Анализатор газожидкостного потока


 


Владельцы патента RU 2518855:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (RU)

Изобретение может быть использовано в химической, нефтехимической, нефтегазовой, пищевой и других отраслях промышленности. Анализатор газожидкостного потока содержит измерительный участок 1 и соединенные с ним газосборную камеру 2 и отстойник 3, основной измерительный датчик 5, дополнительные измерительные датчики 4, блок сравнения 6, подключенный к регистратору 7. Основной измерительный датчик 5 установлен в байпасной линии 9 измерительного участка, количество дополнительных измерительных датчиков 4 равно числу реперных точек n, при этом каждый дополнительный датчик 4 и основной датчик 5 состоит из емкостей, количество которых на один меньше числа реперных точек (n-1) и поверх которых установлены обкладки конденсаторов, причем при нулевой реперной точке, соответствующей нулевому газосодержанию, все емкости заполнены жидкостью, при последней реперной точке, соответствующей 100%-ному газосодержанию, все емкости заполнены газом, а при промежуточных реперных точках емкости заполнены жидкостью или газом, при этом количество газовых емкостей равно порядковому номеру реперной точки, а количество жидкостных емкостей равно (n-1-N), где N - порядковый номер реперной точки, начиная с 0-й, а при нулевой реперной точке, соответствующей 100%-ому газосодержанию, все емкости заполнены газом, при последней реперной точке, соответствующей нулевому газосодержанию, все емкости заполнены жидкостью, а при промежуточных реперных точках емкости заполнены жидкостью или газом, при этом количество жидкостных емкостей равно порядковому номеру реперной точки, а количество газовых емкостей равно (n-1-N), где N - порядковый номер реперной точки, начиная с 0-й, входы газовых емкостей дополнительных измерительных датчиков 4 соединены с выходами газосборной камеры 2, а входы жидкостных емкостей - с выходами отстойника 3, а выходы емкостей снабжены выпускными кранами 8, кроме того электрические выходы основного 5 и дополнительных 4 датчиков подключены ко входам блока сравнения 6. Дополнительные измерительные датчики 4 могут составлять отдельный блок 10. Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении точности измерения.1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к аналитическому приборостроению, служит для измерения объемного содержания компонентов двухфазных газожидкостных потоков и может применяться в химической, нефтехимической, нефтегазовой, пищевой и других отраслях промышленности.

Известен анализатор, в котором используется разделение потока в отстойниках (Ваня Я. Анализаторы газов и жидкостей. М., 1970, с.288-292) - [1]. Недостаток такого анализатора заключается в невозможности его применения в промышленных условиях, так как при применении такого анализатора необходимо прерывать технологический процесс.

Известен анализатор газожидкостного потока, содержащий основной измерительный датчик в виде конденсатора, установленный в потоке, и дополнительные датчики, установленные на газосборнике и отстойнике, схему измерения и регистрации. Определение процентного содержания фаз газожидкостного потока основано на изменении емкости измерительного датчика в зависимости от диэлектрических свойств сред, находящихся между его обкладками (Транспорт и хранение нефти и газа. Экспресс-информация ВИНИТИ, 1973, №41, с.1-5) - [2]. Недостатком известного устройства является влияние изменения температуры и других физических свойств потока на точность определения процентного содержания компонентов смеси, так как изменение этих свойств приводит к изменению диэлектрической постоянной среды. В этом случае ранее произведенная градуировка прибора нарушается и необходима новая градуировка. При частых изменениях физических свойств среды новая градуировка практически невозможна из-за ее трудоемкости.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является анализатор газожидкостного потока по авторскому свидетельству №813234, G01N 27/22, опубл. 15.03.1981 г., бюл. №10 - [3].

Устройство содержит измерительный участок и соединенные с ним газосборную камеру и отстойник, снабженные выпускными кранами. Основной измерительный датчик в виде конденсатора установлен в потоке измерительного участка, а дополнительные датчики установлены на газосборнике и отстойнике. После каждого дополнительного датчика установлено пороговое устройство, соединенное с блоком сравнения, установленным после основного измерительного датчика. Результаты измерения записываются регистратором.

Недостатком известного устройства является невысокая точность измерения, так как имеется всего две реперные точки для градуировки основного датчика, а также сложность установки основного датчика для больших диаметров трубы.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении точности измерения.

