СИСТЕМА ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕСУРСА ЦЕОЛИТА Российский патент 2024 года по МПК G01F1/00 C10M175/02 G01N9/36 

СИСТЕМА ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕСУРСА ЦЕОЛИТА

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к электротехнике, в частности, к устройствам и методам, которые могут использоваться для определения ресурса цеолита и устройств осушения минерального масла, синтетического эфирного масла и натурального эфирного масла, содержащих цеолит.

Уровень техники

Из патента RU111852 известна установка регенерации трансформаторного масла в эксплуатируемом маслонаполненном трансформаторе, в которой используется прослойка цеолита. Установка содержит блок оперативного контроля температуры трансформаторного масла, вход которого соединен с датчиком температуры, установленным в масляной зоне масляного расширителя, а выход - с запорным клапаном. Прослойка цеолита в системе служит для извлечения воды из трансформаторного масла.

Недостатком представленной в уровне техники установки является то, что в ней отсутствует функция оценки расхода ресурса цеолита, то есть изменения его способности к влагопоглощению. Из-за этого расход ресурса цеолита приходится оценивать примерно, например, по времени работы системы регенерации трансформаторного масла. Такой примерный учет расхода ресурса цеолита приводит либо к неполному использованию ресурса цеолита, либо приводит к прекращению извлечения воды и/или появлению процессов десорбции воды, что ведет к появлению аварийных состояний маслонаполненных силовых трансформаторов и даже их отказу.

Сущность изобретения

Задачами настоящего изобретения являются:

- повышение точности определения израсходованного и/или остаточного ресурса цеолита, используемого в системах для осушения минеральных масел, синтетических эфирных масел и натуральных эфирных масел (далее масел), с помощью способа более точного определения ресурса цеолита;

- определение ресурса цеолита в онлайн режиме, в работающих системах обработки масел, с помощью анализа потока цифровых данных, поступающих от подобранной системы датчиков;

- определение количества извлеченной воды из обрабатываемых масел, с помощью расчетных алгоритмов, используемых поток данных, поступающих от подобранной системы датчиков;

- определение рекомендуемой даты замены цеолита в системах обработки масел, с помощью расчетных алгоритмов, используемых поток данных, поступающих от подобранной системы датчиков.

Задачи настоящего изобретения решаются системой определения ресурса цеолита, включающей в себя устройство измерения расхода ресурса цеолита по любому из описанных далее вариантов и устройство определения расхода ресурса цеолита по любому из описанных далее вариантов.

Изложенные задачи также решаются устройством измерения ресурса цеолита, содержащим датчик потока масла, датчик содержания воды в масле, устанавливаемый по потоку масла до цеолита, датчик содержания воды в масле, устанавливаемый по потоку масла после цеолита и устройство передачи данных.

Датчик потока масла формирует показатель, соответствующий скорости потока масла, протекающего через цеолит, а датчики содержания воды в масле формируют показатели, соответствующие содержанию воды в масле до и после протекания через цеолит.

Устройство передачи данных получает показатели датчика потока и датчиков содержания воды в масле и передает их в устройство обработки данных. Устройство передачи данных может быть соединено с датчиками непосредственно или через элементы или модули, осуществляющие преобразование физической величины или цифровой величины цифрового сигнала или формы представления величины.

Датчик скорости потока масла может представлять собой расходомер или датчик механический лопастной или датчик механический поршневой или датчик тепловой или датчик ультразвуковой, а датчик содержания воды в масле может представлять собой датчик относительного влагонасыщения масла емкостного типа. Устройство измерения ресурса цеолита может дополнительно содержать датчик температуры масла, а устройство передачи данных выполнено с возможностью получения показателей датчика температуры масла и их передачи в устройство обработки данных.

В одном из вариантов датчик скорости потока масла может формировать аналоговый электрический показатель, соответствующий скорости потока масла, протекающего через цеолит, а датчики содержания воды в масле могут формировать аналоговые электрические показатели, соответствующие содержанию воды в масле до и после протекания через цеолит.

В этом варианте устройство определения ресурса цеолита дополнительно содержит аналого-цифровые преобразователи (АЦП), соединенные с датчиком потока масла и датчиками содержания воды в масле, и преобразующие аналоговые величины, соответствующих аналоговым электрическим показателям, сформированных датчиками, в цифровые показатели, а устройство передачи данных является цифровым и выполнено с возможностью получения показателей датчика потока масла и датчиков содержания воды в масле через АЦП в виде цифровых показателей и передачи их в виде цифровых сигналов.

В описанном варианте АЦП могут быть соединены с датчиками непосредственно или через элементы и/или модули, выполненные с возможностью преобразование величины аналоговых электрических показателей, формируемых датчиками. Элементы могут быть сопротивлениями, емкостями, индуктивностями, полупроводниковыми и другими элементами. Модули могут быть различными схемами или микросхемами, в том числе осуществляющими преобразование величин аналоговых электрических показателей, формируемых датчиками.

Кроме того, в описанном варианте устройство передачи данных может быть соединено с АЦП непосредственно или через элементы или модули, осуществляющие преобразование физической величины или цифровой величины цифровых показателей, сформированных АЦП. Элементы могут быть сопротивлениями, емкостями, индуктивностями, полупроводниковыми и другими элементами. Модули могут быть различными схемами или микросхемами, в том числе осуществляющими преобразование физической величины или цифровой величины цифрового показателя, сформированного АЦП.

В другом варианте выполнения изобретения датчик потока масла может формировать сразу цифровой показатель, соответствующий скорости потока масла, протекающего через цеолит, а датчики содержания воды в масле могут формировать цифровые показатели, соответствующие содержанию воды в масле до и после протекания через цеолит. Устройство передачи данных в этом варианте также является цифровым и может получать цифровые показатели датчика скорости потока и датчиков содержания воды в масле и передавать их в виде цифровых сигналов.

В этом варианте устройство передачи данных может быть соединено с датчиками непосредственно или через элементы или модули, осуществляющие преобразование физической величины или цифровой величины цифровых показателей, сформированных датчиками. Элементы могут быть сопротивлениями, емкостями, индуктивностями, полупроводниковыми и другими элементами. Модули могут быть различными схемами или микросхемами, в том числе осуществляющими преобразование физической величины или цифровой величины цифрового показателя, сформированного датчиками.

Задачи настоящего изобретения также решаются устройством определения ресурса цеолита, содержащим вычислительное устройство, выполненное с возможностью получения показателей датчика потока, отражающих скорость потока масла, протекающего через цеолит, и датчиков содержания воды в масле, отражающих содержание воды в масле до и после протекания через цеолит, и определения расхода ресурса цеолита путем определения изменения влагосодержания масла в результате его прохождения через цеолит; определения объема масла, прошедшего через цеолит за заданный временной интервал; определения массы воды, извлеченной цеолитом из определенного объема масла, прошедшего через цеолит за заданный временной интервал.

