Способ измерения состава трехкомпонентного водосодержащего вещества в потоке



Способ измерения состава трехкомпонентного водосодержащего вещества в потоке
Способ измерения состава трехкомпонентного водосодержащего вещества в потоке
Способ измерения состава трехкомпонентного водосодержащего вещества в потоке
Способ измерения состава трехкомпонентного водосодержащего вещества в потоке
Способ измерения состава трехкомпонентного водосодержащего вещества в потоке

Владельцы патента RU 2612033:

Учреждение Российской академии наук Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН (RU)

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для высокоточного измерения физических свойств веществ, являющихся компонентами трехкомпонентного вещества, неподвижного или транспортируемого по трубопроводу. В частности, данный способ может быть применен для определения состава вещества в потоке добываемой и транспортируемой нефти, являющейся, по существу, трехкомпонентным двухфазным веществом (нефть, газ, вода). Предлагается способ измерения состава трехкомпонентного водосодержащего вещества в потоке, при котором воздействуют на вещество электромагнитными волнами в двух частотных диапазонах и определяют по результатам воздействия его диэлектрическую проницаемость при применении соответствующих радиоволновых датчиков и измерении одного из информативных параметров каждого из них, причем частоты этих волн соответствуют разным значениям диэлектрической проницаемости воды, и частоту, по меньшей мере, одной из волн выбирают в СВЧ-диапазоне, при этом дополнительно воздействуют на вещество электромагнитными волнами в третьем частотном диапазоне СВЧ-диапазона частот, соответствующем отличному от двух других значений диэлектрической проницаемости воды, при применении соответствующего ему радиоволнового датчика и измерении одного из его информативных параметров, осуществляют совместное функциональное преобразование измеренных значений информативных параметров датчиков в указанных трех частотных диапазонах, по результатам которого определяют состав вещества в виде объемного содержания каждой из трех компонент вещества. Повышение скорости получения первичной информации о параметрах потока, перемещаемого по трубопроводу, а также определения покомпонентного состава нефтеводогазовой смеси, является техническим результатом изобретения. 4 ил.

 

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для высокоточного измерения физических свойств веществ, являющихся компонентами трехкомпонентного вещества, неподвижного или транспортируемого по трубопроводу. В частности, данный способ может быть применен для определения состава вещества в потоке добываемой и транспортируемой нефти, являющейся, по существу, трехкомпонентным двухфазным веществом (нефть, газ, вода).

Известны способы измерения состава водосодержащего вещества в потоке, а именно влагосодержания вещества, основанные на измерении его электрофизических параметров, с применением радиоволновых датчиков (монография: Викторов В.А., Лункин Б.В., Совлуков А.С. Радиоволновые измерения параметров технологических процессов. М.: Наука. 1989. 208 с. С. 168-177). Недостатком этих способов измерения является ограниченная область применения, обусловленная невозможностью определения состава веществ при большем чем две компоненты контролируемого вещества.

Известны способы измерения покомпонентного состава, имеющие большое значение и для определения расхода каждого из компонентов добываемой из скважин нефти. Для этого, в частности, нашли применение турбинные расходомеры, которые предполагают предварительную гомогенизацию нефтегазовых смесей, а также и другие типы расходомеров, например, на трубке Вентури, для использования которых необходимо наличие сепараторов жидкой и газовой фаз вещества (монография: Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества. Справочник. Л.: Машиностроение. Ленингр. отделение. 1989. 701 с.). Эти способы также имеют ограниченную область применения и сложны в реализации.

Известно техническое решение (SU 1497531, 30.07.1989), которое содержит описание способа измерения, по технической сущности наиболее близкого к предлагаемому способу и принятого в качестве прототипа. Способ-прототип предназначен для измерения влагосодержания диэлектрических веществ, в частности, нефти и нефтепродуктов, независимо от их сортности. Данный способ базируется на использовании частотной дисперсии диэлектрической проницаемости воды. Однако он не позволяет производить измерения состава веществ с числом компонент, большим двух.