Технический результат достигается тем, что в анализаторе газожидкостного потока, содержащем измерительный участок и соединенные с ним газосборную камеру и отстойник, основной измерительный датчик, дополнительные измерительные датчики, блок сравнения, подключенный к регистратору, новым является то, что основной измерительный датчик установлен в байпасной линии измерительного участка, количество дополнительных измерительных датчиков равно числу реперных точек n, при этом каждый дополнительный датчик и основной датчик состоит из емкостей, количество которых на один меньше числа реперных точек (n-1) и поверх которых установлены обкладки конденсаторов,

причем при нулевой реперной точке, соответствующей нулевому газосодержанию, все емкости заполнены жидкостью, при последней реперной точке, соответствующей 100%-ному газосодержанию, все емкости заполнены газом, а при промежуточных реперных точках емкости заполнены жидкостью или газом, при этом количество газовых емкостей равно порядковому номеру реперной точки, а количество жидкостных емкостей равно (n-1-N), где N- порядковый номер реперной точки, начиная с 0-ой,

а при нулевой реперной точке, соответствующей 100%-ному газосодержанию, все емкости заполнены газом, при последней реперной точке, соответствующей нулевому газосодержанию, все емкости заполнены жидкостью, а при промежуточных реперных точках емкости заполнены жидкостью или газом, при этом количество жидкостных емкостей равно порядковому номеру реперной точки, а количество газовых емкостей равно (n-1-N), где N - порядковый номер реперной точки, начиная с 0-й,

входы газовых емкостей дополнительных измерительных датчиков соединены с выходами газосборной камеры, а входы жидкостных емкостей - с выходами отстойника, а выходы емкостей снабжены выпускными кранами, кроме того электрические выходы основного и дополнительных датчиков подключены ко входам блока сравнения.

Дополнительные измерительные датчики составляют отдельный блок.

Сущность изобретения поясняется на фиг.1, где изображен общий вид анализатора газожидкостного потока с тремя реперными точками.

Здесь: 1 - измерительный участок, 2 - газосборная камера, 3 - отстойник, 4 - дополнительные измерительные датчики, 5 - основной измерительный датчик, 6 - блок сравнения, 7 - регистратор, 8 - выпускные краны дополнительных измерительных датчиков, 9 - байпасная линия, 10 - блок дополнительных измерительных датчиков, n - число реперных точек, N - порядковый номер реперной точки, начиная с 0-й.

Анализатор газожидкостного потока содержит измерительный участок 1 и соединенные с ним газосборную камеру 2 и отстойник 3, дополнительные измерительные датчики 4, основной измерительный датчик 5. Дополнительные датчики 4 составляют отдельный блок 10, при этом каждый дополнительный датчик 4 состоит из двух емкостей (трубочек), поверх которых установлены конденсаторы, при этом количество установленных дополнительных датчиков 4 равно числу реперных точек. Основной датчик 5 установлен в байпасной линии 9 измерительного участка 1 и также состоит из емкостей (трубочек) с конденсатором поверх, при этом количество емкостей на один меньше количества дополнительных датчиков 4. Емкости дополнительных датчиков 4 своими входами 1, 2, 3 соединены с выходами газосборной камеры 2, а входами 4, 5, 6 - с выходами отстойника 3 и снабжены выпускными кранами 8. Основной датчик 5 и дополнительные датчики 4 соединены со входами блока сравнения, подключенного к регистратору 7.

Устройство работает следующим образом. При протекании двухфазного потока в газосборной камере 2 и отстойнике 3 образуются застойные зоны, происходит разделение потока на составляющие компоненты, в результате чего через газосборную камеру 2 и отстойник 3 заполняются датчики 4, при этом емкости дополнительных датчиков 4 измеряются при полном заполнении датчиков, следовательно, всегда имеются как минимум три точки (начальная, конечная и промежуточная) градуировочной характеристики при любых физических свойствах среды, что позволяет корректировать градуировочную характеристику. Четвертая точка получается в результате измерения емкости основного датчика 5 в байпасной линии. В блоке 6 происходит сравнение сигналов основного датчика 5 и дополнительных датчиков 4, каждый сигнал дополнительных датчиков 4 совпадает с определенным содержанием газа в жидкости, в блоке 6 определяется максимально близкий сигнал с дополнительных датчиков 4 сигналу с основного датчика 5, по максимальному совпадение величин сигналов определяют процентное содержание компонентов потока независимо от изменения физических свойств потока, результаты записываются регистратором 7. Выпускные краны 8 служат для продувки датчиков 4, после чего анализатор готов к новому циклу измерений.

