Устройство для измерения концентрации жидких сред

Устройство для измерения концентрации жидких сред

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для измерения концентрации жидких сред, в частности для измерения концентрации нефти в высокообводненной эмульсии, и может быть использовано в системах автоматизации процессов добычи и переработки нефти. Цель изобретения - повышение точности измерения. Устройство содержит осветительный и приемный световоды 3 и 6, источник 4 света с блоком 5 питания, блок для измерения оптических характеристик среды, включающий, например, фотоэлемент 7 и измерительный мост 8. Отличительной особенностью устройства является соединение частей светопроводящих поверхностей световодов с пьезопреобразователями 10 и 13, что позволяет использовать световоды для осуществления измерения концентрации двумя методиками: ультразвуковой и оптической. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И1

А1 (51) 5 С 01 И 21/59

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ ССОР

1 (21) 4278750/24-25 (22) 09.06.87 (46) 07.03.90. Бюл. N 9 (75) В.Л.Беляков, А.А.Абдулаев, В.В.Панарин и А.IO,ÀëåêñååB (53) 53 5. 853 (088. 8) (56) Беляков В.Л. и др. Методы и средства для измерения содержания нефти в воде. 8.: ВНИИОЭНГ, 1982, с. 6-7.

Патент США У 4561779, кл. G 01 N 21/01, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗИЕРЕНИЯ КОНЦЕН"

ТРАЦИИ ЖИДКИХ СРЕД (57) Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для измерения концентрации жидких сред, в частности для измерения концентрации

2 нефти в высокообводненной эмульсии, и может быть использовано в системах автоматизации процессов добычи и переработки нефти, Цель изобретения— повышение точности измерения. Устройство содержит осветительный и приемный световоды 3 и 6, источник 4 света с блоком 5 питания, блок для измерения оптических характеристик среды, включающий, например, фотоэлемент и измерительный мост 8, Отли-ительной особенностью устройства является соединение частей светопроводящих поверхностей световодов с пьезопреобразователями 10 и 13, что позволяет использовать световоды для осуществления измерения концентрации двумя методиками: ультразвуковой и оптической, 1 ил.

1548718

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь эовано в системах автоматизации процессов добычи и переработки нефти для измерения концентрации нефти в высокообводненной эмульсии.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Na чертеже представлена блок-схема 10 устройства.

Устройство состоит из погруженных

, в трубопровод 1 с контролируемой жид костью 2 световодов (из кварца-полимера), причем первый световод 3 оптически соединен с источником 4 света (светодиодом), электрически связанным с блоком 5 питания, а второй световод 6 соединен с блоком измерения

,оптических характеристик среды, вклю- 20, чающим например преобразователь 7 световой энергии в электрическую (фотодиод), включенный в схему электрон, ного автоматического моста 8, элек, трически связанного с аналого-цифро вым преобразователем (АЦП) 9.

Часть волокон световода 3 прикле- ена к пластинке из органического стекла, к которой с другой стороны, приклеен пьезопреобразователь 10, 30 электрически связанный через переключатель 11, представляюц>ий собой мультиплексор, с генератором 12 пере менного напряжения, Аналогичным образом часть волокон световода 6 сое.динена с пьезопреобразователем 13, подключенным. через переключатель 11 и усилитель-преобразователь 14 с встроенным преобразователем напряжение - код (цифровой вольтметр) к вычислительному блоку 15, представляющему собой микро-ЭВИ с дисплеем. Температура измеряется с помощью платинового термоме-гра 16 сопротивления и электронного автоматического мос- 45 та 17, электрически связанного через

АЦП 18 с вычислительным блоком 15, в котором производится температурная коррекция выходных сигналов оптического (блок 5 питания - источник 4 света — осветительный световод 3 жидкость 2 - приемный световод бпреобразователь 7 световой энергии электронный автоматический мост 8

АЦП 9) и ультразвукового (генератор

12 - переключатель l1 - пьезопреобразователь 10 - световод 3 - жидкость

2 — световод 6 - пьезопресбразователь 13 — переключатель 11 — усилитель-преобразователь 14 с встроенным преобразователем напряжение " код) измерителей концентрации жидких сред.

