СВЧ-способ определения свободной воды в жидких углеводородах Российский патент 2023 года по МПК G01N22/04 G01N33/18 

Изобретение относится к способам контроля обводненности жидких углеводородов, в частности для оценки свободной воды топлив при хранении, аэродромном и лабораторном контроле.

Известно, что обводненность характеризуется тремя видами воды: отстойной, растворимой и эмульсионной. К свободной относят отстойную и эмульсионную воду.

Как показала практика, надежная работа двигателей летательных аппаратов в значительной степени определяется чистотой используемого топлива. Одним из показателей, определяющих чистоту топлива, является содержание в нем свободной воды, допустимая концентрация которой должна быть не более 0,0015% масс. В некоторых практических задачах наличие свободной воды в других углеводородах также недопустимо. Так наличие эмульсионной воды в трансформаторном масле может привести к электрическому пробою.

Была поставлена задача расширения области применения за счет совместного измерения отстойной и эмульсионной воды жидкого углеводорода и упрощения технологию контроля. В основу был положен микроволновый резонаторный метод, в котором используется трансформация капель воды в тонкий слой на гидрофильном (хорошо смачиваевым водой) диэлектрическом фильтре.

Проводили исследования на экспериментальной установке с использованием скалярного измерителя цепей Р2М-18 и высоко добротного цилиндрического резонатора.

При просмотре источников патентной и научно-технической информации были выявлены технические решения частично позволяющие решить поставленную задачу. Так известен способ измерения объема свободной воды, основанный на «прохождение электромагнитной энергии в волноводе» (см., например, Викторов В.А., Лункин Б.В., Савлуков А.С. Радиоволновые измерения параметров технологических процессов. М.: Энергоатомиздат, 1989. 163-165 с.). Данный способ практически реализован в проточных влагомерах нефти, например УВДН-1ПМ, МВН-1. Измерение влагосодержания нефти основано на поглощении водой СВЧ-энергии. Изготовителем влагомеров заявлен нижний предел 0,01% измерения объемной доли влажности указанным методом. Однако, такая чувствительность прибора может быть достигнута только при реализации дифференциального метода. Экспериментальная оценка диэлектрических потерь авиационных керосинов (ТС-1, РТ, Jet А-1) показала, что СВЧ потери в названных керосинах более чем на 3 порядка меньше по сравнению с потерями водой (см. Волков В.В., Суслин М.А., Думболов Д.У. Сверхвысокочастотный резонансный метод измерения микролитровых объемов свободной влаги авиационных топлив// Измерительная техника. 2020. №3. С. 49-56.). Этот факт необходимо учитывать при контроле обводненности топлив. Если объем свободной влаги по сравнению с объемом керосина в исследуемой кювете становится меньше чем на три порядка (0,1% об.) - фактор потерь в керосине становится существенным. А в диапазоне 0,1÷0,01% об. измерения обводненности проходят на фоне потерь в керосине на порядок больший, чем в воде. Следовательно, измерения возможны только при реализации дифференциального метода. В настоящее время для определения свободной воды в жидких углеводородах, в частности в авиационных топливах, широко распространен лабораторный способ Карла Фишера (ГОСТ Р 54281-2010. Нефтепродукты, смазочные масла и присадки. Метод определения волы кулонометрическим титрованием по Карлу Фишеру). Сущность способа заключается во взаимодействии йода с сернистым ангидридом в присутствии воды с образованием йодистоводородной кислоты и серного ангидрида в среде метанола и пиридина. Способ позволяет определять растворенную (гигроскопическую), кристаллизационную и свободную воду. Объем исследуемого керосина составляет менее 100 мл. Способ предусматривает измерение веса образца до или после титрования. Абсолютная погрешность взвешивания (в граммах) должна иметь значение до четвертого десятичного знака. Это требует для реализации стационарных лабораторных условий и достаточно продолжительного времени. Титр (водный эквивалент) реактива Фишера необходимо проверять (через каждые 2-3 суток), а для особо точных анализов и при значительном колебании температуры воздуха и влажности ежедневно. Титр является токсичным, поэтому условия эксперимента требуют организации вентилирования помещения. Способ не позволяет отдельно измерять свободную воду (совокупность эмульсионной и осажденной).

