Свч-способ определения осажденной влаги в жидких углеводородах



Свч-способ определения осажденной влаги в жидких углеводородах
Свч-способ определения осажденной влаги в жидких углеводородах
Свч-способ определения осажденной влаги в жидких углеводородах
Свч-способ определения осажденной влаги в жидких углеводородах
Свч-способ определения осажденной влаги в жидких углеводородах
Свч-способ определения осажденной влаги в жидких углеводородах

 


Владельцы патента RU 2571632:

Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации (RU)

Предлагаемое изобретение относится к способам определения влажности. Оно может найти применение в нефтехимической промышленности, и в частности, для экспресс-контроля качества авиационных керосинов в условиях аэродрома. Техническим результатом изобретения является повышение чувствительности и реализация возможности ее изменения при определении объемной концентрации осажденной влаги в жидких углеводородах. Указанный технический результат достигается тем, что в способе определения объемной концентрации осажденной влаги в жидких углеводородах, заключающемся в полном заполнении исследуемой жидкостью цилиндрического объемного резонатора с продольной осью, перпендикулярной горизонту, удалении через время t≥10 сек жидкости из полости резонатора с оставлением влаги, возбуждении электромагнитного колебания типа Н011, оценке по изменению добротности цилиндрического объемного резонатора объемной концентрации осажденной влаги, дополнительно, на нижней-торцевой стенке устанавливают диэлектрик высотой h, с диэлектрической проницаемостью εд и диаметром, равным диаметру резонатора, при удалении исследуемой жидкости влагу оставляют на поверхности диэлектрика, при этом варьируя отношение , возможно изменение диапазона измерений при сохранении высокой чувствительности к объемной концентрации осажденной влаги, где l - длина резонатора. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к способам определения влажности. Оно может найти применение в нефтехимической промышленности, и в частности, для экспресс-контроля качества авиационных керосинов в условиях аэродрома.

Известен кондуктометрический способ определения влажности (см. Жуков Ю.П., Кулаков М.В. Высокочастотная безэлектродная кондуктометрия. - М: Энергия, 1968. С. 104). В диапазоне объемных влажностей 0-2% измерение практически невозможно, так как величины сопротивлений материалов становятся больше входных сопротивлений измерительных устройств.

Известен резонаторный способ определения влажности (см. Берлинер М.А. Измерение влажности. - М.: Энергия, 1973). Исследуемая жидкость помещается в кювету, находящуюся в полости цилиндрического объемного резонатора (ОР). Кювета выполняется в виде цилиндра или диска и устанавливается вдоль или перпендикулярно продольной оси объемного резонатора. Возбуждается колебание электромагнитного поля (ЭМП) типа Н011. Выходной величиной первичного измерительного преобразователя (ПИП) служит изменение добротности резонатора ΔQ=Q0-Q (Q - нагруженная; Q0 - ненагруженная добротности резонатора), вызванное введением исследуемого материала с неизвестной влажностью. Недостатком способа является невысокая точность определения содержания влаги в виде осадка за счет влияния растворимой влаги, содержащейся в исследуемом углеводороде, и которая зависит от температуры, давления и от типа углеводорода.

За прототип принят способ определения СВЧ-способ определения осажденной влаги в жидких углеводородах (патент РФ №2451929, МКл 6 G01Ν 22/04. СВЧ-способ определения осажденной влаги в жидких углеводородах / Суслин М.А., Шаталов А.Л. (РФ) - №2010147251/09; заявл. 18.11.10., опубл. 27.05.12 г. Бюл №15) В данном способе исследуемый жидкий углеводород помещают в полость цилиндрического объемного резонатора с продольной осью, перпендикулярной горизонту, возбуждают электромагнитное поле типа H011, измеряют изменение добротности цилиндрического объемного резонатора с колебанием H011, которое вызвано введением исследуемого материала, возбуждают далее электромагнитное поле типа Е010, измеряют изменение добротности цилиндрического объемного резонатора с колебанием E010, которое вызвано введением исследуемого материала, при этом цилиндрический объемный резонатор в начале полностью заполняют исследуемой жидкостью, после некоторого времени отстоя - порядка десяти секунд сливают жидкость так, чтобы отстой влаги оставался на нижней торцевой стенке резонатора. По изменению добротности цилиндрического объемного резонатора с колебанием E010 судят об объемной концентрации осажденной влаги в диапазоне до 0,4%, а по изменению добротности цилиндрического объемного резонатора с колебанием Η011 - в диапазоне 0,4-2%.