В качестве показателей, отражающих содержание воды в масле, могут использовать абсолютное влагосодержание масла и/или массовую долю воды в масле. Изменение влагосодержания масла могут определять как изменение абсолютного влагосодержания масла и/или массовой доли воды в масле. В качестве показателей, отражающих содержание воды в масле, могут использовать относительное влагонасыщение. Изменение влагосодержания масла могут определять на основании показателей относительного влагонасыщения. В предпочтительном варианте могут дополнительно получать данные о температуре масла и определять влагосодержание масла с учетом его температуры.

Изменение влагосодержания масла в результате его прохождения через цеолит преимущественно определяют как разность измеренного и/или определенного влагосодержания масла до и после прохождения через цеолит. Объем масла, прошедший через цеолит за заданный временной интервал, предпочтительно определяют путем умножения измеренной скорости потока масла на длительность заданного временного интервала.

Массу воды, извлеченной цеолитом из определенного объема масла, прошедшего через цеолит за заданный временной интервал, могут определять путем умножения определенного объема масла, прошедшего через цеолит, на определенное изменение влагосодержания масла в результате его прохождения через цеолит и на значение плотности масла. Объем воды, извлеченный цеолитом из определенного объема масла, прошедшего через цеолит за заданный временной интервал, могут определять путем деления определенной массы воды, извлеченной цеолитом из определенного объема масла, прошедшего через цеолит за заданный временной интервал, на плотность воды.

Устройство определения ресурса цеолита также может содержать устройство приема данных, выполненное с возможностью получения показателей датчика потока, отражающих скорость потока масла, протекающего через цеолит, и датчиков содержания воды в масле, отражающих содержание воды в масле до и после протекания через цеолит.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение точности дистанционной оценки использованного и/или остаточного ресурса цеолита для мониторинга ресурса цеолита с повышенной точностью с целью повышения эффективности работы систем по обработке масел, а также дистанционного определения количества извлеченной воды для мониторинга степени осушенности обрабатываемого масла и, например, бумажной (целлюлозной) изоляции электрических машин при их сушке сухим маслом, с целью управления качеством данного технологического процесса сушки. Технический результат достигается за счет определения содержания воды в масле (например, относительного влагонасыщенности и/или абсолютного влагосодержания масла) до и после прохода через цеолит и передаче полученных значений в дистанционно расположенное устройство определения, что позволяет точно вычислить поглощенную цеолитом влагу с учетом скорости потока масла на расстоянии от непосредственной установки осушения масла. Благодаря более точной оценке ресурса цеолита и определения количества извлеченной воды удается повысить эффективность использования ресурса цеолита вплоть до его полного расходования, предотвратить процессы неэффективной работы систем сушки масла вплоть до предотвращения процессов десорбции воды, соответственно одновременно с этим предотвращая появление неудовлетворительного (аварийного) состояния масел по соответствующим показателям качества, которое может привести к отказу, например, электрооборудования, а также позволяет управлять качеством технологических процессов по сушке бумажной (целлюлозной) изоляции с помощью сухого масла. Использование показателя температуры масла дополнительно повышает точность оценки ресурса цеолита.

Дополнительными техническими результатами также являются: упрощение измерительных устройств, которые могут располагаться на множестве установок осушения масла; сбор и единообразная обработка данных из множества измерительных устройств, расположенных на множестве установок осушения масла, что повышает точность данных мониторинга множества установок осушения; и возможность быстрой и простой смены алгоритмов обработки данных из множества измерительных устройств, расположенных на множестве установок осушения масла, поскольку не требуется перепрограммирование каждого измерительного устройства по отдельности, находящихся в различных отдаленных друг от друга местах.

Краткое описание чертежей

На фигуре показана схема установки сушки масла в эксплуатируемом маслонаполненном трансформаторном оборудовании с устройство измерения расхода ресурса цеолита и устройством определения ресурса цеолита и количества извлеченной воды в соответствии с настоящим изобретением.

Осуществление изобретения

Далее изобретение описано по отношению к частным вариантам реализации, которые даны в целях пояснения изобретения и не предназначены для ограничения объема охраны, определяемого формулой изобретения.

На фигуре показана установка осушения масла 2 (в частности, минерального, синтетического эфирного, натурального эфирного), находящегося в емкости 1, которая может являться штатным составным элементом маслонаполненного трансформаторного оборудования (например, адсорбционный фильтр), или быть отдельным устройством, используемым для проведения работ по сушке/подсушке масла и/или изоляции трансформаторного оборудования в целом, присоединяемым к определенным точкам маслосистемы оборудования. Установка 3 осушения масла соединена с емкостью 1 трансформаторного оборудования трубами 4 и 5. По трубе 5 масло подается в установку осушения масла 3, где проходит через цеолит, вбирающий в себя из масла влагу (воду, водяные пары и т.п.) и после осушения по трубе 4 выводится в основную емкость 1 маслонаполненного трансформаторного оборудования. Прокачка масла через установку 3 осушения масла может осуществляться с помощью соответствующего насоса 11. В установках осушения, являющихся штатным составным элементом маслонаполненного трансформаторного оборудования, в которых поток масла направлен в обратном порядке - «сверху вниз» (например, термосифонных фильтрах), в отличие от указанного на фигуре «снизу вверх», прокачка масла через установку может осуществляться без использования насоса за счет термосифонного эффекта (за счет разности температур внизу и вверху основного бака трансформаторного оборудования).

Цеолиты — это большая группа близких по составу и свойствам минералов, водные алюмосиликаты кальция и натрия из подкласса каркасных силикатов, отличающихся способностью поглощать воду. В частности, для осушения масел рекомендовано использовать синтетические цеолиты с размером пор 3-4 Å, например, марки NaA.

Основное предназначение цеолита в установке осушения и/или регенерации масел — осушка (поглощение воды) масла при его протекании через цеолит. Цеолит может поглощать влагу до предельного состояния, при котором цеолит адсорбировал из масла такое количество воды, которое не позволяет производить дальнейшее ее эффективное поглощение, при этом возникают риски ее десорбции в масло. Критерием предельного состояния цеолита является исчерпание влагоемкости (адсорбционной емкости по H₂O), т.е. способности цеолита поглощать и удерживать определенное количество влаги.

Цеолит может иметь форму слоя или быть распределен в объеме резервуара сплошным, многослойным или перемежающимся образом. Далее в описании в качестве цеолита может упоминаться слой цеолита, но это не ограничивает изобретение, поскольку оно может применяться и для объемного цеолита.

Поскольку объем цеолита в установке 3 ограничен, то резервуар адсорбции в установке 3, в котором находится цеолит и через который пропускают масло, также имеет свою влагоемкость: это такое количество (г, m_ц) воды, которое способен поглотить и удерживать цеолит в установленном объеме резервуара.

Остаточным ресурсом цеолита является его суммарная наработка (выражается в %) от момента измерения установленных параметров и соответствующего расчета израсходованного ресурса цеолита до момента достижения предельного состояния цеолита.

Ресурс цеолита может определяться как объем или масса воды, которые цеолит может поглотить. Ресурс цеолита может быть выражен как доступный к поглощению объем или масса воды в абсолютных величинах (литры, миллилитры, килограммы, граммы или др.) или в относительных единицах (доля или %) от исходного (максимального возможного) ресурса цеолита. Далее, без ограничения объема настоящего изобретения, в описании под ресурсом цеолита подразумевается процентная величина.