Применение двух измерителей концентрации среды дает возможность по выгить точность измерения за счет уменьшения влияния неинформативных параметров.

Переключатель 11 применен в устройстве для попеременного подключения пьезопреобразователей 1О и 13 либо к генератору 12 либо к измерительной схеме. Попеременное подключение пьезопреобразователей обеспечивает использование каждого из них или в режиме возбудителя колебаний, что препятствует загрязнению поверхности световода, находящегося в контролируемой жидкости (а следовательно, и повышению точности измерения), или в режиме приемника колебаний.

Устройство .работает следуюцим образом.

При прохождении света от осветительного световода к приемному световоду происходит ослабление интенсивности светового потока (пропорциональное концентрации нефти в контроли руемой эмульсии)> которое фиксируется при помощи фотодиода и электронного автоматического моста.

Выходной сигнал U< моста 8, предварительно преобразованный в код, подается на вход вычислительного блока 15.. Аналогичным образом на вход вычислительного блока„ 15 подается сигнал U с ультразвукового измерителя концентрации (генератор - пьезоизлучатель - пьезоприемник - усилитель - преобразователь с встроенным преобразователем напряжение — код) .

Выходные сигналы U< и U могут быть представлены в виде зависимостей д = а„С (1+Ъ,Н);

Ue = а>С (1 + Ь Н), где С и H - концентра ция солей в водной фазе эмульсии и нефти в водонефтяной эмульсии соответственно, а, а, Ь >b2- постоянные коэффициенты, определяемые гри градуировке прибора.

Эти зависимости решаются B вычислительном блоке относительно С и Н.

В выходной сигнал> соответствующий концентрации нефти в эмульсии, ввоСоставитель В,-Варнавский

Техред М.Ходанич

Корректор Э.Лончакова

Редактор В.Данко

Заказ 138 Тираж 510 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101

1548У1 дится необходимая коррекция в зависимости от концентрации солей в водной фазе эмульсии. В вычислительном блоке 15 также производится коррекция выходных сигналов оптического или уль5 тразвукового измерителей концентрации в зависимости от температуры контролируемой жидкой среды.

Для проверки устройства в лабораторных условиях приготавливали эмульсии с заданным содержанием нефти и солей.

Приготовленные эмульсии заливали в размещенный в термостате сосуд с мешалкой, в который помещали светоизлучающий и приемный торцы световодов. Подсоединение приборов осуществляли согласно схеме, изображенной на чертеже ° Производили по 11 измерений в точках 100, 200, 300, 400, 500 и 1000 мг/л нефти в эмульсии и. оценивали погрешность измерения кон- 25 центрации нефти в эмульсии при различных концентрациях солей (50, 100, 200 г/л) в водной Фазе эмульсии и раз- ных температурах (20, 30, 40 С) . Максимальная погрешность измерения не 30 превышала 2 :.

8 о

Формула изобретения, Устройство для измерения концентрации жидких сред, содержащее источник света с блоком питания и расположенные по ходу излучения осветительный и приемный многсжильные световоды, а также блок измерения оптических характеристик среды, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности, в него дополнительно введе-, ны два пьезопреобразователя, переключатель, генератор, усилитель-преоб-. разователь, вычислительный блок, два аналого-цифровых преобразователя и измеритель температуры, при этом часть жил осветительного и приемного световодов отделена от светопроводящих жил и на их торцах жестко закреплены и ьезопреобразователи, электриче. I ски соединенные через переключатель с генератором и усилителем-преобразоп вателем, выход которого соединен с первым входом вычислительного блока, второй вход которого через первый аналого-цифровой преобразователь сое" динен.с блоком измерения оптических характеристик среды, а третий вход через второй аналого-цифровой преобразователь соединен с измерителем температуры. !