Использование новых элементов путем введения в схему измерения дополнительных датчиков позволяет повысить точность непрерывного измерения процентного содержания компонентов газожидкостного потока независимо от изменения физических свойств потока, протекающего по трубопроводу, а исполнение дополнительных измерительных датчиков в виде отдельного блока обеспечивает удобство в эксплуатации анализатора.

1. Анализатор газожидкостного потока, содержащий измерительный участок и соединенные с ним газосборную камеру и отстойник, основной измерительный датчик, дополнительные измерительные датчики, блок сравнения, подключенный к регистратору, отличающийся тем, что основной измерительный датчик установлен в байпасной линии измерительного участка, количество дополнительных измерительных датчиков равно числу реперных точек n,
при этом каждый дополнительный датчик и основной датчик состоит из емкостей, количество которых на один меньше числа реперных точек (n-1) и поверх которых установлены обкладки конденсаторов,
причем при нулевой реперной точке, соответствующей нулевому газосодержанию, все емкости заполнены жидкостью, при последней реперной точке, соответствующей 100%-ному газосодержанию, все емкости заполнены газом, а при промежуточных реперных точках емкости заполнены жидкостью или газом, при этом количество газовых емкостей равно порядковому номеру реперной точки, а количество жидкостных емкостей равно (n-1-N), где N - порядковый номер реперной точки, начиная с 0-й,
а при нулевой реперной точке, соответствующей 100%-ному газосодержанию, все емкости заполнены газом, при последней реперной точке, соответствующей нулевому газосодержанию, все емкости заполнены жидкостью, а при промежуточных реперных точках емкости заполнены жидкостью или газом, при этом количество жидкостных емкостей равно порядковому номеру реперной точки, а количество газовых емкостей равно (n-1-N), где N - порядковый номер реперной точки, начиная с 0-й,
входы газовых емкостей дополнительных измерительных датчиков соединены с выходами газосборной камеры, а входы жидкостных емкостей - с выходами отстойника, а выходы емкостей снабжены выпускными кранами, кроме того электрические выходы основного и дополнительных датчиков подключены ко входам блока сравнения.

2. Анализатор газожидкостного потока по п.1, отличающийся тем, что дополнительные измерительные датчики составляют отдельный блок.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологии строительства и может быть использовано для определения количества цемента в грунтоцементном материале при создании строительных конструкций посредством струйной цементации.

Изобретение относится к области нефтехимии. Способ управления компаундированием товарных бензинов включает измерение диэлектрической проницаемости и удельной электропроводности, а также температуры и давления компонентов товарного бензина и готового товарного бензина на различных стадиях технологического процесса, дальнейшее приведение измеренных электрофизических параметров компонентов и товарного бензина к единым условиям с контролем значений октанового числа и выработкой рекомендаций по внесению изменений в технологический процесс.
Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам определения физических свойств материалов путем тепловых и электрических измерений, и может быть использовано для оперативного контроля теплотехнических качеств ограждающих конструкций зданий и сооружений в натурных условиях.

Изобретение относится к текстильной промышленности и представляет собой емкостный способ определения неравномерности линейной плотности продуктов прядения. Образец пропускают между двумя пластинами конденсатора, измеряют реактивное сопротивление конденсатора, определяют изменение емкости, которое пропорционально изменениям диэлектрической проницаемости образца и регистрируют их как коэффициент вариации по линейной плотности или коэффициент неровноты по линейной плотности.

Изобретение относится к области нефтехимической промышленности и может быть использовано в промысловых и научно-исследовательских лабораториях для разработки технологий увеличения нефтеотдачи пластов и при отсчете запасов нефти, оперативном контроле за разработкой нефтяных месторождений.

Изобретение относится к оборудованию для подводной добычи нефти. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах автоматизированного непрерывного контроля технологических процессов при эксплуатации маслонаполненных механизмов для сигнализации о критическом уровне содержания воды в энергетических маслах.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в агрономических целях для наблюдения за состоянием почвенного покрова. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для оценки качества бензина. .