Недостатком прототипа является недостаточная чувствительность определения осажденной влаги и невозможность изменения диапазона измерений при сохранении высокой чувствительности (например, содержание осажденной влаги в пробе для измерений сильно зависит от того, когда взята эта проба - сразу или после слива некоторого количества топлива из баков летательного аппарата).

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение чувствительности и реализация возможности ее изменения при определении объемной концентрации осажденной влаги в жидких углеводородах.

Данный технический результат достигается тем, что в известном способе определения объемной концентрации осажденной влаги в жидких углеводородах, заключающемся в полном заполнении исследуемой жидкостью цилиндрического объемного резонатора с продольной осью, перпендикулярной горизонту, удалении через время t≥10 сек жидкости из полости резонатора с оставлением влаги, возбуждении электромагнитного колебания типа H011; оценке по изменению добротности цилиндрического объемного резонатора объемной концентрации осажденной влаги, дополнительно на нижней торцевой стенке устанавливают диэлектрик высотой h, с диэлектрической проницаемостью εд и диаметром, равным диаметру резонатора, при удалении исследуемой жидкости оставляют влагу на поверхности диэлектрика, при этом варьируя отношение , изменяют диапазон измерений при сохранении высокой чувствительности к объемной концентрации осажденной влаги, где l - длина резонатора.

На фиг. 1 представлен внешний вид внутреннего объема резонатора с возмущающим диэлектриком, расположенным на торцевой стенке, на фиг. 2 - результаты численного моделирования электрического поля электромагнитного колебания H011 пустого резонатора; на фиг. 3 - результаты экспериментальных исследований для пустого резонатора; на фиг. 4 - результаты численного моделирования электрического поля электромагнитного колебания H011 резонатора с возмущающим диэлектриком; на фиг. 5 - результаты экспериментальных исследований для резонатора с возмущающим диэлектриком; на фиг. 6 - внешний вид экспериментальной установки для измерения нагруженной добротности.

Суть СВЧ-способа определения осажденной влаги в жидких углеводородах заключается в возмущении (помещение внутрь резонатора) электромагнитного поля цилиндрического объемного резонатора (ЦОР) диэлектриком, расположенным на одной из торцевых стенок резонатора, высотой h, диэлектрической проницаемостью εд и диаметром, равным диаметру резонатора (Фиг. 1).

Электрическое поле пространственного колебания H011 невозмущенного резонатора (см. Корбанский, И.Н. Теория электромагнитного поля. - М.: ВВИА им. профессора Н.Е. Жуковского, 1964. - 356 с.) представляет собой замкнутые концентрические окружности, поле максимально по середине длины и радиуса, электрическое поле равно нулю на оси и у торцевых стенок. Проведенный численный анализ электрического поля пространственного колебания Нои электромагнитного поля методом конечных элементов в системе COMSOL Multiphysics показывает те же самые результаты: поле максимально (красный цвет на фиг. 2) по середине длины и радиуса и равно нулю на оси и у торцевых стенок (синий цвет).

На фиг. 3 показаны экспериментальные значения нагруженной добротности пустого резонатора от объемной концентрации влаги в осадке %V.

На фиг. 4 показан результат численного моделирования электрического поля пространственного колебания H011 цилиндрического объемного резонатора, возмущенного диэлектриком высотой h, диэлектрической проницаемостью εд, расположенным на одной из его торцевых стенок, и диаметром, равным диаметру 2а резонатора (фиг. 4). Силовые электрические линии по-прежнему представляют собой замкнутые концентрические окружности, но поле при этом концентрируется к возмущающему диэлектрику (узел смещается к торцевой стенке, где расположен диэлектрик). Степень концентрации увеличивается с ростом диэлектрической проницаемости εд и высоты диэлектрика h. На другой торцевой стенке по-прежнему наблюдается пучность поля. При этом резонансная частота по отношению к резонансной частоте основного колебания H011, равной

где а - радиус; l - длина резонатора, для колебания H011 характеристическое число , при (материал - фторопласт) изменяется примерно на 30 МГц.