Техническим результатом настоящего изобретения является расширение области применения.

Технический результат достигается тем, что в способе измерения состава трехкомпонентного водосодержащего вещества в потоке, при котором воздействуют на вещество электромагнитными волнами в двух частотных диапазонах и определяют по результатам воздействия его диэлектрическую проницаемость при применении соответствующих радиоволновых датчиков и измерении одного из информативных параметров каждого из них, причем частоты этих волн соответствуют разным значениям диэлектрической проницаемости воды, и частоту, по меньшей мере, одной из волн выбирают в СВЧ-диапазоне, дополнительно воздействуют на вещество электромагнитными волнами в третьем частотном диапазоне СВЧ-диапазона частот, соответствующем отличному от двух других значений диэлектрической проницаемости воды, при применении соответствующего ему радиоволнового датчика и измерении одного из его информативных параметров, осуществляют совместное функциональное преобразование измеренных значений информативных параметров этих датчиков в указанных трех частотных диапазонах, по результатам которого определяют состав вещества в виде объемного содержания каждой из трех компонент вещества.

Предлагаемый способ поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображена частотная зависимость диэлектрической проницаемости для воды.

На фиг. 2 приведены графики, поясняющие выбор рабочих частот измерительных каналов устройств для определения покомпонентного состава веществ.

На фиг. 3 показана схема с применением волноводных резонаторов в устройствах для определения покомпонентного состава веществ.

На фиг. 4 приведена схема устройства для реализации данного способа измерения.

Здесь показаны трубопровод 1, чувствительные элементы 2, 3 и 4, преобразователи 5, 6 и 7, вычислительный блок 8, индикатор 9.

Сущность способа измерения состоит в следующем.

Для измерения различных неэлектрических величин, когда контролируемые объекты представляют собой или содержат частотно-зависимые элементы (вещества), могут быть применены многоканальные (многочастотные) измерительные устройства.

Пусть x1, x2, …, xk - влияющие на выходную характеристику y=F(x1, x2, …, xk) измерительного канала параметры объекта, один из которых, несколько или все подлежат измерению. Если есть параметр объекта, зависящий от частоты воздействующей на объект волны, то, зондируя объект волнами k разных частот, можно составить систему независимых уравнений

Решение данной системы уравнений относительно параметров x1, x2, …, xk позволяет найти их текущие значения. Физическая реализация многоканальных измерительных устройств, которым соответствует связь входных x1, x2, …, xk и выходных y1, y2, …, yk величин измерительных каналов, предполагает наличие чувствительных элементов, каждый из которых описывается одним из уравнений системы (1). Аналогично может быть записана и система уравнений при наличии у объекта более одного частотно-зависимого параметра. При этом возможно существование взаимовлияющих связей таких параметров, что дает дополнительные возможности для решения тех или иных задач.

Применительно к рассматриваемой задаче частотно-зависимым элементом объекта - многокомпонентного, в том числе двух- и трехфазного, водосодержащего вещества является вода. Ее диэлектрическая проницаемость в СВЧ-диапазоне частот электромагнитных волн обладает выраженными дисперсионными свойствами (фиг. 1). Такими свойствами обладают многие другие полярные жидкости, наличие которых позволяет применять предлагаемый способ измерения. Частотную дисперсию при этом может иметь и (или) тангенс угла диэлектрических потерь вещества.

Наиболее важной на практике задачей является определение состава трехкомпонентного вещества в потоке, а именно, объемного содержания нефти или нефтепродукта, газа и воды в их смеси. На примере такого вещества рассмотрим сущность и пути реализации данного способа измерения.