Наиболее близким по технической сущности и взятым за прототип является СВЧ-способ определения осажденной влаги в жидких углеводородах (патент РФ №2571631, МПК G01N 22/04 - прототип).

Известный способ предусматривает размещение исследуемого жидкого углеводорода в полости цилиндрического объемного резонатора (ЦОР) с продольной осью перпендикулярной горизонту жидкости, удаление через время сек жидкого углеводорода (самотеком) из полости резонатора с оставлением воды, прижатие диэлектрической пластиной капель осажденной влаги, возбуждение электромагнитного колебания типа и измерение изменения добротности, вызванное наличием осажденной влаги.

Недостатками способа являются трудоемкая технология контроля и ограниченная область применения - только для осажденной воды.

Технический результат изобретения - расширение номенклатуры определяемых параметров без снижения требований по точности и воспроизводимости полученных результатов, а также упрощение технологии контроля.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе определения свободной воды в жидких углеводородах, заключающемся в помещении в полость цилиндрического объемного резонатора объема свободной воды, возбуждении электромагнитного колебания типа измерении изменения добротности, вызванное наличием свободной воды, согласно изобретению диэлектрический гидрофильный фильтр в виде диска с площадью основания помещают в полость цилиндрического объемного резонатора радиуса таким образом, чтобы его ось совпадала с осью цилиндрического объемного резонатора и на уровне от нижней торцевой стенки, измеряют нагруженную добротность извлекают этот фильтр из полости цилиндрического объемного резонатора, пропускают через него исследуемую пробу жидкого углеводорода с отделением на его поверхности свободной воды, далее этот диэлектрический гидрофильный фильтр с отделенной свободной водой помещают в полость цилиндрического объемного резонатора таким образом, чтобы его ось совпадала с осью цилиндрического объемного резонатора и на уровне от нижней торцевой стенки, измеряют нагруженную добротность , объем свободной воды оценивают по следующей зависимости

где - объем свободной воды; - относительная мнимая диэлектрическая проницаемость воды; - радиус фильтра в виде диска, - функция Бесселя первого рода первого порядка, - коэффициент, связанный со свойствами диэлектрического гидрофильного фильтра по растеканию капель свободной воды на его поверхности (смачивающаяся водой способность), при этом степень пористости этого фильтра выбирают такой, чтобы обеспечить отделение свободной воды из исследуемой пробы жидкого углеводорода, диск диэлектрического гидрофильного фильтра выполняют радиусом

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, поясняющая суть способа, фиг. 2 - координата положения и ориентация гидрофильного диэлектрического фильтра в цилиндрическом объемном резонаторе с пространственным электромагнитным колебанием фиг. 3 - внешний вид блока измерения нагруженной добротности с использованием скалярного измерителя параметров цепей Р2М-18 и экспериментального ЦОР для частоты 5,55 ГГц, фиг. 4 - внешний вид экспериментальных ЦОР: А - для частоты 5,55 ГГц; Б. - для частоты 8,10 ГГц, фиг. 5 - гидрофильный фильтр РРМ 3509 с растеканием капли воды на его поверхности, фиг. 6 - зависимость добротности ЦОР от массы воды в пластинке фильтра: А - для частоты 5,55 ГГц; Б. - для частоты 8,10 ГГц.