Указанный ресурс цеолита предпочтительно определяется исключительно с учетом поглощаемой воды, т.е. ее массы или объема. Однако необходимо обращать внимание на то, что альтернативно ресурс цеолита может быть выражен как доступный к поглощению объем или масса воды, отнесенный к массе цеолита, в относительных единицах (доля или %). Не следует смешивать эти отличающиеся способы определения ресурса цеолита, особенно когда ресурс цеолита, определяемый с учетом только массы или объема воды, выражается в относительных единицах (доля или %).

Например, исходный или максимально возможный ресурс цеолита может быть определен по отношению к массе цеолита как 20%. Это означает, что цеолит может поглотить до 20% от своего веса. Этот же исходный ресурс цеолита, но выраженный без учета массы цеолита, составляет 100%, т.е. не использованный цеолит еще не поглотил нисколько воды и обладает полным ресурсом.

Далее, предположим, что по мере использования цеолита было израсходовано 30% ресурса цеолита без учета массы цеолита. Остаточный ресурс без учета массы цеолита в таком случае составляет 70% (т.е. из исходного ресурса 100% вычитается израсходованный ресурс 30%), а с учетом массы цеолита составит 14% (у изначального ресурса 20% израсходованы 6%).

Далее в настоящем описании применяется величина ресурса цеолита, выражаемая без учета массы цеолита. То есть, максимальный (исходный) ресурс составляет 100%.

Одной из основных задач при эксплуатации маслонаполненного трансформаторного оборудования, снабженных или подключаемых к установкам осушки или регенерации масел, является своевременная замена цеолита или резервуаров с цеолитом. Настоящее изобретение направлено на повышение точности оценки ресурса цеолита для обеспечения своевременной замены цеолита, что позволит повысить эффективность использования ресурса цеолита вплоть до его полного расходования, предотвратить процессы неэффективной работы систем сушки масла вплоть до предотвращения процессов десорбции воды, соответственно одновременно с этим предотвращая появление неудовлетворительного (аварийного) состояния масел по соответствующим показателям качества, которое может привести к отказу, например, электрооборудования. Дополнительно настоящее изобретение направлено на определение количества извлекаемой воды, что позволяет управлять качеством технологических процессов по сушке бумажной (целлюлозной) изоляции с помощью сухого масла. Также рассчитанное количество извлеченной (поглощённой цеолитом) воды для установленной массы цеолита может косвенно характеризовать израсходованный ресурс цеолита. Так, достижение количества извлеченной воды равного предельному значению, которое способен поглотить цеолит определенной массы (при установленном исходном остаточном влагосодержании), может указывать на необходимость замены цеолита в резервуарах адсорбции. В этому случае производится определение остаточной влагоемкости цеолита как разность между исходной адсорбционной емкостью по Н₂О цеолита установленной массы (с учетом уже поглощенной воды на дату определения) и количеством извлеченной воды из масла и/или изоляции трансформаторного оборудования за время работы системы осушения.

В другом варианте может оцениваться (определяться) остаточный ресурс цеолита, определяемый как отношение остаточной влагоемкости цеолита на дату ее определения к исходной адсорбционной емкости по Н2О цеолита установленной массы. Остаточный ресурс цеолита показывает суммарную наработку цеолита от момента контроля остаточной влагоемкости цеолита до момента достижения предельного состояния цеолита (т.е. состояния, когда цеолит не способен поглощать и удерживать влагу). Цеолит подлежит обязательной замене, когда его остаточный ресурс снижается до нуля.

В обоих вариантах определения ресурса цеолита в соответствии с настоящим изобретением требуется определение количества воды, поглощенной цеолитом при прохождении через него масла. Для этого может использоваться система определения ресурса цеолита в соответствии с настоящим изобретением. Система определения ресурса цеолита представлена на фигуре и содержит устройство измерения расхода ресурса цеолита и устройство определения расхода ресурса цеолита.

Устройство измерения расхода ресурса цеолита содержит датчик потока масла 6, датчики содержания воды в масле 7 и 8, устройство 9 передачи данных и индикатор (информационное табло) 10. Как показано на фигуре, датчик содержания воды в масле 8 установлен на трубе 5, по которой масло 2 подается из емкости 1 в резервуар 3. Датчик потока масла 6 и датчик содержания воды в масле 7 расположены на трубе 4, по которой масло 2 выводится из резервуара 3 в емкость 1.

Показанное на фигуре расположение датчиков является примерным и показано в целях объяснения изобретения. Датчик потока масла 6 может устанавливаться вместо трубы 4 на трубе 5. Кроме того, указанные датчики 6,7,8 могут размещаться не на трубах, подводящих или отводящих масло, а в установке 3 регенерации/осушения масла или в емкости 1 (на вводах и выводах, например) при условии выполнения ими функций, на них возложенных.

Датчик потока масла 6 также может называться датчиком скорости потока масла или датчиком скорости масла и предназначен для формирования показателя, соответствующего скорости потока масла, протекающего через цеолит в резервуаре 3. Поскольку датчик в соответствии с фигурой измеряет скорость потока масла в трубе 4, а масло из трубы 4 протекает после прохождения через цеолит, то получается, что он измеряет скорость потока масла, протекающего через цеолит. Датчик 6 не обязательно должен измерять скорость масла непосредственно в цеолите, но от него требуется определение скорости масла, протекающего через цеолит, например, в месте, отличающемся от места измерения, как это показано на фигуре. В то же время в некоторых вариантах датчик скорости потока масла может определять скорость масла непосредственно в цеолите. Измеряемая скорость потока масла может называться текущей, мгновенной, средней, как-либо по-другому или не иметь такой характеристики. Важно, что этот показатель – скорость потока масла – отражает динамические свойства потока масла (т.е. движение масла) за малый период времени (миллисекунды, секунды).

Датчик скорости потока масла может быть выполнен в виде расходомера (механического или электромагнитного), датчика механического лопастного, механического поршневого, теплового, ультразвукового или других датчиков, известных из уровня техники и обеспечивающих получение на выходе датчика показателя в виде электрического напряжения, тока или числа, соответствующего скорости потока масла, протекающего через цеолит. Датчик может быть аналоговым, выдающим показатель в виде аналогового электрического показателя (напряжения или тока), или цифровым, выдающим показатель в виде числа.

Датчики содержания воды в масле предназначены для формирования показателей, отражающих влагосодержание масла (т.е. содержание воды в масле) до и после протекания через цеолит. Датчики 7 и 8 установлены на трубах 4 и 5 соответственно, и поэтому датчик 8 измеряет содержание воды в масле до протекания через цеолит в резервуаре 3, а датчик 7 определяет содержание воды в масле после протекания через цеолит в резервуаре 3.

В качестве показателей, отражающих влагосодержание масла, то есть содержание воды в масле, могут использоваться абсолютное влагосодержание масла и/или массовая доля воды в масле. При наличии таких датчиков, содержание воды в масле может сразу определяться ими в форме абсолютного влагосодержания масла и/или массовой доли воды в масле. В других вариантах датчики содержания воды в масле в качестве исходных данных могут определять, например, относительное влагонасыщение и затем осуществлять пересчет этих данных в абсолютное влагосодержание масла и/или массовую долю воды в масле.