Если Vн, Fг и Vв - объемное содержание соответственно нефти или нефтепродукта, газа и воды в объеме Vо измерительного участка трубопровода (Vо=Vн+Vг+Vв), , и - диэлектрические проницаемости этих компонентов потока, то систему уравнений (1) для данной задачи можно записать так:

Здесь подлежащие измерениям параметры есть Vн, Vг и Vв, а возмущением, от влияния которого на результаты измерений необходимо достичь независимости, являются переменная величина (сортность) нефти или нефтепродукта. Параметры и считаются фиксированными; в противном случае систему уравнений (2) следует дополнить уравнениями связи, записанными для частот и . Если же, наоборот, можно считать параметр фиксированным, то система уравнений (2) содержит на одно меньшее число уравнений, достаточное для нахождения искомых объемов компонентов вещества. Величина , как установлено, не обладает частотной дисперсией в ВЧ- и СВЧ-диапазонах частот.

Частоты , и , которым соответствует реализация измерительных каналов, содержащих радиоволновые датчики и описываемых уравнениями системы (2), можно выбрать так: хотя бы две из них (фиг. 2) находятся в области частотной дисперсии . Например, в качестве рабочих частот могут быть взяты такие: , , , на которых будем иметь соответственно , , .

Для решения системы уравнений (2) необходимо записать связь выходной и влияющих (входных) величин для каждого измерительного канала. Сделать это возможно аналитически лишь при ряде допущений. Представляя влажный материал в виде плоскослоистого трехкомпонентного вещества, можно записать соотношения для волнового числа β и коэффициента затухания α:

где , , , - волновые числа для смеси и соответствующих ее компонентов; - эффективная диэлектрическая проницаемость вещества; c - скорость света; - частота электромагнитных колебаний; k1, k2, k3 и k - эмпирические константы, учитывающие структуру контролируемого вещества.

В качестве информативных параметров чувствительных элементов могут быть использованы такие параметры, которые соответствуют соотношениям (3) и (4). Так, соотношению (3) соответствует фазовый сдвиг электромагнитной волны, имеющий место по прошествии ею слоя контролируемого вещества толщиной :

Записав соотношение (5) для частот , и , лежащих в области наличия у частотной дисперсии (хотя бы для двух из этих частот), получим следующую систему уравнений:

i=1, 2, 3

Решение данной системы линейных уравнений позволяет найти искомые величины Vн, Vг и Vв независимо от переменной , а также ее текущее значение.

Соотношение (3) может быть применено и для определения такого информативного параметра, как собственная частота электромагнитных колебаний волноводного резонатора. При этом возможна организация волноводного резонатора с поперечным зондированием потока вещества в трубопроводе 1. Чувствительные элементы радиоволновых датчиков - в данном случае резонаторы 2, 3 и 4 - образованы совокупностью двух соответствующих (приемной и передающей) антенн, соединенных отрезком волновода (фиг. 3).

Соотношение (4) может служить для расчета выходных характеристик измерительных каналов, в которых информативным параметром служит изменение (уменьшение) мощности электромагнитной волны, прошедшей через слой контролируемого вещества. Возможно также построение измерительных участков с каналами, базирующимися на соотношениях (3) и (4) одновременно.

Обобщенная структурная схема устройства для определения покомпонентного состава трехкомпонентного, в том числе и двухфазного, вещества приведена на фиг. 4. Здесь для получения первичной информации о параметрах потока, перемещаемого по трубопроводу 1, служат размещенные на данном измерительном участке чувствительные элементы 2, 3 и 4 радиоволновых датчиков резонаторного, волноводного или антенного типа. Они функционируют на разных частотах , и в области частотной дисперсии . Получаемые с помощью преобразователей 5, 6 и 7 информативные сигналы с этих чувствительных элементов поступают на вычислительный блок 8, осуществляющий автоматическое решение системы уравнений типа (2).

На индикатор 9 поступают данные о текущих значениях Vн, Vг и Vв и, если необходимо, . Каждый чувствительный элемент с соответствующим ему преобразователем может образовывать автогенератор, выходным (информативным) сигналом которого служит его текущая частота.