Для пояснения реализации способа введены следующие обозначения: 1 - блок сбора свободной воды на гидрофильном фильтре; 2 - блок измерения нагруженной добротности; 3 - исследуемый углеводород; 4 - свободная вода; 5 - гидрофильный диэлектрический фильтр с исследуемым объемом (массой) свободной воды; 6 - вакуумный насос; 7 - измеритель добротности; 8 - цилиндрический объемный резонатор (ЦОР); 9 - диэлектрическая площадка для размещения гидрофильный диэлектрический фильтр с исследуемым объемом (массой) свободной воды; 10 - силовая линия в виде окружности вектора напряженности электрического поля пространственного колебания невозмущенного резонатора; 11 - подвижная нижняя торцевая стенка; 12 - съемная верхняя торцевая стенка; 13 - детекторная секция Д42-18-01; 14 - коаксиальный кабель; 15 - измеритель цепей Р2М-18; 16 - компьютерный интерфейс; 17 - визуализация амплитудно-частотной характеристики с индикацией частот и затухания меток; 18 - приемная (передающая) петля; 19 - полипропилен/моно- и мультифиамент термоусаженный, каладрированный РММ 3509, степень пористости 5 мкм.

СВЧ-способ определения свободной воды в жидких углеводородах осуществляется следующим образом.

В полость цилиндрического объемного резонатора 8 радиуса помещают диэлектрический гидрофильный фильтр 5 в виде диска с площадью основания без свободной воды 4 таким образом, чтобы его ось совпадала с осью цилиндрического объемного резонатора 8 и на уровне от нижней торцевой стенки (Фиг. 1, блок измерения нагруженной добротности 2). Возбуждают электромагнитное колебание типа (первый нижний индекс «0» означает отсутствие максимумов электрического поля по азимуту, второй индекс «1» - один максимум по радиусу, третий индекс «1» - один максимум по высоте резонатора). Силовая линия электрического поля 10 этого пространственного колебания представляет собой окружность и лежит в горизонтальной плоскости ЦОР 8 (Фиг. 2).

Измеряют нагруженную добротность

Извлекают этот фильтр 5 из полости цилиндрического объемного резонатора 8. Пропускают через него исследуемую пробу жидкого углеводорода 3 с отделением на его поверхности свободной воды 4 с помощью, например, вакуумного насоса 6 (Фиг. 1, блок сбора свободной воды на гидрофильном фильтре 1).

Далее этот диэлектрический гидрофильный фильтр 5 с отделенной свободной водой помещают в полость цилиндрического объемного резонатора 8 таким образом, чтобы его ось совпадала с осью цилиндрического объемного резонатора и на уровне от нижней торцевой стенки.

Фильтр 5 должен иметь заданную степень пористости для отбора свободной воды из исследуемой пробы жидкого углеводорода и малые СВЧ-потери. Степень пористости в микрометрах (мкм) определяется размером образующихся капель эмульсии. Характерные размеры образующихся капель эмульсии в зависимости от типа жидкого углеводорода (авиационный керосин, дизельное топливо, бензин, трансформаторное или другое масло и т.д.) составляют единицы, десятки микрометров (см., например, Кульчицкий, А.Р. Водотопливные эмульсии для дизелей / А.Р. Кульчицкий, Б.Ю. Голев, A.M. Аттия // Мир транспорта. - 2011. - №3(36). - С. 50-55.). Поэтому пористость гидрофильного диэлектрического фильтра должна быть не хуже 4 класса по стандарту Международной организации по стандартизации ISO (10÷16 мкм).

Измеряют нагруженную добротность

Высокая чувствительность информативного параметра в виде нагруженной добротности к объему свободной воды объясняется его трансформацией в тонкий слой путем прижатия на поверхности диэлектрика (прототип). Физической основой является влияние геометрии на поле в объеме этой капли. Трансформация капель воды в тонкий слой приводит к тому, что межфазные границы исчезают и тонкий слой влаги становится частью поверхности диэлектрика. При этом плоскость прижатых капель и вектор напряженности электрического поля пространственного электромагнитного колебания должны быть касательными. При таком положении плоскости прижатых капель и вектора напряженности согласно граничным условиям (касательная составляющая напряженности электрического поля на границе раздела не изменяется) поле вне и внутри объема прижатых капель выравнивается. Таким образом, в объеме прижатых капель наблюдается рост напряженности электрического поля по сравнению со сферической формой капель и, как следствие, резко (больше чем на порядок) увеличивается чувствительность к диэлектрическим потерям при неизменном объеме влаги.

