УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ СЕРЫ В ПОТОКЕ НЕФТЕПРОДУКТОВ Советский патент 1969 года по МПК G01N15/00 

Изобретение относится к автоматическим анализаторам состава жидкостей, в основе действия которых лежит нроцесс взаимодействия радиоактивных излучений с апализируемым веществом, и предназначено для анализа нефтепродуктов с изменяемым С/Н (отношение весовых концентрапий углерода и водорода).

Известны приборы для определения концентрации серы в потоке нефтепродуктов, измерительный канал которых состоит из источника мягкого гамма-излучения, например Fe, проточной кюветы с анализируемой жидкостью и детектора излучения.

Так как степень ослабления мягкого гаммаизлучения зависит не только от содержания серы, а также от плотности жидкости и С/Н, то известные приборы содержат либо поплавковые устройства коррекции, либо устройства, дополнительно учитывающие степень ослабления слоем нефтепродукта и пучка бета-частиц.

Известные приборы не позволяют автоматически и непрерывно определять концентрацию серы независимо от изменений как плотности жидкости, так и соотношения С/Н.

Предлагаемое устройство реализует способ непрерывного определения концентрации серы в потоке нефтепродуктов, который заключается в том, что, помимо измерения степени ослабления нефтепродуктами пучка мягкого гаммаизлучения (например, характеристического рентгеновского излучения изотопа Fe-, или характеристического и тормозного рентгеновского излучения тритий-циркониевой или тритий-титановой мишени), одновременно дополнительно измеряются степень ослабления и степень отражения анализируемой средой бета-излучения (например, изотопа ), и по результатам этих измерений определяют концентрацию серы в анализируемом нефтепродукте.

Устройство отличается тем, что оно снабл ено вторым источником бета-излучения, третьей проточной кюветой, вторым детектором бетаизлучения и дополнительным сравнительным каналом, состоящим из источника бета-излучения, источника мягкого гамма-излучения и одного детектора.

В качестве детекторов излучения применены

ионизационные камеры с общим центральным электродом, а на пути бета-излучений размещены подвижные механические заслонки.

Принциипальная схема предлагаемого устройства представлена на чертеже.

Основу устройства составляет измерительный блок /, включающий три канала: канал, в котором измеряется степень ослабления слоем нефтепродукта мягкого гамма-излучения, канал, в котором измеряется степень ослабления слоем нефтепродукта бета-излучения, канал, в котором измеряется степень отражения нефтепродуктом бета-излучения.

Канал ослабления мягкого гамма-излучения содержит источник 2 мягкого гамма-излучения, проточную кювету 5 и ионизационную камеру 4.

Канал отражения бета-излучения содержит источник 5 бета-излучения, механическую подстроечную заслонку 6, проточную кювету 7, расположенную под углом к пучку бета-излучения, и ионизационную камеру 5.

Канал ослабления бета-излучения содержит источник 9 бета-излучения, механическую подстроечную заслонку 10, проточную кювету 11 и ионизационную камеру 12.

Анализируемый нефтепродукт непрерывно протекает через проточные кюветы прибора. Мерой интенсивности излучения в каждом из каналов является ионизационный ток камер. Необходимое соотношение между толщиной слоев нефтепродукта, просвечиваемых бета- и гамма-излучениями, достигается выбором толщины проточных кювет. Механическими подстроечными заслонками устанавливают необходимое соотношение между начальными интенсивностями потоков бета-частиц (при фиксированной интенсивности потока мягкого гамма-излучения).

Алгебраическое суммирование ионизационных токов достигается соответствующим выбором полярности электродов камер: внещние электроды ионизационных камер каналов ослабления мягкого гамма-излучения и отражения бета-излучения имеют одинаковую полярность, а внешний электрод камеры канала ослабления бета-излучения имеет противоположную им полярность. Центральные электроды всех трех камер подключены к общему выводу.

Изменение суммарного ионизационного тока камер пропорционально изменению концентрации серы. Коэффициент пропорциональности между изменениями суммарного ионизационного тока камер и изменения концентрации серы определяют при калибровке прибора по эталонным смесям.

Для устранения смещений нулевой точки прибора, вызванных неодинаковостью периодов полураспада источников мягкого гаммаизлучения и бета-излучения, в предлагаемый нами прибор введен четвертый, сравнительный канал 13, содержащий два радиоактивных источника: источник 14 бета-излучения и источник 15 мягкого гамма-излучения, две подстроечные механические заслонки 16 и 17 и ионизационную камеру 18. Типы источников те , что и в измерительных каналах. Ионизационная камера сравнительного канала имеет ту же полярность, что и ионизационная камера канала, в котором измеряется ослабление бета-излучения. С помощью механических заслонок потоки излучений в этом канале регулируются так, чтобы поток гамма-излучения был равен потоку, соответствующему начальной точке шкалы в канале ослабления гамма-излучения, а поток бета-излучения - алгебраической сумме потоков, соответствующих начальной точке шкалы в каналах ослабления и отражения потоков бета-частиц. Ионизационный ток сравнительного канала постоянен и изменяется лишь при изменении активности излучателей вследствие их естественного распада.

В начальной точке шкалы суммарный ионизационный ток всех четырех камер равен нулю. Вследствие однотипности источников излучения в сравнительном и измерительных каналах смещения начальной точки шкалы со

временем не происходит.

Суммарный ионизационный ток камер, изменения которого пропорциональны изменениям концентрации серы, усиливается усилителем 19 и регистрируется вторичным указыБающим или записывающим прибором 20.

Предмет изобретения

1.Устройство для автоматического определения концентрации серы в потоке нефтепродуктов, содержащее источник гамма-излучения, источник бета-излучения, две проточные кюветы, два детектора излучений и усилительную схему, отличающееся тем, что, с целью

повышения точности и обеспечения непрерывности определения на фоне меняющихся плотности и углеводородосодержания исследуемой среды, оно снабжено вторым источником бетаизлучения, третьей проточной кюветой, вторым детектором бета-излучения и дополнительным сравнительным каналом, состоящим из источника бета-излучения, источника мягкого гамма-излучения и одного детектора.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве детекторов излучения применены ионизационные камеры с общим -центральным электродом, а на пути бета-излучений размещены подвижные механические заслонки.