Смещение узла к возмущающему диэлектрику позволяет увеличить чувствительность к объемной концентрации осажденной влаги. Изменяя отношение , можно изменять смещение узла к возмущающему диэлектрику и, следовательно, изменять диапазон измерений при сохранении высокой чувствительности. На фиг. 5 показаны экспериментальные значения нагруженной добротности резонатора с возмущающим диэлектриком от объемной концентрации влаги в осадке %V при различной величине и . Размеры резонатора: а=15 мм; l=105 мм; h=15 и 10 мм. Эксперимент показывает почти на 2 порядка большую чувствительность (Фиг. 5) по сравнению с прототипом (Фиг. 3). Высокая чувствительность к содержанию осажденной влаги сохраняется в диапазоне примерно 0,0025÷0,01% объемной доли для и в диапазоне примерно 0,0075÷0,2% для .

На фиг. 6 показан внешний вид экспериментальной установки для измерения нагруженной добротности. В СВЧ-генераторе Г4-80 применяется внешнее управление частотной модуляцией (управляющий пилообразный сигнал снимается с осциллографа С1-65) с выводом сигнала детектора на осциллограф. Средняя частота СВЧ сигнала контролировалась частотомером 43-54 с блоком преобразователя частоты ЯЗЧ-72 (после перевода режима генератора частоты Г4-80 в «непрерывный»). Точность измерения частоты составила 1 кГц, а нагруженной добротности - ±750 абсолютных единиц с доверительной вероятностью 0,85.

Таким образом, по сравнению с прототипом в резонатор помещают возмущающий диэлектрик, расположенный на одной из торцевых стенок резонатора, высотой h, диэлектрической проницаемостью εд и диаметром, равным диаметру резонатора. Смещение узла к возмущающему диэлектрику позволяет увеличить чувствительность к объемной концентрации осажденной влаги. А изменяя отношение , можно изменять смещение узла к возмущающему диэлектрику и, следовательно, изменять диапазон измерений при сохранении высокой чувствительности. Изменять отношение можно, или изменяя высоту возмущающего диэлектрика h, или изменяя длину резонатора l.

1. Способ определения объемной концентрации осажденной влаги в жидких углеводородах, заключающийся в полном заполнении исследуемой жидкостью цилиндрического объемного резонатора с продольной осью, перпендикулярной горизонту, удалении через время t≥10 сек жидкости из полости резонатора с оставлением влаги, возбуждении электромагнитного колебания типа H011, оценке по изменению добротности цилиндрического объемного резонатора объемной концентрации осажденной влаги, отличающийся тем, что на нижней торцевой стенке устанавливают диэлектрик высотой h, с диэлектрической проницаемостью εд и диаметром, равным диаметру резонатора, при удалении исследуемой жидкости влагу оставляют на поверхности диэлектрика.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что варьируя отношение h l , можно изменять диапазон измерений при сохранении высокой чувствительности к объемной концентрации осажденной влаги, где l - длина резонатора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам определения влажности. Оно может найти применение в нефтехимической промышленности, в частности для экспресс-контроля качества авиационных керосинов в условиях аэродрома.

Заявленное изобретение относится к способу определения влажности жидких углеводородов и может найти применение в нефтехимической промышленности, лабораторной практике для контроля качества горюче-смазочных материалов, в частности для экспресс-контроля качества авиационного керосина.

Изобретение относится к устройству измерения физических свойств жидкости в емкости. Повышение точности измерения является техническим результатом заявленного устройства, которое представляет собой первый рабочий чувствительный элемент в виде первого резонатора - отрезка коаксиальной линии, заполняемого контролируемой жидкостью, между полым внутренним и наружным проводниками которого размещена совокупность одного или более соосных с ними и вложенных один в другой металлических цилиндров, поочередно короткозамкнутых и разомкнутых на одном из их концов, и эталонный чувствительный элемент в виде второго резонатора, заполняемого эталонной жидкостью, являющегося полостью внутреннего проводника первого резонатора, при этом оба резонатора подключены через соответствующие элементы возбуждения и съема колебаний и линии связи этих резонаторов с соответствующими электронными блоками, выходы которых подсоединены к входу функционального преобразователя, подсоединенного выходом к индикатору.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерению влажности волокнистых материалов, и может быть использовано в текстильной и хлопчатобумажной промышленности.

Предлагаемое техническое решение относится к измерительной технике. Техническим результатом заявляемого устройства является повышение точности измерения.

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности может быть использовано в спектроскопии диэлектриков для исследования диэлектрических характеристик веществ, знание которых необходимо при дистанционном электромагнитном зондировании, диэлектрическом каротаже, изучении молекулярного строения вещества.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в системах управления технологическими процессами. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения влагосодержания, а также других физических свойств (концентрации смеси, плотности) различных материалов и веществ, перемещаемых по ленточным конвейерам, транспортерам.