В предлагаемом способе используется гидрофильный (хорошо смачиваемого водой) диэлектрический фильтр. Свободная вода (в виде эмульсионной и осажденной) распределяется по площади этого фильтра, смачивая его. Эффект смачивания водой фильтра эквивалентен операции прижатия капель на поверхности диэлектрика (на фиг. 2 показано размещение этого фильтра в полости ЦОР 8, а на фиг. 5 - растекание капли воды 4 на поверхности, например, гидрофильного диэлектрического фильтра РРМ 3509 - полипропилен/моно- и мультифиамент термоусаженный, каладрированный 19). При этом диэлектрический гидрофильный фильтр 5 в виде диска помещают так, чтобы его ось совпадала с осью цилиндрического объемного резонатора 8 и на уровне от нижней торцевой стенки. При такой осевой симметрии расположения диска фильтра отсутствует деформация поля электромагнитного колебания типа - поле с возмущением в виде фильтра с переменным объемом воды остается как у пустого ЦОР 8 (Фиг. 2), что подтверждено численным анализом электрического поля пространственного колебания методом конечных элементов в системе COMSOL Multiphysics.

С учетом функциональной зависимости поля от координат r и z (Фиг. 2) и на основе методики (см. Волков В.В., Суслин М.А., Думболов Д.У. Сверхвысокочастотный резонансный метод измерения микролитровых объемов свободной влаги авиационных топлив// Измерительная техника. 2020. №3. С. 49-56.) аналитическое представление для объема свободной воды имеет вид

где - объем свободной воды; - относительная мнимая диэлектрическая проницаемость воды; - радиус фильтра в виде диска, - функция Бесселя первого рода первого порядка, - коэффициент, связанный со свойствами диэлектрического гидрофильного фильтра по растеканию капель свободной воды на его поверхности (смачивающаяся водой способность), при этом степень пористости этого фильтра выбирают такой, чтобы обеспечить отделение свободной воды из исследуемой пробы жидкого углеводорода, диск диэлектрического гидрофильного фильтра выполняют радиусом

Функциональная зависимость (1) позволяет сделать вывод о возможности регулировки диапазона измерения свободной воды путем выбора уровня расположения фильтра от нижней торцевой стенки и его радиуса

В таблице 1 приведены результаты экспериментальных исследований влияния объема капель воды, смачивающих соответствующий фильтр, на информативный параметр (добротность) первичных измерительных преобразователей в виде ЦОР 8. Фильтры располагали на середине высоты ЦОР 8 с диаметром

В состав экспериментальной установки входит скалярный измеритель цепей Р2М-18 (позиция 15 на фиг. 3). Измеритель обеспечивает визуализацию коэффициента передачи по мощности (поз.17 на фиг.3) в диапазоне до 18 ГГц, точность измерения мощности составляет 0,001 дБ, а частоты - 0,001 МГц, девиация (диапазон сканирования) частоты в эксперименте устанавливают равным 10 МГц. В Р2М-18 обеспечивается автоматическое слежение за максимумом коэффициента передачи. Нагруженную добротность определяют путем деления резонансной частоты на измеренную полосу пропускания системы

Полосу пропускания колебательной системы измеряют на уровне 3 дБ по мощности от максимального. Установка включает также в свой состав компьютер с программным интерфейсом Р2М-18 (поз. 16). В состав Р2М-18 входит комплект разъемов, кабелей 14 и детекторная секция Д42-18-01 (поз. 13), работающая в линейном режиме. Результаты измерений документировались. Резонансная частота пространственного электромагнитного колебания для всех типов приведенных фильтров варьировалась в диапазоне 5,50÷5,55 ГГц.