Изобретение относится к методу определения доли адсорбированного вещества, которое содержится в формованном теле, грануляте или порошке из цеолита, цеолитного соединения или силикагеля в качестве адсорбирующего материала, а также к соответствующему устройству и применению устройства для определения или мониторинга степени насыщения адсорбирующего материала, заложенного на хранение в емкость. Изобретение заключается в том, что в случае, когда адсорбирующий материал представлен в форме формованного тела, два электрода с удалением друг от друга размещаются на поверхности формованного тела и/или прочно вставляются в формованное тело, а в случае, когда адсорбирующий материал представлен в форме порошка или гранулята, соответствующее формованное тело из такого же материала и на длительное время вводится в порошок или гранулят, при этом электроды нагружаются переменным током, в результате чего определяется электрическая характеристика и исходя из электрической характеристики определяется степень насыщения адсорбирующего материала. Изобретение обеспечивает эффективное определение степени насыщения адсорбирующего материала. 4 н. и 12 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к области измерения параметров жидкостей, в частности электрической проводимости в жидких средах, и может быть использовано непосредственно в морской воде. Бесконтактный датчик электрической проводимости жидких сред содержит чувствительный элемент, включенный в измерительную цепь, и преобразователь, при этом для снижения погрешности измерений чувствительный элемент с напыленными электродами, выполненный на единой подложке из титаната бария, и входящий в измерительную цепь, подключен к преобразователю, причем схема преобразователя содержит функциональные узлы со стабильными характеристиками для снижения погрешности, а жидкость, в которой производятся измерения, имеет непосредственный контакт с непокрытой защитным составом поверхностью подложки из титаната бария. 3 ил.

Изобретение может быть использовано в сельском хозяйстве, медицине, биологии, пищевой и химической промышленности. Способ определения содержания анионов в растворах и влагосодержащих продуктах осуществляется в электрохимической ячейке при прохождении через нее переменного тока. Измерение проводится при частоте переменного тока от 0,1 Гц до 100 кГц. В качестве параметра измерения используется возникновение сдвига фаз между ЭДС и электрическим током при пропускании тока через электрохимическую ячейку. Время определения - не более 0,5 минуты. Способ характеризуется высокой точностью измерения. 3 пр., 1 табл., 3 ил.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля полимерных материалов и может быть использовано для контроля и измерений физико-химических процессов, происходящих в отверждаемом связующем при производстве изделий из полимерных композиционных материалов. Датчик согласно изобретению содержит выполненный из полиимидного или эпоксидного связующего, армированного стеклотканью, корпус прямоугольной формы, состоящий из двух одинаковых частей, склеенных между собой вне рабочей зоны. В каждой части корпуса запрессован электрод, каждый из которых имеет плоскую форму. В корпусе электроды помещены параллельно друг другу и расположены один под другим на расстоянии друг от друга. К одному из торцов каждого электрода припаян монтажный провод, причем оба монтажных провода выведены в одну сторону. Каждый из электродов выполнен из меди или аналогичного материала в виде пластины Г-образной формы. Оба электрода имеют одинаковые размеры и являются зеркальным отображением друг друга, при этом электроды расположены так, что их Г-образный выступ находится один над другим, а их удлиненные части расположены параллельно друг другу. Прокладка, помещенная между электродами, выполнена из фильтровальной ткани с плотностью 80-160 г/м2 и содержит расположенную между Г-образными выступами электродов рабочую зону и расположенную между удлиненными частями электродов нерабочую зону, в которой фильтровальная ткань пропитана клеем, использованным для склеивания одинаковых частей корпуса, при этом фильтровальная ткань выступает за пределы передней и задней частей корпуса датчика на 5-10 мм. Толщина датчика может составлять 1,2-2,0 мм. Изобретение обеспечивает упрощение конструкции датчика и его изготовления, а также расширение области его использования. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения различных физических свойств (концентрации, смеси веществ, влагосодержания, плотности и др.) жидкостей, находящихся в емкостях (технологических резервуарах, измерительных ячейках и т.п.). В частности, оно может быть применено в пищевой промышленности для измерения концентрации водно-спиртовых растворов. Техническим результатом настоящего изобретения является упрощение реализации устройства и повышение точности измерения. Технический результат достигается тем, что в предлагаемом устройстве для измерения физических свойств жидкости, содержащем отрезок коаксиальной длинной линии, два чувствительных элемента, рабочий и эталонный, в виде отрезков коаксиальной линии, заполняемых, соответственно, контролируемой жидкостью и эталонной жидкостью, электронный блок и подсоединенный к его выходу регистратор, каждый чувствительный элемент подсоединен в качестве оконечной нагрузки к соответствующему концу отрезка коаксиальной длинной линии, к которому подключен электронный блок, причем центральный проводник и внутренняя поверхность внутреннего цилиндра подсоединены, соответственно, к внутреннему и наружному проводникам на одном конце отрезка коаксиальной длинной линии, а наружная поверхность внутреннего цилиндра и наружный цилиндр подсоединены, соответственно, к внутреннему и наружному проводникам на другом конце отрезка коаксиальной длинной линии. 1 ил.