Изобретение относится к способам измерений и может быть использовано в сельском хозяйстве, мелиорации, при составлении земельного кадастра и т.п. .

Использование: для досмотра скрытых предметов под одеждой и в переносимом багаже человека. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют облучение СВЧ-излучением контролируемой области с помощью одного или более элементарных излучателей, региструют отраженный от контролируемой области сигнал с помощью одного или более каналов регистрации, обрабатывают зарегистрированный сигнал и отображают полученную в результате обработки информацию, при этом получение отраженного сигнала от человека с разных ракурсов достигается за счет естественного перемещения человека в области видимости распределенной системы элементарных излучателей и каналов регистрации, при этом одновременно с регистрацией отраженного СВЧ-излучения происходит синхронная видеорегистрация передвигающегося человека видеорегистратором, производится накопление и совместная обработка данных, зарегистрированных распределенной системой каналов регистрации и видеорегистратором, определение траектории каждого пикселя, принадлежащего передвигающемуся человеку, за время пересечения области видимости распределенной системы каналов регистрации, представление результатов расчета в виде синтезированного радиоизображения для произвольно задаваемого предыдущего момента времени и соответствующей этому моменту позе передвигающегося человека, где вычисление обобщенной функции неопределенности для каждого пикселя, принадлежащего передвигающемуся человеку, характеризующей радиолокационную отражательную способность данного пикселя, производится по определенной формуле.

Изобретение относится к области дистанционного измерения физических характеристик объектов, в частности диэлектрической проницаемости диэлектриков. Технический результат - повышение точности определения диэлектрической проницаемости.

Изобретение относится к медицинской технике. Антенна-аппликатор для неинвазивного измерения температуры внутренних тканей биологического объекта содержит закрытый с одного конца отрезок волновода (1), частично или полностью заполненный диэлектриком (2).

Предлагаемое изобретение относится к способам определения влажности. Оно может найти применение в нефтехимической промышленности, и в частности для экспресс-контроля качества авиационных керосинов в условиях аэродрома.

Изобретение относится к способам для определения состояния поверхности дорожного полотна, на котором возможно образование слоя воды, снега или льда. Контролируемый участок поверхности дороги зондируют электромагнитными волнами, принимают отраженные от этого участка поверхности электромагнитные волны, определяют фазовый сдвиг между падающими и отраженными волнами или изменение амплитуды (мощности) принимаемых волн по отношению к их значениям для падающих волн, предварительно определяют, соответственно, основной фазовый сдвиг этих волн или основное изменение амплитуды (мощности) этих волн в отсутствие покрывающего слоя на поверхности дороги.
Предложен способ определения диэлектрической проницаемости и толщины твердых образцов на металле. Техническим результатом изобретения является повышение точности определения толщины и диэлектрической проницаемости материала на металле.

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.).

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточных бесконтактных измерений физических параметров (влажности, плотности, массы, толщины и др.) различных листовых материалов, движущихся или находящихся в стационарных условиях.

Изобретение относится к способам для определения состояния поверхности дорожного полотна, на котором возможно образование слоя воды, снега или льда. Контролируемый участок поверхности дороги зондируют электромагнитными волнами по нормали к ней, принимают отраженные от этого участка поверхности электромагнитные волны.

Изобретение относится к медицине, а именно к терапевтической стоматологии, и может быть использовано для контроля эндодонтического лечения постоянных зубов. Проводят исследование кривизны корневого канала зуба на конусно-лучевом компьютерном томографе «Picasso Trio» с программой Ezlmplant.

Настоящее изобретение относится к области обеспечения безопасности, а именно к сканирующему устройству формирования топографического изображения в миллиметровом диапазоне волн для досмотра людей. Устройство содержит первый трансивер (40) миллиметрового диапазона с антенной решеткой (41) для передачи и приема первого сигнала миллиметрового диапазона, второй трансивер (40′) миллиметрового диапазона с антенной решеткой (41′) для передачи и приема второго сигнала миллиметрового диапазона, который выполнен с возможностью перемещения в направлении, противоположном направлению движения первого трансивера миллиметрового диапазона, соединительный элемент (26, 27) для соединения между собой первого трансивера (40) и второго трансивера (40′) и приводное устройство (50), приводящее в движение один из двух трансиверов миллиметрового диапазона. Первый трансивер (40) и второй трансивер (40') перемещаются в противоположных направлениях. Достигается высокое качество построения изображения при упрощении конструкции устройства. 18 з.п. ф-лы, 9 ил.
Наверх