Одна торцевая стенка ЦОР 8 выполнена съемной 12, вторая - подвижной 11 (Фиг. 4). Внутренняя поверхность посеребрена. У подвижной торцевой стенки 11 отсутствует гальванический контакт с боковой стенкой. Этот зазор не влияет на кольцевые токи основного рабочего пространственного колебания При этом продольные токи затекают в область зазора, что приводит к деградации колебаний, которым свойственно наличие этих (продольных токов). Такая конструктивная особенность приводит к фильтрации (устранению) пространственных мод кроме основного рабочего в достаточно широкой полосе частот, достаточной для устранения перепутывания колебаний. Передающая (приемная) 18 петли расположены по середине длины у боковой стенки, плоскость их раскрыва перпендикулярна оси резонатора 8.

Дозирование воды осуществлялось с помощью микрошприца фирмы Hamilton объемом 100 мкл. Количество подготовленных проб для каждого фиксированного значения объема влаги - 10, доверительная вероятность

В таблице 1 представлена также оценка коэффициента связанного со свойствами диэлектрического гидрофильного фильтра по растеканию капель свободной воды на его поверхности. С ростом площади растекшихся капель электрическое поле в объеме свободной воды растет ( увеличивается).

Диск диэлектрического гидрофильного фильтра выполняют радиусом

Результаты эксперимента позволяют сделать вывод о влиянии на диапазон измерения объемной доли свободной влаги толщины, площади и степени адгезии к воде плоских диэлектрических фильтров (фильтры №№1, 2, 5, табл. 1). В качестве фильтрующих элементов можно рекомендовать ряд материалов: полипропилен/моно- и мультифиамент термоусаженный, каладрированный РММ 3509 с точностью фильтрации 5 мкм; полипропилен/мультифиламент термоусаженный, каладрированный РР2448 с точностью фильтрации 1 мкм; капрон без ламинирования, саржевое переплетение с точностью фильтрации 1 мкм. Названные фильтры могут быть использованы для контроля свободной воды трансформаторных масел, исходных продуктов органического происхождения при производстве красок и т.д.

Фильтр под №4, табл. 1 "Полиэфир игольчатый, войлок с примешиванием волокон из высококачественной стали в опорной ткани, TV25503B" обладает высоким СВЧ потерями, в результате чего наблюдается деградация колебаний (ДК).

Фильтр под №3, табл. 1 "Полипропилен монофиламент каландрированный, PPD 3124" является гидрофобным к воде (капля воды не растекается по фильтру, не смачивает его), поэтому информативный параметр в виде нагруженной добротности практически не изменяется (электрическое поле внутри капель много меньше, чем вне их).

Для измерения свободной воды в авиационных керосинах по результатам исследований был выбран материал ФПТ - 01 (разработанный компанией ООО «Технологии Электроформования»), который впитывает всю свободную воду из объема водо-топливной эмульсии и при этом сам имеет низкие диэлектрические потери.

Содержание воды определялось с помощью титрования по методу Карла Фишера, при этом содержание свободной воды определяли по формуле:

где - массовая доля свободной воды в водо-топливной эмульсии;

- массовая доля общей воды в водо-топливной эмульсии, полученная титрованием по методу Карла Фишера; - массовая доля растворенной воды, полученная из исходного чистого необводненного топлива титрованием по методу Карла Фишера.

Результаты исследований представлены в таблице 2. Строка в таблице 2, соответствующая материалу ФПТ - 01, отмечена жирным шрифтом.

Проведены экспериментальные исследования по определению зависимости нагруженной добротности ЦОР от содержания свободной воды в виде плоского слоя в фильтроматериале (Фиг. 3, 4). В ходе эксперимента применялись 2 ЦОР с резонансными частотами 5,5 ГГц и 8,10 ГГц (Фиг. 3, 4). Эксперимент проводили в следующем порядке:

Подготавливали образец фильтроматериала в виде круга диаметром 20 мм. Помещали его во внутреннюю полость ЦОР на пластинку-основание и измеряли исходную добротность системы

Определяли содержание растворенной воды в исходном топливе при помощи титрования по методу Карла Фишера.