Изобретение может использоваться для экспресс-контроля соответствия качества исследуемого бензина параметрам эталонного образца. Устройство для оперативного контроля октанового числа бензинов содержит автономный блок питания, основной емкостной датчик, конструктивно совмещенный с камерой пробоотборника контролируемого бензина, блок обработки данных, выход которого подключен к входу цифрового индикатора, аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен с входом блока обработки данных, при этом в устройство введен дополнительный емкостной датчик, конструктивно совмещенный с камерой пробоотборника эталонного бензина, соединенный с одним из входов измерителя разности двух емкостей, второй вход которого соединен с основным емкостным датчиком, а его выход подключен к входу аналого-цифрового преобразователя. Изобретение обеспечивает повышение достоверности оперативного контроля качества бензина и чувствительности к диэлектрическим свойствам топлива. 1 ил.

Изобретение касается способа измерения емкости датчика с емкостью (С). Датчик имеет рабочий электрод, который покрыт изолирующим слоем и лигандом, образующим аффинную поверхность. Способ содержит шаги приведения электрода в контакт с аналитом, подачи постоянного первого тока (I1), постоянного второго тока (I2) противоположного направления относительно первого тока (I1) и постоянного третьего тока (I3) того же направления, что и первый ток (I1), на датчик в течение заданных периодов времени. Далее способ содержит взятие замеров потенциала (V), созданного на датчике, и вычисление емкости датчика по наклону (В, D, F, Н) кривой потенциалов, полученной в ответ на подачу тока. Кроме того, изобретение относится к применению предложенного способа для обнаружения взаимодействия между лигандом и аналитом. Изобретение обеспечивает улучшенный способ измерения изменений емкости с использованием биодатчика и более стабильную систему измерения емкости биодатчика для повышения чувствительности и точности. 13 з.п. ф-лы, 5 ил., 3 табл.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при проведении исследований для определения состава продукции отдельных пластов и в целом скважины. Техническим результатом является повышение точности определения содержания воды в восходящем потоке водонефтяной смеси в стволе скважины. Способ определения содержания воды в водонефтяной смеси в стволе скважины путем измерения величины электрической емкости датчика, состоящего из центрального электрода, покрытого диэлектриком, и струенаправляющей трубы, служащей в качестве второго электрода. При этом измерения величины электрической емкости датчика осуществляют с остановками в каждой точке в двух режимах, один из которых при протекании восходящего потока водонефтяной смеси через кольцеобразное пространство, образованное между электродами датчика, а другой - в процессе гравитационного разделения отдельных компонентов в пробе водонефтяной смеси, заключенной в измерительной полости датчика путем закрывания окон для пропуска потока водонефтяной смеси через датчик. Также предложено устройство для осуществления способа. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Использование: для определения объемного содержания воды в нефти. Сущность изобретения заключается в том, что способ основан на определении изменений параметров электромагнитного поля в потоке исследуемой жидкой среды при изменении ее компонентного состава, поток жидкости в зоне измерений разбивают на множество изолированных потоков, каждый из которых взаимодействует с резонатором электромагнитного поля через выделенный участок поверхности контакта, в результате чего в резонаторе формируется электромагнитное поле, обобщающее влияния всех изолированных потоков жидкости, параметры которого принимают за среднее взвешенное для совокупности потоков в изолированных каналах и сопоставляют с соответствующими показателями продукта-аналога, обладающего известными свойствами, которые могут быть эмпирически идентифицированы как доля воды в смеси с углеводородной жидкостью. Технический результат: обеспечение возможности повышения эффективности влагомера и повышения точности определения содержания воды в нефти, перекачиваемой по трубопроводу. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 8 ил.

Группа изобретений относится к медицине и может быть использована для определения электрической емкости биосенсорной камеры. Для этого инициируют электрохимическую реакцию пробы после ее внесения в биосенсорную камеру, имеющей два электрода, расположенных в камере и соединенных с микроконтроллером. Прикладывают к камере осциллирующий сигнал предварительно заданной частоты. Устанавливают первый временной интервал выборки. Получают выборку выходного сигнала от камеры со вторым временным интервалом выборки, отличным от первого временного интервала выборки. Определяют фазовый угол между выходным сигналом и осциллирующим входным сигналом от камеры на основе выходного сигнала выборки. Рассчитывают электрическую емкость камеры по фазовому углу. Также предложена система для измерения аналита. Группа изобретений обеспечивает определение достаточности заполнения аналитом электрохимической биосенсорной испытательной камеры. 2 н. и 21 з.п. ф-лы, 24 ил., 2 табл.
Наверх