Задачу определения покомпонентного состава нефтеводогазовой смеси можно трактовать и как задачу измерения сплошности, когда требуется определить количество свободного газа в потоке жидкости. Для нефтеводяной смеси известны различные аналитические и эмпирические соотношения, относящиеся к тем или иным режимам потоков таких смесей. Так, при относительно малом (~5%) содержании воды в потоке нефти или нефтепродуктах справедливо следующее соотношение (монография: Теория и практика экспресс-контроля влажности твердых и жидких материалов/ Кричевский Е.С., Бензарь В.К., Венедиктов М.В. и др. М.: Энергия. 1980. 240 с. С. 45-66):

где , W - влагосодержание.

Проводя в таких случаях измерения на разных частотах , и , можно определить Vн, Vг и Vв, а также и . В качестве информативных параметров могут быть использованы соответствующие частоты объемных резонаторов и резонаторов на основе отрезков неоднородной длинной линии (монография: Викторов В.А., Лункин Б.В., Совлуков А.С. Радиоволновые измерения параметров технологических процессов. М.: Наука. 1989. 208 с. С. 168-184.). При этом, измеряя резонансные частоты , и электромагнитных колебаний трех резонаторов, зависящие от диэлектрической проницаемости ε(W,εн,Vг) заполняющих их веществ, определяют Vн, Vг, Vв и при решении системы уравнений

, i=1, 2, 3,

где

, i=1, 2, 3,

, i=1, 2, 3,

При этом учитывают, что W=Vв/(Vн+Vв), V0=Vн+Vв+Vг.

Таким образом, данный способ позволяет определять покомпонентный состав транспортируемого трехкомпонентного водосодержащего вещества без предварительной сепарации компонентов. Он реализуем с применением электромагнитных волн ВЧ- и СВЧ-диапазонов частот и реализацией приборов с использованием соответствующей этим диапазонам элементной базы. Этот способ измерения не требует при его реализации предварительных операций (сепарации, гомогенизации, отбора проб) над потоком транспортируемого вещества.

Способ измерения состава трехкомпонентного водосодержащего вещества в потоке, при котором воздействуют на вещество электромагнитными волнами в двух частотных диапазонах и определяют по результатам воздействия его диэлектрическую проницаемость при применении соответствующих радиоволновых датчиков и измерении одного из информативных параметров каждого из них, причем частоты этих волн соответствуют разным значениям диэлектрической проницаемости воды, и частоту, по меньшей мере, одной из волн выбирают в СВЧ-диапазоне, отличающийся тем, что дополнительно воздействуют на вещество электромагнитными волнами в третьем частотном диапазоне СВЧ-диапазона частот, соответствующем отличному от двух других значений диэлектрической проницаемости воды, при применении соответствующего ему радиоволнового датчика и измерении одного из его информативных параметров, осуществляют совместное функциональное преобразование измеренных значений информативных параметров датчиков в указанных трех частотных диапазонах, по результатам которого определяют состав вещества в виде объемного содержания каждой из трех компонент вещества.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для высокоточного измерения физических свойств веществ, являющихся компонентами двухфазного вещества, неподвижного или транспортируемого по трубопроводу.

Изобретение относится к области противодействия терроризму и может быть использовано в системах защиты объектов. Способ обнаружения осколочных взрывных устройств основан на методе нелинейной радиолокации и включает облучение СВЧ электромагнитным зондирующим полем и регистрацию новых составляющих в спектре отраженного сигнала.

Предлагаемый способ относится к области электрических измерений и может применяться для контроля изменений интегрального состава вещества в химической промышленности, добывающей промышленности, в системах контроля отработанных газов двигателей внутреннего сгорания, либо в аналогичных комплексных системах, где крайне важна задача мониторинга изменения интегрального состава вещества, находящегося в любом агрегатном состоянии. Контроль изменений интегрального состава вещества основан на измерении изменений набега фазы микроволнового сигнала при его многократном распространении через объем контролируемого вещества.

