Проточный емкостный датчик для определения концентрации воды в нефтепродуктах

 

Использование: в системах непрерывного контроля двухкомпонентных сред. Сущность изобретения: устройство содержит полый цилиндрический корпус из изоляционного материала, на внешней поверхности которого под углом к образующей размещено четное количество плоских электродов, в сквозных отверстиях корпуса установлены электропроводные штыри, соединенные с нечетными электродами. -2 ил.

союз соВетс их социАлистических

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 N 27/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ по изоБРетЕн IRM и откРытиям

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4698537/25 (22) 31,05,89 (46) 07,11,92, Бюл. № 41 (71) Всесоюзный государственный научноисследовательский, проектно-конструкторский и изыскательский институт

"Атомэнергопроект" и Московский энергетический институт (72) В,M. Халмэ, М.Р, Мушаилов, С,А. Османов и С.Н. Смирнов (56) Авторское свидетельство СССР.

N 360598, кл, G 01 N 27/22, 1971.

Патент Франции ¹ 2512958, кл. G 01 N 27/22, t 983.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения количественного состава воды в нефтепродуктах.

Известно устройство для контроля наличия воздуха в жидкости, . содержащее цилиндрическую смесительную камеру, . обечайка которой используется в качестве одного электрода, и установленный на оси обечайки второй цилиндрический электрод.

Недостаток указан ного устройства я вляется его низкая эффективность при измерении содержания воды в органическом топливе (особенно при больших концентрациях вбды), Сепарация компонент смеси при больших содержаниях воды приводит к пространственной неоднородности, которая обусловливает значительные погрешности измерений. Кроме того, непосредственный контакт электродов с контролируемой смесью по мере роста ее электропроводно- .

„„5U„„1774243 AI (54) ПРОТОЧНЫЙ ЕМКОСТНЫЙ ДАТЧИК

ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ

ВОДЫ В НЕФТЕПРОДУКТАХ (57) Использование: в системах непрерывного контроля двухкомпонентных сред, Сущность изобретения: устройство содержит полый цилиндрический корпус из изоляционного материала, на внешней поверхности которого под углом к образующей размещено четное количество плоских электродов, в сквозных отверстиях корпуса установлены электропроводные штыри, соединенные с нечетными электродами, 2 ил, сти с увеличением содержания воды делает устройство непригодным для определения емкости измерительной ячейки.

Наиболее близка к предлагаемому устройству ячейка для измерения диэлектриче ской проницаемости гетерогенной смеси содержащая полый цилиндрический корпус из электроизоляционного материала, на внешней поверхности которого под углом к образующей размещены с изолирующим зазором два плоских электрода, причем каждый из электродов образует по длине корпуса не менее одного полного витка спирали. Недостатком прототипа является неработоспособность ячейки в области больших концентраций воды в жидком топливе, обусловленная тем, что вода, обладая более высокой электропроводностью и диэлектрической проницаемос гью, оказывает экранирующее воздействие на обкладки конденсатора.

1774243

Цель изобретения — повышение точности определения концентрации воды в нефтепродуктах.

На фиг. 1 схематично изображен общий вид устройства; на фиг. 2 — поперечные разрезы А — А. Б — Б,  — В на фиг. 1.

Проточный емкостный датчик определения концентрации воды в нефтепродуктах содержит полый цилиндрический корпус 1 из электроизоляционного материала, на внешней поверхности которого под углом к образующейуложены в виде спирали с изолирующим зазором 2 плоские электроды 3—

4, 5 — 6, 7 — 8. например, трех идентичных конденсаторов, образующие по длине корпуса 1 по меньшей мере один полый виток, Пары оппозитно размещенных обкладок 3—

4, 5-6, 7-8, равномерно распределены по периметру поверхности корпуса 1, причем нечетные электроды 3, 5, 7 снабжены набором цилиндрических электропроводящих штырей 9, установленных в сквозных радиальных отверстиях корпуса 1 заподлицо с внутренней поверхностью стенки корпуса 1 по всей длине электродов 3, 5, 7 и соединен ных электрически с электродами 3, 5, 7.

Датчик работает следующим образом.

Контролируемая смесь нефтепродуктов и воды прокачивается через полость корпуса 1. В зависимости от содержания воды в нефтепродуктах изменяется ее диэлектрическая проницаемость, что вызывает измеЪение емкости, измеряемое например, с помощью моста емкостей, В процессе измерений последовательно опрашивают электроды 3 — 4, затем 5 — 6, и 7 — 8 соответствующих конденсаторов, При подключении к мосту одного из конденсаторов (например, с электродами 3 — 4), электроды (5 — 6, 7 — 8) остальн ых конденсаторов заземляются.

Аналогичные переключения осуществляются при переходе к опросу конденсатора с электродами 5 — 6, а затем 7 — 8.

Использование нескольких идентичных конденсаторов, с помощью которых создается "вращающееся" электрическое поле, .является дополнительным средством интегрирования результатов измерений. В рамках настоящего изобретения данное средство направлено прежде всего на снижение погрешности, связанной с неоднородностью электрического поля конденсатора, один из электродов которого покрыт слоем диэлектрика, а другой контактирует с кон-,ролируемой средой.

При наличии пространственной неоднородности распределения компонент смеси, 5 которая может иметь место в расслоенных режимах течения и в других случаях, характеризующих сепарацией компонент, неоднородность электрического поля приводит к изменению результатов измерений, свя10 занным с типом сепарации, хотя среднее объемное содержание при этом может оставаться постоянным. "Вращающееся" электрическое поле позволяет получить данные о емкости измерительной ячейки при "движе15 нии" неоднородного поля по всему периметру измерительной ячейки, и затем в результате интегрирования полученных данных найти среднее значение емкости, которое не зависит от распределения ком20 понент, а определяется только средним объемным содержанием.

При выполнении корпуса 1 датчика из материала с низкими адгезионными свойствами по отношению к смеси нефтепродук25 тов точечный контакт электропроводных штырей 9 с контролируемой средой, достигаемый за счет равномерного распределения штырей 9 по поверхности датчика позволяет минимизировать эффект налипа30 ния на металлическую поверхность контакта тяжелых фракций нефтепродуктов.

Формула изобретения

Проточный емкостный датчик для определения концентрации воды в нефтепродук35 тах, содержащий полый цилиндрический корпус из электроизоляционного материала, на внешней поверхности которого под углам к образующей размещены с изолирующим зазором два плоских электрода, при40 чем каждый из электродов образует по длине корпуса не менее одного полного виткаспирали, отлича ющийся тем,что, с целью повышения точности определений, датчик дополнительно содержит по мень45 шей мере два дополнительных электрода, электропроводные штыри, а корпус выполнен с радиальными отверстиями, причем все электроды размещены по поверхности корпуса равномерно, а электропроводные

50 штыри установлены в сквозных радиальных отверстиях корпуса по всей длине нечетных электродов и соединены с ними электрически.

1774243

Составитель М.Мушаилов

Техред M. Ìîðãåíòàë Корректор М.Максимишинец

Редактор

Производственно-издагельский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3923 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5