Изменение влагосодержания масла, которое требуется для реализации способа определения ресурса цеолита в соответствии с настоящим изобретением, могут определять как изменение абсолютного влагосодержания масла и/или массовой доли воды в масле. При этом указанное изменение может определяться по измеренным или определенным абсолютному влагосодержанию масла и/или массовой доли воды в масле, или же может определяться с использованием измеренных показателей относительного влагонасыщения с последующим пересчетом определяемых данных в изменение абсолютного влагосодержания масла и/или массовой доли воды в масле.

В другом варианте в качестве показателей, отражающих содержание воды в масле, могут использовать относительное влагонасыщение масла. На основании относительного влагонасыщения масла могут определять абсолютное влагосодержание масла и/или массовую долю воды в масле или изменение влагосодержания масла, которое может отражаться как в изменении относительного влагонасыщения масла, так и в изменении абсолютного влагосодержания масла и/или массовой доли воды в масле. Подобные пересчеты из показателей относительного влагонасыщения масла в показатели абсолютного влагосодержания масла и/или массовой доли воды в масле и наоборот могут производиться по известным из уровня техники математическим выражениям.

Датчик относительного влагонасыщения масла может быть выполнен в виде датчика емкостного типа, пробоотборника, обеспечивающего забор малых объемов масла, на основании которых осуществляется определение влагосодержания известными из уровня техники способами, или других датчиков, известных из уровня техники и обеспечивающих получение на выходе датчика показателя в виде электрического напряжения, тока или числа, соответствующего относительному влагонасыщению масла и/или абсолютному влагосодержанию масла и/или массовой доли воды в масле. Датчик может быть аналоговым, выдающим показатель в виде аналогового электрического показателя (напряжения или тока), или цифровым, выдающим показатель в виде числа.

В дополнение к измерению содержания воды в соответствии с настоящим изобретением могут измерять температуру масла и, далее, определять влагосодержание масла с учетом его температуры. Это повышает точность определения влагосодержания масла и, следовательно, точность определения ресурса цеолита по сравнению с теми вариантами, когда влагосодержание масла определяют без учета температуры масла или используя среднюю температуру или другую подходящую для реализации настоящего изобретения. Температура может измеряться дополнительными датчиками или некоторые датчики (например, емкостные датчики относительного влагосодержания) могут измерять температуру в дополнение к основным измеряемым показателям.

Как показано на фигуре, показания от датчиков 6,7,8 поступают в устройство 9 передачи данных. Устройство передачи данных может быть аналоговым, и тогда в него должны подаваться показания датчиков в виде аналоговых электрических величин (тока и/или напряжения). Устройство передачи данных может быть соединено с датчиками непосредственно или через элементы или модули, осуществляющие преобразование физической величины (тока, напряжения, других параметров и формы сигнала) в том или ином виде. Например, элементы могут быть сопротивлениями, емкостями, индуктивностями, полупроводниковыми и другими элементами. Модули могут быть различными схемами или микросхемами, осуществляющими преобразование указанной физической величины.

В предпочтительном варианте осуществления устройство передачи данных является цифровым, и для осуществления передачи данных ему необходимы цифровые показатели измерений датчиков 6,7,8. В том случае, если датчики 6,7,8 или часть из них являются цифровыми, что означает, что датчик скорости потока масла формирует цифровой показатель, соответствующий скорости потока масла, протекающего через цеолит, а датчики содержания воды в масле формируют цифровые показатели, соответствующие относительному влагонасыщению и/или абсолютного влагосодержания масла при установленной температуре до и после протекания через слой цеолит, то цифровые данные с них могут поступать напрямую в устройство 9 передачи данных.

В этом случае устройство передачи данных может быть соединено с датчиками непосредственно или через элементы или модули, осуществляющие преобразование физической величины (тока, напряжения, других параметров и формы сигнала) цифрового сигнала, отражающего цифровую величину, или цифровой величины (представленной в виде цифрового сигнала) цифровых показателей, сформированных датчиками. Например, элементы могут быть сопротивлениями, емкостями, индуктивностями, полупроводниковыми и другими элементами. Модули могут быть различными схемами или микросхемами, в том числе осуществляющими преобразование физической величины или цифровой величины цифрового показателя, сформированного датчиками.

В одном из предпочтительных вариантов датчик скорости потока масла может формировать аналоговый электрический показатель (ток и/или напряжение), соответствующий скорости потока масла, протекающего через цеолит, а датчики содержания воды в масле могут формировать аналоговые электрические показатели (ток и/или напряжение), соответствующие относительному влагонасыщению и/или абсолютному влагосодержанию масла при установленной температуре до и после протекания через цеолит.

В этом варианте устройство определения расхода ресурса цеолита дополнительно содержит аналого-цифровые преобразователи (АЦП), соединенные с датчиком скорости потока масла и датчиками содержания воды в масле, преобразующие аналоговые величины, соответствующих аналоговым электрическим показателям, сформированных датчиками, в цифровые показатели (то есть цифровые сигналы, отражающие цифровые показатели), а устройство передачи данных является цифровым и получает показатели датчика скорости потока и датчиков содержания воды в масле через АЦП.

В этом варианте АЦП могут быть соединены с датчиками непосредственно или через элементы и/или модули, преобразующих величины аналоговых электрических показателей, формируемых датчиками. Элементы могут быть сопротивлениями, емкостями, индуктивностями, полупроводниковыми и другими элементами. Модули могут быть различными схемами или микросхемами, в том числе осуществляющими преобразование величин аналоговых электрических показателей, формируемых датчиками.

Кроме того, в описанном варианте устройство передачи данных может быть соединено с АЦП непосредственно или через элементы или модули, осуществляющие преобразование физической величины (уровней тока и/или напряжения, соответствующих 0 или 1, других параметров и формы сигнала) или цифровой величины (представленной в виде цифрового сигнала, который представляет собой последовательность 0 и 1) цифровых показателей, сформированных АЦП. Элементы могут быть сопротивлениями, емкостями, индуктивностями, полупроводниковыми и другими элементами. Модули могут быть различными схемами или микросхемами, в том числе осуществляющими преобразование физической величины или цифровой величины цифрового показателя, сформированного АЦП.

АЦП преобразует аналоговую величину, соответствующей аналоговому напряжению или току, в цифровой сигнал. Аналоговая величина может представлять собой аналоговое напряжение и/или ток, сформированные датчиком непосредственно или измененные в соответствии с тем, с помощью каких модулей или элементов АЦП соединен с датчиком.

АЦП может быть выполнено в виде отдельной микросхемы и располагаться около датчика или вычислительного устройства или входить в состав микросхемы, включающей в себя вычислительное устройство. Цифровой сигнал, получаемый на выходе АЦП, обычно на физическом уровне представляет собой двоичный код, например, в виде дискретных уровней напряжения, которые обозначают 0 или 1. Поскольку АЦП представляют собой многоразрядные устройства, то двоичные коды всех разрядов АЦП совместно могут отображать цифровой сигнал, соответствующий оцифровываемому сигналу датчика, в большом диапазоне. Например, двенадцатиразрядное АЦП может отображать 4096 уровней, то есть, числа от 0 до 4095, которые соответствуют сигналу датчика с коэффициентом, зависящим от цепей, соединяющих датчик с АЦП, и характеристик самого АЦП. Разрядность АЦП может быть самой разной, например, от минимального одного разряда до двадцати четырех и более разрядов.