Одной из главнейших задач обеспечения безопасности работ в угледобывающих шахтах является контроль содержания в рудничной атмосфере опасных газов и смесей, среди которых наибольшую угрозу представляют метан и угольная пыль. Предлагаемый способ относится к области электрических измерений и может применяться для контроля изменения состава интегральной газовой среды в угледобывающих шахтах, в системах контроля отработанных газов, которые выделяются вследствие промышленной деятельности человека, либо в аналогичных комплексных системах, где крайне важна задача мониторинга концентрации вторичных взрыво- и пожароопасных продуктов производства. Контроль изменений интегрального состава газовой среды основан на измерении изменений набега фаз микроволнового сигнала при его многократном распространении по замкнутой волноводной структуре, через которую также пропускают воздух их окружающей среды.

Способ определения процентного содержания воды в смеси диэлектрик-вода при изменении содержания воды в смеси в широких пределах относится к области электрических измерений неэлектрических величин и может быть использован для контроля содержания воды в жидких смесях типа диэлектрик-вода, например жидких углеводородах (нефть, масло, мазут и т.п.) или во влажных смесях (цементно-песочная смесь и т.п.).

Датчик перманентного контроля сердечного ритма шахтера относиться к области обеспечения безопасности работ в горной промышленности и может использоваться для перманентного контроля сердечного ритма всего персонала в шахтах, как во время выполнения ими плановых работ, так и при возникновение чрезвычайных ситуаций, повлекших изоляцию персонала шахты за/под завалом горной породы. Новым в датчике перманентного контроля сердечного ритма шахтера является размещение датчика внутри корпуса аккумуляторного блока шахтерского фонаря со стороны его широкой стенки, обращенной к телу шахтера и изготовление датчика в виде автодинного генератора, совмещенного с микрополосковой антенной и содержащего кроме того датчик тока, узкополосный усилитель инфразвуковой частоты, микроконтроллер со встроенным аналого-цифровым преобразователем и получатель информации о сердечном ритме шахтера. Автодинный генератор состоит из полевого транзистора, блокировочного конденсатора и микрополосковой антенной на диэлектрической подложке с экранирующей пластиной, который начинает генерировать колебания при подаче на сток транзистора напряжения постоянного тока.

Способ контроля изменений интегрального состава газовой среды относится к области электрических измерений и может быть использован в составе аналитическо-измерительных комплексов непрерывного контроля за параметрами атмосферы в замкнутых пространствах, в шахтах и тоннелях, а также в системах автоматического управления технологическими процессами, системах непрерывного экологического мониторинга и метеорологии. Преимущество данного способа измерения, по сравнению с другими способами измерения заключается в защищённости датчиков от пыли, влаги, паров, малом времени измерения и возможности проведения контроля изменений интегрального состава газовой среды на протяжённых трассах и в больших объёмах рабочих пространств.

Использование: для бесконтактного и дистанционного определения толщины плоских диэлектрических материалов. Сущность изобретения заключается в том, что одновременно излучают электромагнитные волны с частотой F1 и частотой в k раз выше kF1 в сторону поверхности диэлектрической пластины по нормали к ней, принимают отраженные волны, вычисляют разность фаз φ1 между принимаемой волной с частотой kF1 и волной с частотой F1, предварительно умноженной на k, после этого одновременно излучают электромагнитные волны с другой частотой F2 и частотой в k раз выше kF2 в сторону поверхности диэлектрической пластины по нормали к ней, принимают отраженные волны, вычисляют разность фаз φ2 между принимаемой волной с частотой kF2 и волной с частотой F2, предварительно умноженной на k, толщину диэлектрической пластины определяют по фазам φ1 и φ2.

Изобретение относится к области подповерхностной радиолокации и контроля насыпи железных дорог и автодорог. Влажность, загрязненность и толщину слоев насыпи определяют с помощью георадара.

Настоящее изобретение относится к области обеспечения безопасности, а именно к сканирующему устройству формирования топографического изображения в миллиметровом диапазоне волн для досмотра людей.

Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано для определения электрофизических параметров слоя полупроводника на поверхности диэлектрика и может найти применение в различных отраслях промышленности при контроле свойств полупроводниковых слоев. Технический результат изобретения заключается в снижение трудоемкости и времени определения параметров полупроводника за счет уменьшения количества проводимых измерений. Cпособ определения параметров полупроводникового слоя в измеряемой структуре диэлектрик-полупроводниковый слой включает облучение структуры электромагнитным излучением СВЧ-диапазона, измерение спектра отражения излучения от структуры в выбранном частотном диапазоне при ряде различных значений температур, определение толщины dnn и электропроводности σ полупроводникового слоя при температуре Т3, для которой характерно преимущественное рассеяние носителей заряда на фононах, в результате решения обратной задачи, согласно решению при известном dnn определяют σ в диапазоне температур от значения T1, для которого характерно изменение электропроводности за счет ионизации примеси, до значения, для которого характерно преимущественное рассеяние носителей заряда на фононах, определяют температуру Т0 полной ионизации примесей, при которой σ принимает максимальное значение, для определения искомых параметров определяют диапазон физически значимых температур, серединой которого является значение температуры Т0, а минимальным значением – Т1, затем по зависимости σ(T) в диапазоне физически значимых температур, решая обратную задачу с использованием теоретической зависимости σ(T, ΔW, m*, N, b1), находят энергию активации ΔW, эффективную массу носителей заряда m*, концентрацию примесных центров N, параметр b1, определяющий коэффициент рассеяния на ионах примеси, затем при известных ΔW, m*, N, b1 вычисляют зависимость коэффициента рассеяния носителей заряда на фононах a(T) и коэффициент рассеяния носителей заряда на ионах b. 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения различных физических свойств (плотности, концентрации, смеси веществ, влагосодержания и др.) веществ (жидкостей, сыпучих веществ, газов), находящихся в емкостях (технологических резервуарах, измерительных ячейках и т.п.) и перемещаемых по трубопроводам. Измеряемыми параметрами также могут быть сплошность газо-жидкостного потока, концентрация частиц сыпучего материала в трубопроводе и др. Предлагаемый датчик физических свойств вещества, функционально связанных с его электрофизическими свойствами и включающих плотность, влагосодержание, концентрацию смеси веществ, концентрацию частиц сыпучего материала, содержит чувствительный элемент в виде объемного резонатора, заполняемого контролируемым веществом и являющегося отрезком круглого волновода с торцевыми отражателями электромагнитных волн, к которому подсоединен элемент связи, при этом волновод объемного резонатора содержит расположенную вдоль волновода и присоединенную перпендикулярно к его внутренней поверхности металлическую пластину длиной, равной длине волновода, а ширина пластины меньше диаметра волновода. На первом торце волновода торцевой отражатель электромагнитных волн выполнен в виде отрезка металлического трубопровода с тем же диаметром, внутри которого установлена в той же плоскости, что и пластина в волноводе, дополнительная металлическая пластина шириной, равной диаметру трубопровода, и соединена с пластиной волновода в области их контакта, а на втором торце волновода торцевой отражатель электромагнитных волн выполнен или идентичным ему на первом торце волновода с установленной дополнительной металлической пластиной, или в виде металлической стенки. Техническим результатом заявленного изобретения является расширение функциональных возможностей. Таким образом, предлагаемый датчик имеет широкую область применения, обеспечивая возможность измерения физических свойств веществ как перемещаемых по трубопроводу, так и находящихся в резервуарах. 3 ил.

