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

 

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