Устройство 9 передачи данных может содержать один или несколько передатчиков, например, проводных передатчиков, радиопередатчиков, передатчиков по оптическим волокнам и другие виды передатчиков, известных из уровня техники. Кроме того, устройство 9 передачи данных может содержать модули записи данных на переносные носители данных, такие как твердотельная память (например, флешки и карты памяти), оптические диски, магнитные диски и т.п. Таким образом, устройство передачи данных может передавать полученные данные на переносные носители данных, с помощью которых данные могут перенесены к устройствам приема данных и могут быть считаны в них.

Устройство 9 передачи данных может содержать приемные устройства, необходимые для координирования передачи данных и/или подтверждения получения данных. Устройство 9 передачи данных может содержать контроллер, процессор, логическую схему, микроконтроллер, микропроцессор, сигнальный процессор или другие цифровые устройства управления и/или обработки цифровых данных, известных из уровня техники, предназначенных для управления передачей данных и/или подготовки данных для передачи. Устройство 9 передачи данных также может содержать память, в том числе оперативную, постоянную, твердотельную или любую другую память, известную из уровня техники. Устройство 9 передачи данных также может содержать элементы ввода-вывода информации и другие элементы, присущие вычислительным устройствам. В частности, устройство передачи данных может содержать модем для передачи данных по любому известному из уровня техники формату передачи данных.

Данные измерений могут передаваться по любым известным из уровня техники каналам передачи данных, таких как радиосвязь, в т.ч. релейная, провода, кабели и проводные/кабельные линии передачи данных, волоконно-оптические линии передачи данных, спутниковая связь и т.п. Передача данных может происходить по выделенным или совместно используемым линиям связи, а также в сетях передачи данных, в т.ч. компьютерных. В частном случае данные могут передаваться по сети Интернет с использованием известных протоколов передачи данных, как открытых, так и закрытых. К передаваемым данным преимущественно применяется шифрование (кодирование), предназначенное для предотвращения потери данных и несанкционированного доступа третьих лиц.

Прием данных осуществляется с помощью устройства 15 приема данных, получающего показатели датчика потока, отражающих скорость потока масла, протекающего через цеолит, и датчиков содержания воды в масле, отражающих содержание воды в масле до и после протекания через цеолит.

Устройство 15 приема данных может содержать один или несколько приемников, например, проводных приемников, радиоприемников, приемников оптических сигналов, передаваемых по оптическим волокнам, и другие виды приемников известных из уровня техники. Среда, из которой принимаются сигналы, и форматы приема данных, должны соответствовать той среде и тем форматам, которые использует устройство 9 передачи данных. Кроме того, устройство 15 приема данных может содержать модули считывания данных с переносных носителей данных, таких как твердотельная память (например, флешки и карты памяти), оптические диски, магнитные диски и т.п. Таким образом, устройство 15 приема данных может получать данные с переносных носителей данных, с помощью которых данные могут быть переданы в устройство приема данных из устройства передачи данных.

Устройство 15 приема данных может содержать передающие устройства, необходимые для координирования приема/передачи данных и/или подтверждения получения данных. Устройство 15 приема данных может содержать контроллер, процессор, логическую схему, микроконтроллер, микропроцессор, сигнальный процессор или другие цифровые устройства управления и/или обработки цифровых данных, известных из уровня техники, предназначенных для управления приемом/передачей данных и/или обработки данных после приема. Устройство 15 приема данных также может содержать память, в том числе оперативную, постоянную, твердотельную или любую другую память, известную из уровня техники. Устройство 15 приема данных также может содержать элементы ввода-вывода информации и другие элементы, присущие вычислительным устройствам. В частности, устройство передачи данных может содержать модем для получения данных по любому известному из уровня техники формату передачи данных.

Устройство 15 приема данных может сохранять полученные данные в базе данных 14, которая может быть реализована в виде носителя информации (магнитные, оптические диски, твердотельная память), компьютера, сервера или рабочей станции. Устройство 12 определения расхода ресурса цеолита может получать данные измерений, сделанных устройством измерения расхода ресурса цеолита, из устройства 15 приема данных и/или базы данных 14. Устройство 15 приема данных и/или база данных 14 могут входить в состав устройства 12 определения расхода ресурса цеолита или быть отдельными от него. Устройство 12 определения расхода ресурса цеолита может быть снабжено индикатором, экраном или монитором 13, на котором могут отображаться получаемые и/или определяемые данные. Устройство 12 определения расхода ресурса цеолита может представлять собой аналоговое устройство, цифровое устройство, компьютер, сервер или рабочую станцию или комбинацию этих и других форм реализации устройств, известных из уровня техники.

Определение ресурса цеолита происходит в устройстве 12 определения расхода ресурса цеолита. Вычислительное устройство, входящее в состав устройства определения расхода ресурса цеолита, определяет ресурс цеолита путем осуществления вычислений с использованием показателей, измеряемых датчиками 6,7,8 и полученных из устройства 15 получения данных или базы данных 14. Как уже отмечалось, с помощью датчика скорости потока 6 измеряют скорость потока масла, протекающего через цеолит.

С помощью датчиков содержания воды в масле 7 и 8 измеряют содержание воды в масле до и после протекания через цеолит. Затем в вычислительном устройстве на основании показаний датчиков 7 и 8 определяют изменение влагосодержания масла (т.е. содержания воды в масле) в результате его протекания через цеолит.

Кроме того, в вычислительном устройстве на основании показаний датчика 6 определяют объем масла, прошедший через цеолит за заданный временной интервал, который преимущественно является большим – минута, час, сутки, неделя, месяц, год и т.п. В данном случае задают временной интервал, в течение которого необходимо определить объем извлеченной из масла воды и, соответственно, изменение (расход) ресурса цеолита, и который преимущественно больше того малого периода времени (миллисекунды, секунды), используемого для определения текущей скорости потока масла. Затем суммируют или интегрируют, например, с накоплением, все объемы масла, прошедшие через цеолит за короткие временные интервалы, составляющие заданный временной интервал, или используя математические выражения, в которые входит скорость потока масла, и получают объем масла, прошедший через цеолит за заданный временной интервал. Полученный показатель – объем масла – отражает объемный результат протекания масла за длительный период времени (сутки, недели, месяцы и т.п.).

Далее, в вычислительном устройстве на основании измеренных показаний содержания воды в масле (в предпочтительном варианте с использованием показаний датчика температуры), а также объема обработанного цеолитом (т.е. прошедшего через него) масла определяют массу воды, извлеченной цеолитом из определенного объема масла, прошедшего через цеолит за заданный временной интервал – если в дальнейшем определение ресурса цеолита основано на массе извлекаемой цеолитом воды. Для этого используют математические выражения, известные из уровня техники, в которые входят изменение содержания воды в масле и объем масла, из которого извлекли эту воду. Например, массу воды, извлеченной цеолитом из определенного объема масла, прошедшего через цеолит за заданный временной интервал, могут определять путем умножения определенного объема масла, прошедшего через цеолит, на определенное изменение влагосодержания масла в результате его прохождения через цеолит и на значение плотности масла.

