Способ определения влажности жидких сред

 

Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано в нефтедобывающей, нефтеперерабатьшающей, нефтехимической. пищевой и других отраслях промышленности и позволяет повысить точность определения влажности. С помощью емкостного преобразователя получают первый отсчет с измерителя влажности , с исходным образцом, затем второй отсчет с тем же образцом после фиксированной добавки в него воды, а затем дополнительный отсчет с фиксированной добавкой жидкой среды того же состава, что и контролируемая среда с известной влажностью. Искомое значение влажности контролируемой среды определяют с учетом разности показаний первого отсчета с вторым и дополнительным и отношений добавляемых объемов воды и контролируемой среды известной влажности к исходному объему образца. 3 (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУ БЛИН

„,SU» 1 2216

Ц1) 4 G 01 N 27/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3988926/31-25 (22) 11. 12.85 (46) 23.08.87. Бюл. Р 31 (71) Институт автоматики АН КиргССР (72) А.В.Кудрявцев и В.Н.Шевченко (53) 551.508.7 (088 ° 8) (56) Теория и практика экспрессного контроля влажности твердых и жидких материалов./под ред. Е.С.Кричевского.

И.: Энергия, 1980, с. 46-55, 63-65, 102-103.

Авторское свидетельство СССР

Ф 247610, кл, G 01 N 27/22, 1968. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ . ЖИДКИХ СРЕД (57) Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано в нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, нефтехимической, пищевой и других отраслях промышленности и позволяет повысить точность определения влажности. С помощью емкостного преобразователя получают первый отсчет с измерителя влажности. с исходным образцом, затем второй отсчет с тем же образцом после фиксированной добавки в него воды, а затем дополнительный отсчет с фиксированной добавкой жидкой среды того же состава, что и контролируемая среда с известной влажностью. Искомое значение влажности контролируемой среды определяют с учетом разности показаний первого отсчета с вторым и дополнительным и отношений добавляемых объемов воды и контролируемой среды известной влажности к исходному объему образца.

133221б

d.,=à+b W„. (2) (3) а + b1т г 1 с = а+ЬИ, d,=a+bW (4) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, нефтехимической, пи— щевой и других отраслях промышленности, Целью изобретения является повышение точности определения влажности эа счет уменьшения влияния флокуляционных свойств среды.

В основу способа положена экспериментальная оценка реакции измерительного устройства на воздействие добавляемых в образец компонентов контролируемой среды с последующим вычислением ее истинной влажности.

Зависимость показаний измерителя от влажности образца может быть представлена в следующем виде . где o(— значение отсчета измерителя влажности, W — значение влажности контролируемой среды:, а — параметр, зависящий от начальной диэлектрической проницаемости безводной среды

b — параметр, зависящий от и коэффициента флокуляции F, Следовательно, изменение „ безводной среды приводит как к изменению параметра а (емкость датчика изменяется с изменением „ сухой среды), так и параметра b (при разных Я, наклон характеристик Г, = Ь(И) различен), а изменение коэффициента флокуляции F изменяет лишь параметр Ь.

Таким образом, в уравнении (1) переменными следует считать величины а, b и М ° При этом предполагается, что: а) преобразование Г „ в приращение емкости датчика 8С осуществляется по линейному закону (дС=С р Я,. где

С вЂ” рабочая емкость преобразоватеР ля) б) преобразование приращения емкости и С в показание измерителя влажности Ы производится также по линейному закону (3 = N.dC, где N коэффициент пропорциональности); в) аналитическая зависимость преобразования влажности образца W в F, учитывает начальное значение „ и коэффициент флокуляции Г 1л приближенно может быть представлена в виде

<см-: Енл Е„

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.

Получают первичный отсчет измерителя влажности для исходного об5 разца контролируемой среды неизвестной влажности W

В известный объем исходного образца

V добавляют фиксированнй объе .м воды дЧ„, перемешивают, помещают часть нового образца в датчик и получают вторичный отсчет измерителя, при новом значении влажности W

Последующий третий дополнительный отсчет может быть получен после добавления и перемешивания фиксированного объема жидкой среды того же сорта с известной влажностью W, либо в заданный объем исходного образца, либо в такой же объем образца, 25 полученного после добавления фиксированного объема воды. В частном случае, в качестве добавляемой среды может использоваться фиксированный объем обезвоженной контролируед0 мой среды (W =O). Помещают часть вновь полученного образца в датчик и получают третий дополнительный отсчет измерителя cL при значении влажности W

Уравнения (2), (3) и (4) образуют систему, в которой параметры а и Ь остаются неизменными, так как в измерениях участвует одна и та же сре40 да с одинаковыми значениями 8„ и F.

Для расчета истинного значения влажности М„ контролируемой среды в системе, образованной уравнениями (2) (4), значения влажностей W и W, 45 необходимо выразить через W, и известные объемы добавок и исходного образца.

Принцип расчета значений влажнос1 тей W„ W заключается в следующем.

50 2

Исходным является заданный объем V контролируемой среды с неизвестной влажностью Ы„.

Из определения влажности (влажность — объемная доля влаги — есть

55 отношение объема воды 7ь к объему влажного вещества Ч,=78+V» rye V»вЂ” объем безводной контролируемой среды) следует:

13322

1 / о

W и,+ли,+ЛИЛ Wg з 1+ W, + лы, (8) г + 1+ г Wó) 10

VS + 4Ч1

Vî + 4Ч (б) 15

М +дИ

1 +8È„ (7)

25 (1 + 11 )- .