Приготавливали водо-топливную эмульсию путем добавления воды в исходное топливо и диспергации с помощью перемешивающего устройства со скоростью вращения вала примерно 1000 об/мин.

Определяли массу водо-топливной эмульсии путем взвешивания пустого и наполненного эмульсией химического стакана на аналитических весах.

Определяли содержание общей воды в эмульсии при помощи титрования по методу Карла Фишера. Определяли содержание свободной воды по формуле (3).

Пропускали подготовленную водо-топливную эмульсию через образец фильтроматерила с помощью установки вакуумной фильтрации, см. Фиг. 1.

Определяли содержание общей воды в полученном фильтрате при помощи титрования по методу Карла Фишера, определяли содержание свободной воды в фильтрате по формуле (3).

Помещали образец фильтроматериала с поглощенной им свободной водой во внутреннюю полость ЦОР на пластину-основание, расположенную на середине высоты ЦОР.

Результаты эксперимента представлены на графике Фиг. 6 А, Б.

В диапазоне от 0 до 2,5 мг нагруженная добротность изменяется от исходной нагруженной добротности резонатора (возмущение в виде сухого фильтра) до значения для частоты 5,55 ГГц (Фиг. 6А). Отделение 1 мг воды с 1 кг топлива соответствует 0,0001% масс, а со 100 г топлива - 0,001% масс.

Уменьшение объема резонатора (увеличение резонансной частоты) смещает диапазон измерения объема влаги в область меньших значений, так как этому способствует увеличение относительного возмущающего объема (Фиг. 6Б). Дополнительным фактором увеличения чувствительности при переходе на более высокие частоты является изменение мнимой диэлектрической проницаемости воды (наблюдается рост диэлектрических потерь). Для сравнения для воды при температуре 25°С на частоте а на частоте (Ахадов Я.Ю. Диэлектрические свойства бинарных растворов / Я.Ю. Ахадов. - М.: Наука, 1977. - 391 с.).

Таким образом, в предполагаемом способе по сравнению с прототипом реализована возможность измерения свободной воды (в совокупности эмульсионная и осажденная) в жидких углеводородах. При этом объем исследуемой пробы жидкого углеводорода соизмерим с объемом пробы в аналоге (способ Карла Фишера - порядка 100 г). В качестве подтверждения можно привести следующее: регламентирующий документ (см. ГОСТ Р 18.12.02-2017 «Технологии авиатопливообеспечения. Оборудование типовых схем авиатопливообеспечения. - М.: Стандартинформ, 2018. - 89С.») устанавливает содержание свободной воды в авиатопливе не более 0,0015% масс.

В предлагаемом способе упрощена также технология контроля. Так операции в прототипе как измерение исходной нагруженной добротности резонатора без исследуемого объема жидкого углеводорода, помещение его в полость резонатора, извлечение самотеком из полости ЦОР с оставлением осадка, прижатие осадка пластиной, измерение нагруженной добротности резонатора, извлечение пластины в предлагаемом способе заменены на менее трудоемкие -помещение в полость ЦОР диэлектрического гидрофильного фильтра, измерение исходной нагруженной добротности, извлечение этого фильтра, пропускание через него исследуемой пробы жидкого углеводорода с отделением на его поверхности свободной воды, дальнейшее помещение этого диэлектрического гидрофильного фильтра с отделенной свободной водой в полость цилиндрического объемного резонатора и измерение нагруженной добротности. При этом в прототипе после каждого измерения необходимо очищать полость ЦОР от остатков воды и жидкого углеводорода, необходимо контролировать степень прижатия пластиной объема воды, существуют сложности в удалении самотеком из полости ЦОР некоторых типов углеводородов с высокой вязкостью, например, трансформаторного масла. Диэлектрический гидрофильный фильтр в предлагаемом способе можно выполнять одноразовым. Сравнительная эффективность известных и предлагаемых способов представлена в табл. 3.