Если же последующее определение ресурса цеолита основано на объеме извлекаемой цеолитом воды, то в вычислительном устройстве на основании измеренных показаний содержания воды в масле (в предпочтительном варианте с использованием показаний датчика температуры), а также объема обработанного цеолитом (т.е. прошедшего через него) масла могут определять объем воды, извлеченной цеолитом из определенного объема масла, прошедшего через цеолит за заданный временной интервал. Для этого используют математические выражения, известные из уровня техники, в которые входят изменение содержания воды в масле и объем масла, из которого извлекли эту воду. Например, объем воды, извлеченный цеолитом из определенного объема масла, прошедшего через цеолит за заданный временной интервал, могут определять путем деления определенной массы воды, извлеченной цеолитом из определенного объема масла, прошедшего через цеолит за заданный временной интервал, на плотность воды.

Далее описан частный пример, в котором датчики содержания воды в масле являются датчиками относительного влагонасыщения. С помощью датчиков относительного влагонасыщения масла 7 и 8 измеряют относительное влагонасыщение масла до и после протекания через цеолит. Затем в вычислительном устройстве на основании показаний датчиков 7 и 8 определяют абсолютное влагосодержание масла до и после протекания через цеолит, определяют изменение абсолютного влагосодержания масла в результате его протекания через цеолит. Кроме того, в вычислительном устройстве на основании показаний датчика 6 определяют объем масла, прошедший через цеолит за заданный временной интервал. Далее, в вычислительном устройстве на основании измеренных относительного влагонасыщения масла, а также объема обработанного цеолитом масла определяют массу воды, извлеченной цеолитом из определенного объема масла, прошедшего через цеолит за заданный временной интервал. В предпочтительном варианте все вычисления, описанные в этом абзаце, осуществляются с использованием показаний датчика температуры.

Изменение абсолютного влагосодержания масла в результате его прохождения через цеолит определяют как разность рассчитанного абсолютного влагосодержания масла на основе измеренных значений относительного влагонасыщения масла до и после протекания через цеолит. Для этого из значения абсолютного влагосодержания масла, определенного по датчику 8, вычитают значение абсолютного влагосодержания масла, определенного по датчику 7.

Объем масла, прошедший через цеолит за заданный временной интервал, определяют путем умножения измеренной скорости потока масла на длительность заданного временного интервала. Для этого показания датчика 6 умножают на заданный интервал времени, например, 1 минуту или другое.

Массу воды, извлеченной цеолитом из определенного объема масла, прошедшего через цеолит за заданный временной интервал, определяют путем умножения определенного объема масла, прошедшего через цеолит, на определенное изменение абсолютного влагосодержания масла в результате его прохождения через цеолит и на значение плотности масла.

Израсходованный ресурс цеолита за весь период мониторинга ресурса цеолита можно оценивать путем суммирования определенных расходов ресурса цеолита, определяемых в установленные моменты времени (за время между этими моментами). В этом случае суммирование (интегрирование) осуществляется начиная с момента запуска установки регенерации/осушки масла непрерывно или, в случае остановок, с суммированием к последним значениям, полученным до перерыва и сохраненным в памяти устройства.

Когда полученная величина израсходованного ресурса цеолита, выраженного, например, в поглощенном им количестве воды, достигнет такого количества воды, которое будет равно максимально возможному объему или массе воды, поглощаемым установленной массой цеолита (то есть, достигнет или превысит рабочий ресурс цеолита), то цеолит может считаться исчерпавшим свой ресурс и подлежащим замене в системах регенерации/сушки масла.

Определение количества воды, поглощенной цеолитом (или, иными словами, израсходованного ресурса), с использованием показателей содержания воды в масле до и после прохождения цеолита с учетом скорости протекания масла повышает точность оценки ресурса цеолита, как израсходованного, так и остаточного, по сравнению с уровнем техники, в котором расход ресурса цеолита без двух датчиков содержания воды в масле может определяться только лишь по времени эксплуатации цеолита и ожидаемой (предполагаемой) влагоемкости цеолита, не учитывающей качества масла и его структурно-группового состава, влияния влажности бумажной (целлюлозной) изоляции, влияния температуры масла и исходного состояния цеолита, а также разброс рассматриваемых характеристик от средних. Повышение точности происходит благодаря тому, что для расчета ресурса цеолита используются точные значения содержания воды в масле до и после цеолита, измеренные датчиками, введенными в устройство для этой цели, с учетом точного значения скорости протекания масла, измеряемого дополнительным датчиком. Учет температуры масла дополнительно повышает точность.

Полученная в результате величина будет соответствовать количеству влаги (ее массе), поглощенной цеолитом, которая будет более точно соответствовать израсходованному ресурсу цеолита. Когда эта сумма поглощенных количеств влаги (то есть израсходованного ресурса), превысит максимально возможное количество влаги, поглощаемое цеолитом установленной массы, цеолит может считаться израсходовавшим свой ресурс и его необходимо заменить.

Нововведение позволяет также определять остаточный ресурс цеолита. Когда остаточный ресурс цеолита станет равным нулю, цеолит считается исчерпавшим свой ресурс и подлежит замене. Для определения остаточного ресурса цеолита в одном из вариантов может рассчитываться отношение остаточной влагоемкости цеолита к исходной адсорбционной емкости по Н₂О цеолита для его установленной массы. В другом варианте остаточный ресурс цеолита может определяться путем вычитания из исходной адсорбционной емкости по Н₂О вычисленной величины израсходованного цеолитом ресурса. Исходная адсорбционная емкость по Н₂О цеолита определяется на основании паспортных данных к конкретной марке цеолита с учетом измеренного относительного влагосодержания (весовым способом в лабораторных условиях) или иным допустимым способом.

Поскольку установки регенерации и/или сушки масла могут использоваться непрерывно, а расход и скорость расхода ресурса цеолита обычно не меняются скачкообразно, полученные данные об израсходованном ресурсе и/или остаточном ресурсе цеолита можно использовать для определения оставшегося времени эксплуатации цеолита до его замены.

Полученные в вычислительном устройстве результаты вычислений израсходованного и/или остаточного ресурса цеолита и/или времени до его замены в тех или иных формах могут использоваться локально, на месте установки устройства определения ресурса цеолита. Например, эти данные могут выводиться на индикатор (информационное табло) 13, входящий в некоторых вариантах в устройство12. Эти данные также могут использоваться дистанционно, для чего результаты вычислений могут подаваться из вычислительного устройства в модуль передачи данных, который передает данные с использованием сотовой связи или любых других средств и протоколов связи в удаленный пункт сбора данных, где по переданным оценкам ресурсов цеолита могут дистанционно отслеживаться и оцениваться состояния цеолита. В этом случае исчерпание ресурса цеолита может быть определено по данным из устройства определения ресурса цеолита на месте или дистанционно и далее может быть принято решение о замене цеолита (или резервуара, вмещающего цеолит).