Использование: для обнаружения потенциально опасных и/или взрывчатых веществ, скрытых под одеждой или в багаже. Сущность изобретения заключается в том, что путем излучения, отражения и регистрации микроволн можно получить трехмерное изображение интересующего объекта. На изображении будет присутствовать контур движущегося человека, а также диэлектрические объекты, скрытые на его теле. Путем измерения фазы и амплитуды микроволн, отраженных от диэлектрического объекта, можно определить длину оптического пути микроволн, прошедших через скрытый объект, что позволит получить трехмерное изображение области скрытого объекта. Одновременно можно использовать несколько излучателей и приемников, также возможно наложение на микроволновое изображение видеоизображения. Технический результат: повышение точности обнаружения потенциально опасных и/или взрывчатых веществ, скрытых под одеждой или в багаже. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения физических свойств, например, плотности, концентрации смесей, влагосодержания и др., различных диэлектрических жидкостей, находящихся в электромагнитном поле волновода. Предложенный способ включает возбуждение электромагнитных волн в волноводе, размещение контролируемой жидкости в электромагнитном поле одного из торцевых участков волновода и идентичной жидкости с эталонным значением измеряемых физических свойств жидкости в электромагнитном поле другого торцевого участка волновода, при этом в волноводе возбуждают электромагнитные волны фиксированной частоты на одном из его торцов, частоту возбуждаемых электромагнитных волн выбирают ниже критической частоты волновода, принимают электромагнитные волны после их распространения вдоль волновода на другом его торце и измеряют амплитуду напряженности электрического поля, по которой судят о физических свойствах жидкости. Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей способа, повышение его надежности и стабильности измерений. 6 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения физических свойств диэлектрических жидкостей, в том числе плотности, концентрации смесей, влагосодержания и т.д., при этом исследуемые жидкости находятся в измерительных ячейках или перекачиваются по трубопроводу. В предложенном способе для измерения физических свойств жидкости предварительно возбуждают электромагнитные колебания в волноводном резонаторе и измеряют резонансную частоту электромагнитных колебаний, при этом контролируемую жидкость помещают в коаксиальный резонатор, в котором одним из его торцевых участков является запредельный коаксиальный волновод с уменьшенным диаметром наружного проводника. В резонаторе возбуждают электромагнитные колебания типа Hm1p (m=1, 2, 3. …; р=1, 2, 3, …). Второй торцевой участок коаксиального резонатора идентичен первому торцевому участку или выполнен в виде металлической стенки волноводного резонатора. Расширение функциональных возможностей предложенного способа за счет проведения измерений физических свойств жидкости в широком диапазоне частот, в том числе на высоких частотах гигагерцового диапазона, что является техническим результатом изобретения. 2 ил.

Использование: для дистанционного досмотра багажа. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют облучение контролируемой области пространства когерентным СВЧ-излучением на наборе частот, регистрацию сигнала после прохождения сигналом этой области с помощью нескольких каналов регистрации и обработку зарегистрированного сигнала, который несет информацию о диэлектрических объектах в багаже, при этом облучение области СВЧ-излучением осуществляют несколькими передающими элементами, расположенными в различных точках пространства, а при обработке зарегистрированного сигнала определяют множество значений удлинения оптического пути, соответствующих определенной паре излучатель-регистратор на наборе частот, затем вычисляют распределение плотности удлинения оптического пути в конкретной области пространства, выделяют непрерывные трехмерные участки с близкими по значению плотностями удлинения оптического пути, затем для каждого выделенного участка вычисляют среднюю плотность удлинения ρ оптического пути, положение и размеры диэлектрического объекта, находящегося в багаже, в системе координат (x, y, z), диэлектрическую проницаемость ε диэлектрического объекта в сечении одной из плоскостей системы координат, причем диэлектрическую проницаемость вычисляют по заданной математической формуле, задают значения εниж и εверх, которые характерны для опасных диэлектрических объектов, и при εниж<ε<εверх констатируют присутствие опасного диэлектрического объекта в контролируемой области пространства. Технический результат: обеспечение возможности выявления опасных диэлектрических объектов, а также обеспечение возможности определения положения выявленного объекта в пространстве и его размеров.

Изобретение относится к области СВЧ-техники и может быть использовано для определения концентраций веществ в водных растворах, в том числе для контроля влаги в углеводородных смесях, при контроле загрязнения водных сред, при контроле концентрации биологических клеток в суспензиях. Способ определения содержания воды в жидкостях заключается в повышении температуры при воздействии СВЧ-излучения на капиллярную трубку с исследуемой жидкостью в течение фиксированного промежутка времени и определении соответствующего изменения поглощения за этот промежуток времени, после чего на основании разности поглощения СВЧ-излучения жидкостью при различных температурах определяется концентрация воды в жидкости. Повышение точности измерений в условиях максимальной добротности резонатора является техническим результатом изобретения. 1 ил.