30 (10) 35 или „ = а + Ь WÄ; г a + b k„(W„+aW );

+ Ь k (И,+ W W>) +(Ы1 4)k„aW — (с4 -a )(aW, ЛИ1. Wg)k1 () 1.-k -(-d -1

1) решение, 50 ды. Например, выражение (13) приниможно запи- мает вид: („-Ы )(kÄ4WÄ)

1 "г

Для системы уравнений (1 аналогичное предыдущему, сать в виде: где V — объем воды в образце, V, — полный объем образца.

После добавления к этому образцу известного объема воды ЛЧ1 общий объем воды во вновь полученном образце — V +4Ч,, а полный объем смеси — Ч +вЧ1, Соответственно влажность этого образца М< определяют по формуле:

Разделив числитель и знаменатель в (6) на V и воспользовавшись выражением (5), получают: где ЛИ1=аЧ1/V — отношение добавленного фиксированного объема воды к полному объему образца, По аналогичному принципу расчитывают значение влажности W третьего дополнительного образца.

Примеры выполнения предлагаемой добавки: методы последовательной и параллельной добавок. Выбор того или иного варианта обусловлен, главным образом, вопросами технологичности измерения.

Фиксированный объем hVq контролируемой среды с известной влажностью W, в котором объемы безводной жидкой среды и воды составляют 40 соответственно 8V и 1Ч W добавляют в образец, в который ранее был залит фиксированный объем воды. Тогда объем воды в этом новом образце будет V + ьЧ1 + 4V> М>, а полный его 45 объем составит V, + йЧ„ + аЧ, Сле (13)

Расчетные соотношения можно получить и в более простом виде, если в качестве второй добавки использовать безводный образец контролируемой сре16

4 довательно, влажность нового образца можно получить, взяв отношение указанных объемов. Разделив числитель и знаменатель на V, получают: где И =дЧ /V, — отношение добавленного фиксированного объема контролируемой среды известной влажности к объему исходного образца, а (1+dW„+hW )

По предлагаемому способу определение влажности может быть выполнено путем добавки фиксированного объема контролируемой среды известной влажности в заданный объем V исходного образца. В этом случае значение W может быть найдено по формуле:

Подставив значение Ы из (7) и

W из (8) или (9) в формулы (3) и (4) вместе с уравнением (2), получают системы уравнений: о 1= а+Ъ с1 = а + ыс„(ы„+ЛИ„) 3

3 а+Ьk (W+дW <аИ,.W ) Решая систему уравнений (10) относительно W можно вычислить истинное значение влажности исходного образца по формуле: (W (di)k1 W1 (( (14) (2 -cl (1-k — о -6(1-k"

3 1 1 2

kg = 1/(1+ли ); Ьчг = ьЧ„/Ч лЧ вЂ” объем добавленной безводной контролируемой среды.

Поскольку в выражения (12)-(14) не входят значения коэффициентов а и

16 гих методов определения влажности и состава веществ (кондуктометрического, СВЧ, оптического и т.д.), в которых влияние переменных свойств контролируемых сред проявляются путем изменения по крайней мере двух разных параметров функции преобразования.

Предлагаемый способ позволяет повысить точность измерения, при этом он отличается существенной простотой по сравнению с известными способами и легко осуществим практически. формула и з о б р е т е н и я

Составитель A.Ïëàòîâà

Редактор A.Âîðîâè÷ Техред М.Ходанич Корректор Е.Рошко

Заказ 3825/39 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

5 13322

Ь„ связанные с начальной, диэлектрической проницаемостью безводной среды Е„ и коэффициентом флокуляции

F можно считать что. указанные факУ Э

5 торы не влияют на ойределение влажности среды.

Если зависимость показаний измерителя от влажности отличается от формулы (2) (например, a(=а+Ь W, с = a+b W и т.п,), другой вид имеют и выражения (12)-(14).

При практической реализации способа можно рекомендовать выбор такого объема очередных добавок, которые будут вызывать изменение предыдущих показаний измерителя на 5-20%. Наибольшую эффективность способ обеспечивает при измерении больших влажностей, например, для нефти свыше 5%

>p влажности.

Пример. Отбирают исходный образец нефти объемом V = 1 л. В датчик помещают 500 мл пробы и получают отсчет с измерителя влажности для ис- 2Б ходного образца М„= 22 деления (вся шкала — 100 делений). В исходный объем добавляют dV О, 1 л воды„ и смесь тщательно перемешивают ° 500 мл пробы нового образца помещают в дат- jp чик и получают новый отсчет 3 = 24 деления. В 1 л нового образца добавляют йЧ = 0,5 л образца той же нефти влажностью 10% (W q = 0,1), После перемешивания и отбора 500 мл получают третий отсчет Ы = 22,5 деления. Подставив числовые значения в формулу (12), находят W, = 0,2 (20%).

Предлагаемый способ может найти применение и при использовании дру- 40

Способ определения влажности жидких сред с помощью емкостного преобразователя, включающий первый отсчет с измерителя влажности с исходным образцом, второй отсчет с измерителя влажности с тем же образцом после фиксированной добавки в него воды, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определе-, ния влажности за счет уменьшения влияния флокуляционных свойств среды, в образец добавляют фиксированный объем определяемой жидкой среды с известной влажностью, производят дополнительный отсчет с измерителя влажности, а истинное значение влажности контролируемой среды определяют с учетом разностей показаний первого отсчета с вторым и дополнительным и отношений добавляемых объемов воды и контролируемой среды известной влажности к исходному объему образца.