В одном из частных вариантов, приведенном только в качестве примера и без ограничения объема охраны, определяемого формулой изобретения, расчет остаточного ресурса резервуаров адсорбции (цеолита) и прогнозируемой даты замены в целом может осуществляться в несколько этапов. Используемые в примере показатели могут быть заменены на аналогичные, как указано ранее, без искажения общей последовательности. Пример содержит следующие этапы: 

1.1. Измерение скорости потока

Измерение осуществляется путем фиксации значений импульсов, пришедших с датчика потока масла в течение одной минуты. Датчик потока масла размещен на выходе из установки. В частности, эмпирически было установлено, что при прохождении одного литра трансформаторного масла датчик потока генерирует 104 импульса (N_imp/л). Соответственно на основании измеренного количества импульсов (N_imp/мин) за одну минуту производится расчет скорости потока трансформаторного масла (л/мин, υ_м), проходящего через резервуары адсорбции, по следующей формуле:

где:

N_imp/мин – количество импульсов, сгенерированных датчиком потока за одну минуту, имп/мин;

N_imp/л – количество импульсов, сгенерированным датчиком потока при прохождении одного литра масла. Эмпирически установленное постоянное значение – 104 имп/л.

1.2. Измерение значений относительного влагонасыщения и температуры масла. Расчет абсолютного влагосодержания. Расчет изменения абсолютного влагосодержания масла.

Осуществляют измерение значений относительного влагонасыщения (%, RS) и температуры масла (°С, Т). Измерения осуществляются тонкопленочными емкостными датчиками каждые 10 секунд на входе и на выходе установки осушения масла.

Микроконтроллер емкостных датчиков относительного влагонасыщения на основании имеющихся алгоритмов производит пересчет измеренных значений относительного влагонасыщения и температуры трансформаторного масла на величину абсолютного влагосодержания (г/т, W_м) обрабатываемого масла при соответствующей температуре на входе и на выходе установки осушения масла.

Далее производят расчет изменения абсолютного влагосодержания масла (г/т, ΔW_м). Расчет изменения абсолютного влагосодержания трансформаторного масла после его прохождения через систему резервуаров адсорбции, наполненных цеолитом марки NaA, производится с интервалом в 1 минуту по формуле:

где:

W_мвх – абсолютное влагосодержание трансформаторного масла на входе в модуль TRANSEC, г/т;

W_мвых – абсолютное влагосодержание трансформаторного масла на выходе из модуля TRANSEC, г/т;

1.3. Расчет количества извлеченной воды из минерального трансформаторного масла за одну минуту и за сутки.

 Производят расчет количества (массы) извлеченной воды (г, m_в) за одну минуту из установленного объема масла (изоляции электрооборудования), после его прохождения через систему резервуаров адсорбции, производится с интервалом в 1 минуту по формуле:

где:

V_м – объема обработанного масла (за интервал времени равный одной минуте: V_{м =} υ_м * t_мин, где t = 1 мин.), л;

0,001 – коэффициент пересчета объема (V_м) обработанного масла из л в м³;

∆W_м - изменение абсолютного влагосодержания масла после его прохождения через систему резервуаров адсорбции, наполненных цеолитом марки NaA, г/т;

0,860 - среднее значение плотности минерального трансформаторного масла, т/м³.

Далее осуществляют расчет количества (массы) извлеченной цеолитом воды из установленного объема масла (изоляции электрооборудования) за сутки (г, m_вc), производится в блоке сбора и архивации данных №3 с периодичностью в 1 час. Данный расчет производится по формуле:

где:

m_в – масса извлеченной воды из изоляции электрооборудования за одну минуту, г;

1440 – верхняя граница суммирования (количество минут в одних сутках);

i=1 – нижняя граница суммирования.

Затем архивируют сведения об извлеченной воде из изоляции электрооборудования.

Сведения о количестве извлеченной воды из изоляции электрооборудования поступают в три функциональных блока сбора и архивации данных системы определения ресурса цеолита:

Блок №1: сохраняет данные с периодичностью в одну минуту и хранит их на протяжении 1 часа. Данный блок является промежуточным и служит для оптимизации использования внутренней памяти программируемого логического контроллера, размещенного в установке измерения расхода ресурса цеолита. Блок предназначен для сбора и суммирования результатов расчета количества извлеченной воды из установленного объема трансформаторного масла (изоляции электрооборудования), после его прохождения через систему резервуаров адсорбции установки за последний час. Выходом блока является сумма количества извлеченной воды за каждую минуту на протяжении анализируемого часа. Информация на выходе данного блока – значения суммы накапливаемых данных обновляется один раз в минуту.

Блок №2: принимает данные с выхода блока №1, сохраняет с периодичностью в один час и хранит на протяжении 15 лет. Данный блок предназначен для суммирования и архивации результатов расчета количества извлеченной воды из установленного объема трансформаторного масла (изоляции электрооборудования), после его прохождения через систему резервуаров адсорбции установки за все время работы устройства. Данный блок хранит накапливаемые сведения с момента начала работы устройства (или его перепрограммирования). Информация на выходе данного блока – значения суммы накапливаемых данных обновляется один раз в час.

Блок №3: производит сбор вышеуказанных данных каждую минуту и далее обеспечивает их хранение в течение 24 часов. Данный блок предназначен для сбора и архивации результатов расчета количества извлеченной воды из установленного объема трансформаторного масла (изоляции электрооборудования), после его прохождения через систему резервуаров адсорбции установки за сутки. Информация на выходе данного блока – значения суммы накапливаемых данных обновляется один раз в час.

1.4. Расчет остаточной влагоемкости цеолита.

Расчет остаточной влагоемкости цеолита (г, WC_ц) происходит один раз в час на основе принятого опорного значения – исходной адсорбционной емкости по Н₂О (г, AC_ц) цеолита марки NaA, по формуле:

где:

Σm_вс - количество воды, извлеченной из изоляции электрооборудования за время (суммарное количество суток) работы устройства, г;

АС_ц - исходная адсорбционная емкость по Н₂О цеолита для установленной массы цеолита в резервуарах адсорбции установки, г;

m_вз – общее количество воды, извлеченной из изоляции электрооборудования на дату замены цеолита в резервуарах адсорбции, г.

Сведения о количестве извлеченной воды из масла на дату замены резервуаров адсорбции сохраняются в отдельной области энергонезависимой памяти программируемого логического контроллера, размещенного в установке.

1.5. Расчет остаточного ресурса цеолита.

Расчет остаточного ресурса цеолита (%, RRц) производится 1 раз в сутки по формуле:

где:

WC_ц - остаточная влагоемкость цеолита на дату расчета, г;

АС_ц - исходная адсорбционная емкость по Н₂О цеолита для установленной массы цеолита в резервуарах адсорбции установки, г.

