Способ измерения влажности нефти и нефтепродуктов Советский патент 1986 года по МПК G01N27/22 

СП СП

м

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения влажности нефтк и нефтепродуктов.

Цель изобретения - повьтшние. точности измерения.

Основой для измерения влажи:ости жидких сред емкостными датчиками является зависимость диэлектрической проницаемости эмульсии от влажности W и диэлектрической проницаемости нефтепродукта Е выражающаяся формулой

3W

Нк (1

(1)

),

T-w

или, для случая малых влажностей эм еи (+3W).(2)

Указанная форма записи справедлива для случая при сферической форме капель воды, размеры которых много меньше, чем расстояние между электродами.

Так как 2 , а диэлектрлческая проницаемость воды 80j и, кроме того, капли воды в эмульсии действительно имеют сфврическу ю форму и их размеры малы, то форму.пы () и (2) очень точно описывают диэлектрическую проницаемость эмульсии при влажности топлива W до 0,13.

Если в емкостный датчик ввести дополнитейьно систему из N диэлектрических цилиндров с высокой диэлектрической проницаемость о, оси которьпс расположены нормально электрическому полю, то диэлектрическая проницаемость такой эмульсии ,„ будет определяться следующим образом.

3(W н- -|- W )

(3)

1 +

.Y

или

,„-ен i + 3 (W + -I- W)

(4)

где

N. V

- V-V,. объем введенного диэлектрического цилиндра;

N количество введенньпс цилиндров;

У объем датчика.

Формулы (3) и (4) получены путем решения электродинамической задачи для диэлектриков в предположении, что W 1.

Совместное решение уравнений (2) и (3) относительно W дает для диапазона бц от 2 до 4 следующее выражение

2 W

(5)

W

1 (-р -р 1 - с-эм -эч

Так как предметом непосредственного измерения является емкость датчика, то способ включает следующие операЦии.

Емкостный датчик заполняет эмульсией с fдм и производят измерение емкости GX, с последующим определением

f - Cv.lC..6)

Сэм п

где С о - емкость незаполненного жидкостью конденсатора;

п суммарная паразитная емкость обусловленная краевыми эффектами и емкостью незазенпенной пластины относительно земли,

Вводят в емкостный датчик N диэлектрических цилиндров с диэлектрической проницаемостью, превышающей максимальное значение диэлектрической проницаемости исследуемой жидкости. Длина цилиндров выбирается равной длине конденсатора. Диаметр цилиндров (d) не должен превышать 5 где b - межэлектродное расстояние. Оптимальное значение N определяется соотношением

N (0,03-0,08) -|i ,

(7)

Ц

где объем емкостного датчика;

Vjj - объем введенного цилиндра. Расположив продольные оси цилиндров нормально к линиям электрического поля датчика, можно считать; что с точностью до погрешности CQ и Си не изменяются. Тогда диэлектрическая проницаемость датчика с цилиндрами ,,,

с- Скг - Сц

(8) - 9м - р J

где Cj, - емкость датчика с цилиндраJ Oi,

Из выражений (6,8) и (1,3) получаем значение влажности топлива

и (С1ГС ч ) 1

(9) З ( с;, ) 3

Пример. Проводят определение влажности следующих нефтепродуктов: 3 12 трансформаторного масла, авиационного масла гидравлического АМГ-10, масел компрессорных МК-22, МК-8П, судовых моторных масел С-405, , диэлектрические проницаемости которых находятся в пределах 2,05-2,54. Для опробования метода создают циркуляционную систему, включающую расходный бак, насос, соединительные дюралевые трубопроводы и два включенных последовательно диэлектрических датчика, между плоскими электродами одного из которых установлены капиллягй)1 с водой. 90 капилляров (полихлорвиниловые трубки внешним диаметром 1 мм и толщиной стенки О, мм) распределяют равномерно в пространстве между электродами в три ряда в шахматном порядке. Перед началом измере Тчий производится тарировка датчиков. Для этого в расходный бак запивается определенный объем (V 0,8л) обезвоженного нефтепродукта (из числа пе речисленных выше), нулевая влажность которого была подтверждена методами химического анализа. Затем в нефтепродукт добавляют небольшое (не более 10%) известное количество воды У„. После перемешивания прогонкой в течение 5 мин и создания устойчивой эмульсии мостом переменного тока, имеющим разрешающую способность 10 пФ, поочередно измеряют емкости обоих датчиков. Фактическая влажность Wm рассчитывается по формуле „ „Ve f X + Ve Результаты измерений обрабатываются и сравниваются с фактической влаж1ностью. Установлено, что абсолютная ошибка обусловленная измерением, не превьшает О,1% влажности (например, W(p 0,05, W, 0,049), а относительная погрешность - не более 3%. Формула изобретения Способ измерения влажности нефти и нефтепродуктов емкостным датчиком, заключакнцийся в измерении диэлектрической проницаемости исследуемой среды, измерении диэлектрической проницаемости среды с измененной посредствой (зиологического воздействия диэлектрической проницаемостью и определении влажност : по результатам измерений, отличающийся тем,что, с целью повышения точности измерения, изменение диэлектрической проницаемости производят путем введения в емкостный датчик N диэлектрических цилиндров с диэлектрической проницаемостью, превышакнцей максимальное значение диэлектрической проницаемости исследуемой жидкости, и дайной, равной длине конденсатора, и диаметром, не превышающим .Olb, где Ь - межэлектродное расстояние, а число N выбирают из условия (0,03 - 0,08) де Va. - объем емкостного датшка; V - объем введе11ного цилиндра, ричем продольные оси цилиндров расолагают нормально к линиям электриеского поля датчика.

Изобретение относится к области измерительной техники. Целью изобретения является повышение точности измерений. Заполняют емкостньм датчик Р исследуемой эмульсией и измеряют диэлектрическую проницаемость. Параллельно пластинам D помещают N цилиндров, причем N