Предлагаемый способ по таким показателям как трудоемкость измерений, метрологическая эффективность и простота реализации имеет преимущества перед прототипом. Экспериментально подтвержденная метрологическая эффективность позволяет конкурировать с широко распространенным лабораторным способом Карла Фишера.

Изобретение относится к способам определения свободной воды в жидких углеводородах. Способ заключается в помещении в полость цилиндрического объемного резонатора объема свободной воды, возбуждении электромагнитного колебания типа Н₀₁₁, измерении изменения добротности, вызванное наличием свободной воды, отличающийся тем, что диэлектрический гидрофильный фильтр в виде диска с площадью основания S₀ помещают в полость цилиндрического объемного резонатора радиуса a таким образом, чтобы его ось совпадала с осью цилиндрического объемного резонатора и на уровне h₀ от нижней торцевой стенки, измеряют нагруженную добротность Q₁, извлекают этот фильтр из полости цилиндрического объемного резонатора, пропускают через него исследуемую пробу жидкого углеводорода с отделением на его поверхности свободной воды, далее этот диэлектрический гидрофильный фильтр с отделенной свободной водой помещают в полость цилиндрического объемного резонатора таким образом, чтобы его ось совпадала с осью цилиндрического объемного резонатора и на уровне h₀ от нижней торцевой стенки, измеряют нагруженную добротность Q₂ , объем свободной воды оценивают по следующей зависимости , где − объем свободной воды; − относительная мнимая диэлектрическая проницаемость воды; − радиус фильтра в виде диска, − функция Бесселя первого рода первого порядка, − коэффициент, связанный со свойствами диэлектрического гидрофильного фильтра по растеканию капель свободной воды на его поверхности (смачивающаяся водой способность), при этом степень пористости этого фильтра выбирают такой, чтобы обеспечить отделение свободной воды из исследуемой пробы жидкого углеводорода, диск диэлектрического гидрофильного фильтра выполняют радиусом . Технический результат заключается в расширении номенклатуры определяемых параметров без снижения требований по точности и воспроизводимости полученных результатов, а также в упрощении технологии контроля. 6 ил., 3 табл.

Способ определения свободной воды в жидких углеводородах, заключающийся в помещении в полость цилиндрического объемного резонатора объема свободной воды, возбуждении электромагнитного колебания типа Н₀₁₁, измерении изменения добротности, вызванное наличием свободной воды, отличающийся тем, что диэлектрический гидрофильный фильтр в виде диска с площадью основания S₀ помещают в полость цилиндрического объемного резонатора радиуса a таким образом, чтобы его ось совпадала с осью цилиндрического объемного резонатора и на уровне h₀ от нижней торцевой стенки, измеряют нагруженную добротность Q₁, извлекают этот фильтр из полости цилиндрического объемного резонатора, пропускают через него исследуемую пробу жидкого углеводорода с отделением на его поверхности свободной воды, далее этот диэлектрический гидрофильный фильтр с отделенной свободной водой помещают в полость цилиндрического объемного резонатора таким образом, чтобы его ось совпадала с осью цилиндрического объемного резонатора и на уровне h₀ от нижней торцевой стенки, измеряют нагруженную добротность Q₂, объем свободной воды оценивают по следующей зависимости

,

где − объем свободной воды; − относительная мнимая диэлектрическая проницаемость воды; − радиус фильтра в виде диска, − функция Бесселя первого рода первого порядка, − коэффициент, связанный со свойствами диэлектрического гидрофильного фильтра по растеканию капель свободной воды на его поверхности (смачивающаяся водой способность), при этом степень пористости этого фильтра выбирают такой, чтобы обеспечить отделение свободной воды из исследуемой пробы жидкого углеводорода, диск диэлектрического гидрофильного фильтра выполняют радиусом .