Изобретение относится к медицинской технике. Устройство для диагностики заболеваний бронхолегочной системы содержит управляемый генератор высокой частоты (3), аналого-цифровой преобразователь (9), блок управления (4), блок регистрации и отображения результатов измерений (2), блок генерации и измерения (1), основной (6), опорный (7) и приемный (8) каналы. В блоке генерации и измерения (1) в качестве генератора высокой частоты (3) использован синтезатор частот СВЧ диапазона, первый выход которого соединен с входом делителя мощности (5) для разделения мощности СВЧ сигнала между основным (6) и опорным (7) каналами. Основной канал (6) образован усилителем мощности (12) и передающей антенной-аппликатором (13), опорный канал (7) - аттенюатором (15) и измерителем коэффициента усиления (16), приемный канал (8) - приемной матрицей антенн-аппликаторов (19), блоком мультиплексирования (18) и усилителем мощности (17). Датчики нажима (14, 20) передающей антенны-аппликатора (13) и приемной матрицы антенн-аппликаторов (19) и оптический датчик положения (11) передающей антенны-аппликатора (13) соединены с блоком управления (4), который связан с электронно-вычислительной машиной (21) с помощью шины данных через устройство сопряжения (10). Достигается определение наличия изменений в бронхолегочной системе и их локализации у пациентов всех возрастных групп, в том числе детей раннего возраста, повышение достоверности, точности и информативности получаемых результатов обследования. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Предлагаемые способ и устройство относятся к технике обнаружения взрывчатых и наркотических веществ, в частности к способам и устройствам обнаружения взрывчатых и наркотических веществ в различных закрытых объемах и на теле человека, находящегося в местах массового скопления людей. Техническим результатом изобретения является повышение достоверности обнаружения взрывчатых и наркотических веществ, размещенных на контролируемых объектах, путем точного и однозначного определения местоположения контролируемого объекта и его перемещения в пространстве. Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит приемопередающую антенну (1), антенный переключатель (2), передатчик (3), приемник (4), усилители (5, 21 и 29) высокой частоты, аналого-цифровой преобразователь (6), измерительное устройство (7), блок (8) памяти, блок (9) индикации, контролируемый объект (10), процессор (11), блок (12) сравнения, ключ (13), корреляторы (14), (22, 30 и 36), перемножители (15, 23, 31 и 37), фильтры (16, 24, 32 и 38) нижних частот, экстремальные регуляторы (17, 25, 33 и 39), блоки (18, 26, 34 и 40) регулируемой задержки, индикатор (19) дальности, приемные антенны (20 и 28), индикатор (35) угла места, индикатор (41) угла ориентации. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Использование: для контроля потоков неоднородных диэлектрических веществ. Сущность изобретения заключатся в том, что устройство для измерения физических свойств вещества в потоке содержит на измерительном участке волноводный резонатор, через сквозные отверстия в противоположных торцах которого вдоль его продольной оси пропущен диэлектрический трубопровод с контролируемым диэлектрическим веществом, подсоединенные к данному резонатору с помощью элементов связи генератор электромагнитных колебаний и электронный блок, при этом волноводный резонатор выполнен в виде прямоугольного волноводного резонатора, в котором возбуждены колебания типа H10n, n=1, 2, …, и в котором у каждой из его узких стенок установлена диэлектрическая вставка с тем же поперечным размером, что и у прямоугольного резонатора, ее продольный размер имеет величину , где L - длина резонатора в продольной плоскости, ε - диэлектрическая проницаемость материала каждой вставки. Технический результат: обеспечение возможности повышения точности измерения. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2015-12-09 2017-03-11T21:14:39
Наверх