ДАТЧИК ВЛАЖНОСТИ НЕФТИ Российский патент 2023 года по МПК G01N27/06 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения содержания воды в водонефтяных смесях в трубопроводе, в диапазоне от 0 до 100%.

Известен «Диэлькометрический датчик» [патент RU на полезную модель №4 384] предназначенный для определения содержания воды в маслах, мазутах, дизельных топливах и других нефтепродуктах сходных по диэлектрическим свойствам. Датчик содержит наружный трубчатый электрод и коаксиально расположенный в нем внутренний электрод, средства фиксации внутреннего электрода в наружном, электрически соединенный с выходным разъемом выводной стержень, герметизированный от наружного трубчатого электрода. Внутренний электрод выполнен в виде трубки, расположенной с зазором относительно нужного трубчатого электрода и входным торцом, утопленном относительно торца наружного электрода. На концах электродов противоположных входным торцам выполнена перфорация. Средства фиксации внутреннего электрода в наружном изготовлены из гидрофобного материла, например фторопласта. Выводной стержень расположен соосно с электродами.

Известен «Датчик влажности нефти и нефтепродуктов» [патент RU на полезную модель №13 428] имеющий полый цилиндрический корпус, съемную крышку, электродный узел и электронный преобразователь, соединенный через элемент ввода с внешнем кабелем, на цилиндрическом корпусе выполнен в виде кольцевого утолщенного цилиндра-выступа держатель, охватывающий корпус по образующей и разделяющий его на части: погружаемую в поток исследуемой среды и внешнюю за пределами потока.

Известен «Датчик для измерения влажности жидких сред» [патент RU на полезную модель №22 998] предназначенный для определения содержания воды в жидких средах, в частности в нефтепродуктах. Датчик выполнен в виде внешнего цилиндрического электрода трубчатого сечения, внутри которого коаксиально с ним расположены два одинаковых по своим геометрическим размерам и электрически изолированных от него и друг друга цилиндрических электрода трубчатого сечения, один из которых образует с внешним электродом измерительный конденсатор, а второй внутренний электрод образует с внешним электродом калибровочный конденсатор. Между внутренними электродами расположена втулка фиксатор, выполненная в виде цилиндрического кольца с внутренним цилиндрическим уступом.

Так же известен «Датчик влажности нефти» [патент RU на изобретение №2365902] содержащий генератор электромагнитных колебаний, в частотозадающую цепь которого включен резонатор в качестве чувствительного элемента, резонатор выполнен в виде замкнутого тонкого проводника, равномерно распределенного внутри диэлектрической трубки по образующим воображаемой цилиндрической поверхности, находящейся, как и трубка, на одной оси с металлической трубчатой опорой, указанный проводник подключен к генератору в четырех точках, попарно выбранных на концах взаимно перпендикулярных диаметральных линий поперечного сечения цилиндрической поверхности, выход генератора подсоединен ко входу делителя частоты, который вместе с генератором размещен внутри трубчатой опоры.

Перечисленные выше аналоги имеют различные методы измерения воды в нефти и нефтепродуктах, однако, большинство из них, либо устарели, либо влекут за собой большие трудозатраты при изготовлении или установке (демонтаже) на нефтяные трубопроводы.

Кроме этого, все перечисленные датчики имеют общий недостаток, которым является погружной тип контактирования с жидкой средой, что ведет к забиванию датчиков примесями, находящимися в среде и выходу датчиков из строя.

Задачей изобретения является создание датчика не контактирующего с жидкой средой для определения содержания воды в водонефтяных смесях в трубопроводе, в диапазоне от 0 до 100%.

Сущностью заявляемого изобретения является, что датчик влажности нефти имеет пару пластин прямоугольной формы с расчетными размерами в зависимости от диаметра трубы нефтяного трубопровода, состоящих из фольгированного полиимида. Пластины закреплены на внешней стороне стеклопластиковой трубы нефтяного трубопровода параллельно друг напротив друга, образуя конденсатор. От воздействия внешних помех пластины защищены цилиндрическим кожухом, выполненным из нержавеющей стали. Кожух закреплен на стеклопластиковой трубе нефтяного трубопровода на расстоянии от пластин, образуя герметичный купол, заполненный компаундом.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в определении содержания воды в водонефтяных смесях в трубопроводе, в диапазоне от 0% до 100% за счет выполнения пары пластин датчика влажности нефти из фольгированного полиимида и размещения их на стеклопластиковой трубе нефтяного трубопровода параллельно друг напротив друга, образовывая конденсатор. Реактивное сопротивление конденсатора зависит от диэлектрических свойств изолятора между обкладками. В качестве изолятора выступает сопротивление различных жидкостей, проходящих между обкладками датчика влажности нефти, которые в свою очередь имеет разную диэлектрическую проницаемость.

Изобретение поясняется с помощью чертежа, на котором изображен общий вид датчика влажности нефти. На чертеже позициями 1-3 обозначены:

1 - пара пластин прямоугольной формы;

2 - стеклопластиковая труба трубопровода;

3 - цилиндрический кожух.

Датчик влажности нефти имеет пару пластин прямоугольной формы 1 с расчетными размерами в зависимости от диаметра трубы нефтяного трубопровода, состоящих из фольгированного полиимида, пластины 1 закреплены на внешней стороне стеклопластиковой трубы нефтяного трубопровода 2 и находятся параллельно напротив друг друга, образуя конденсатор. От воздействия внешних помех пластины 1 защищены цилиндрическим кожухом 3, выполненным из нержавеющей стали. Кожух 3 закреплен на стеклопластиковой трубе нефтяного трубопровода 2 на расстоянии от пластин 1, образуя герметичный купол, заполненный компаундом.

Датчик влажности нефти работает следующим образом: пластины, в зависимости от диаметра трубы нефтяного трубопровода размещают вокруг внешней стороны стеклопластиковой трубы трубопровода и закрепляют с помощью компаунда. Поверх пластин устанавливается металлический кожух, выполняющий функцию экрана, заполненный диэлектрическим компаундом.

После чего датчик влажности нефти подключают к генератору, излучающему пилообразный сигнал, работающий на заданной частоте. Вследствие изменения реактивного сопротивления конденсатора, под воздействием изменения диэлектрической проницаемости вещества между обкладками (внутри стеклопластиковой трубы), наблюдаются изменения выходного сигнала, согласно которым определяется процентное содержание воды в протекаемой жидкой среде.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения содержания воды в водонефтяных смесях в трубопроводе. Датчик влажности нефти состоит из пары пластин прямоугольной формы с расчетными размерами, состоящих из фольгированного полиимида, закрепленных параллельно напротив друг друга на внешней стороне стеклопластиковой трубы нефтяного трубопровода, образуя конденсатор, и защищенных от воздействия внешних помех цилиндрическим кожухом. Техническим результатом является возможность определения содержания воды в водонефтяных смесях в трубопроводе в диапазоне от 0% до 100%. 1 ил.

Датчик влажности нефти, отличающийся тем, что имеет пару пластин прямоугольной формы с расчетными размерами, состоящих из фольгированного полиимида, закрепленных параллельно напротив друг друга на внешней стороне стеклопластиковой трубы нефтяного трубопровода, образуя конденсатор, и защищенных от воздействия внешних помех цилиндрическим кожухом.