1.6. Определение прогнозной даты замены резервуаров адсорбции

Прогнозная дата замены резервуаров адсорбции (ДАТА ЗАМЕНЫ) рассчитывается каждый час по формуле:

ДАТА ЗАМЕНЫ = ДАТА РАСЧЕТА + (WC_ц / m_вс),

где:

(WC_ц / m_вс) – расчетное количество дней до исчерпания влагоемкости резервуаров адсорбции для скорости потока на ДАТУ РАСЧЕТА, дней;

WC_ц - остаточная влагоемкость цеолита на ДАТУ РАСЧЕТА, г;

m_вс - количество воды, извлеченное цеолитом из изоляции электрооборудования за сутки на ДАТУ РАСЧЕТА, г.

Если получившая согласно расчетам ДАТА ЗАМЕНЫ отстоит от текущей даты более чем на 5 лет (1826 дней), то ДАТА ЗАМЕНЫ принимается равной ДАТЕ РАСЧЕТА + 1826 дней.

Если за последние сутки произойдет увеличение, либо уменьшение изменения абсолютного влагосодержания обрабатываемого масла в установке осушения масла, произойдет пересчет ожидаемой даты замены резервуаров адсорбции исходя из актуализированных данных на очередную дату расчета.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерительным системам и устройствам для определения расхода ресурса цеолита. Технический результат - повышение точности оценки израсходованного и/или остаточного ресурса цеолита, а также мониторинг количества извлекаемой воды. Результат достигается тем, что предложено устройство измерения расхода ресурса цеолита, включающее в себя датчик скорости потока масла, датчики содержания воды в масле, устанавливаемые по потоку масла до цеолита и после цеолита и устройство передачи данных, причем устройство передачи данных соединено с датчиками непосредственно или через элементы или модули, осуществляющие преобразование физической величины или цифровой величины цифрового сигнала или формы представления величины. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство измерения расхода ресурса цеолита, включающее в себя датчик потока масла, датчик содержания воды в масле, устанавливаемый по потоку масла до цеолита, датчик содержания воды в масле, устанавливаемый по потоку масла после цеолита и устройство передачи данных,

причем датчик потока масла выполнен с возможностью формирования показателя, соответствующего скорости потока масла, протекающего через цеолит,

причем датчики содержания воды в масле выполнены с возможностью формирования показателей, соответствующих содержанию воды в масле до протекания через цеолит и после протекания через цеолит,

причем устройство передачи данных выполнено с возможностью получения показателей датчика потока и датчиков содержания воды в масле и их передачи в устройство обработки данных,

причем устройство передачи данных соединено с датчиками непосредственно или через элементы или модули, осуществляющие преобразование физической величины или цифровой величины цифрового сигнала или формы представления величины.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что датчик потока масла представляет собой расходомер или датчик механический лопастной или датчик механический поршневой или датчик тепловой или датчик ультразвуковой.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что датчик содержания воды в масле представляет собой датчик относительного влагонасыщения масла емкостного типа.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно включает в себя датчик температуры масла, а устройство передачи данных выполнено с возможностью получения показателей датчика температуры масла и их передачи в устройство обработки данных.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что датчик потока масла выполнен с возможностью формирования аналогового электрического показателя, соответствующего скорости потока масла, протекающего через цеолит;

причем датчики содержания воды в масле выполнены с возможностью формирования аналоговых электрических показателей, соответствующих содержанию воды в масле до протекания через цеолит и после протекания через цеолит;

причем устройство определения расхода ресурса цеолита дополнительно содержит аналого-цифровые преобразователи, соединенные с датчиком потока масла и датчиками содержания воды в масле с возможностью преобразования аналоговых величин, соответствующих аналоговым электрическим показателям, сформированных датчиками, в цифровые показатели;

причем устройство передачи данных является цифровым и выполнено с возможностью получения показателей датчика потока и датчиков содержания воды в масле через аналого-цифровые преобразователи в виде цифровых показателей и передачи их в виде цифровых сигналов.

6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что аналого-цифровые преобразователи соединены с датчиками непосредственно или через элементы и/или модули, выполненные с возможностью преобразование величины аналоговых электрических показателей, формируемых датчиками.

7. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что устройство передачи данных соединено с аналого-цифровыми преобразователями непосредственно или через элементы или модули, осуществляющие преобразование физической величины или цифровой величины цифровых показателей, сформированных аналого-цифровыми преобразователями.

8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что датчик потока масла выполнен с возможностью формирования цифрового показателя, соответствующего скорости потока масла, протекающего через цеолит;

причем датчики содержания воды в масле выполнены с возможностью формирования цифровых показателей, соответствующих содержанию воды в масле до протекания через цеолит и после протекания через цеолит;

причем устройство передачи данных является цифровым и выполнено с возможностью получения цифровых показателей датчика потока и датчиков содержания воды в масле и передачи их в виде цифровых сигналов.

9. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что устройство передачи данных соединено с датчиками непосредственно или через элементы или модули, осуществляющие преобразование физической величины или цифровой величины цифровых показателей, сформированных датчиками.

10. Устройство определения расхода ресурса цеолита, включающее в себя вычислительное устройство, выполненное с возможностью получения показателей датчика потока, отражающих скорость потока масла, протекающего через цеолит, и датчиков содержания воды в масле, отражающих содержание воды в масле до и после протекания через цеолит, и определения расхода ресурса цеолита путем определения изменения влагосодержания масла в результате его прохождения через цеолит; определения объема масла, прошедшего через цеолит за заданный временной интервал; определения массы воды, извлеченной цеолитом из определенного объема масла, прошедшего через цеолит за заданный временной интервал, причем массу воды, извлеченной цеолитом из определенного объема масла, прошедшего через цеолит за заданный временной интервал, определяют путем умножения определенного объема масла, прошедшего через цеолит, на определенное изменение влагосодержания масла в результате его прохождения через цеолит и на значение плотности масла.

11. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что в качестве показателей, отражающих содержание воды в масле, используют абсолютное влагосодержание масла и/или массовую долю воды в масле.

12. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что изменение влагосодержания масла определяют как изменение абсолютного влагосодержания масла и/или массовой доли воды в масле.

13. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что в качестве показателей, отражающих содержание воды в масле, используют относительное влагонасыщение.

14. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что изменение влагосодержания масла определяют на основании показателей относительного влагонасыщения.

15. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что дополнительно получают данные о температуре масла и определяют влагосодержание масла с учетом его температуры.

16. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что изменение влагосодержания масла в результате его прохождения через цеолит определяют как разность измеренного и/или определенного влагосодержания масла до и после прохождения через цеолит.

17. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что объем масла, прошедший через цеолит за заданный временной интервал, определяют путем умножения измеренной скорости потока масла на длительность заданного временного интервала.

18. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что объем воды, извлеченный цеолитом из определенного объема масла, прошедшего через цеолит за заданный временной интервал, определяют путем деления определенной массы воды, извлеченной цеолитом из определенного объема масла, прошедшего через цеолит за заданный временной интервал, на плотность воды.

19. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что содержит устройство приема данных, выполненное с возможностью получения показателей датчика потока, отражающих скорость потока масла, протекающего через цеолит, и датчиков содержания воды в масле, отражающих содержание воды в масле до и после протекания через цеолит.

20. Система определения ресурса цеолита, включающая в себя устройство измерения расхода ресурса цеолита по любому из пп. 1-9 и устройство определения расхода ресурса цеолита по любому из пп. 10-19.