейся частоты, трансформатор, образцовый конденсатор, три усилителя, три образцовых резистора в цепи обратной связи усилителей, два устройства уравновешивания, два управляемых делителя напряжения, три вычитающих устройства, блок деления, суммирующее устройство и функциональный преобразователь, причем три вторичные обмотки трансформатора первыми концами соответственно через измерительный и компенсационный емкостные преобразователи и образцовый конденсатор заземлены, а вторые концы этих обмоток соединены с входами соответственно первого, второго и третьего усилителей, выход третьего усилителя через первый управляемый делитель напряжения присоединен к первому входу суммирующего устройства, при этом выходы первого и второго вычитающих устройств через первое и второе устройства уравновешивания подключены к управляющим входам соответственно первого и второго управляемых делителей напряжения, а выход третьего вьгчитающего устройства соединен с первым входом функционального преобразователя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения влажности, в него введены управляемая активная проводимость, второй образцовый конденсатор, чет$ 1 вертый усилитель с четвертым образцовым резистором в цепи обратной связи, два цифровых делителя напряжения, два преобразователя амплитудного значения переменного напряжения в цифровой код, одно масштабирующее устройство, дифференциатор, три фазочувствительных детектора, три амплитудных детектора с закрытым входом, два блока памяти, три переключателя и блок управления, причем выходы генераторов качающейся частоты через первый переключатель подключены к первичной обмотке трансформатора, первый конец четвертой об мотки которого через второй образцовый конденсатор заземлен, а второй е конец через управляемую активную проводимость соединен с входом четвертого усилителя, выходы первого и второго усилителей соединены с вторым переключателем, выход которого соединен с вторым входом суммирующего устройства и с входом первого цифрового делителя напряжения, к выходу которого через дифференциатор и непосредственно присоединены первые входы соответственно первого и второго фазочувствительных детекторов, выход суммирующего устройства соединен через первый преобразователь амплитудного значения переменного напряжения в цифровой код с управляющим входом первого цифрового делителя напряжения, а также с вторыми входами первого и второго фазочувствительных детекторов, третий фазочувствительный детектор своим первым входом через второй управляемый делитель напряжения и второй цифровой делитель

?57495 Ь, напряжения подключен к вьгходу четвертого усилителя, а второй вход этого фазочувствительного детектора подключен к выходу .первого управляемого делителя напряжения, к выходу последнего присоединен также через второй преобразователь амплитудного значения переменного напряжения в цифровой код управляющий вход второго цифрового делителя на,пряжения, выход первого фазочувст.вительного детектора соединен через первый амплитудный детектор с первым входом блока деления, выход второго фазочувствительного детектора — с первым входом третьего вычитающего е устройства и через второй амплитудный детектор с вторым входом блока деления и первым входом второго вычитающего устройства, выход третьего фазочувствительного детектора подключен к второму входу третьего вычитающего устройства и через третий амплитудный детектор к второму входу второго вычитающего устройства, к выходу блока деления через третий переключатель присоединены входы двух блоков памяти, второй вход функционального преобразователя и масштабирующее устройство, выход которого соединен с управляющим входом управляемой активной проводимости, выходы первого и второго блоков памяти подключены к входам первого . вычитающего устройства, к выходу вто35 рого устройства уравновешивания подключен третий вход функционального преобразователя, выходы блока управления связаны с управляющими входами

4() трех переключателей и функциональ ного преобразователя.

1257495

125 7495 фиг.2

Составитель В, Немцев

Редактор А. Долинич Техред Л.Олейник

Корректор И. Муска

Заказ 4909/40 Тираж 778

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная, 4