Термоакустический способ измерения влагосодержания мазута и устройство для его осуществления Советский патент 1980 года по МПК G01N25/18 G01N25/56 

. ные способ и устройство имеют недостатки: сложность конструкции ввиду налкчая водяного охладителя, сложность и йенадежность фотометрического регистратора капель, чувствительному к малейшим загрязнением к -измененшо освещенности, а также большая длительность цикла ана-i лиза, поскольку нагреванию подвергают всю отобранную пробу (т.е. выпаривание осуществляют через: слой мазута, что резко замедляет процесс).

Цель изобретения - упрощение к 1струкции путем исключения водяного холодильника, фотометрического датчика и уменьшение длительности цикла измерения за счет интенсификации выпаривания.

Сущность изобретения заключается в том, что- из циклически отобранной пробы при температуре 7О-9О С влагу вьтаривают при температуре 12О-13О С но пробу предварительно отстаивают, после чего мазут сливают, а выпаривани подвергают осевшие на дно росуда в виде осадка частицы воды и при этом измеряют акустический шум, создаваемый вскйп ,ющими частицами, по интенсивности крторого судят о количестве воды в мазуте.

Выпаривание в данном случае происходит весьма интенсивно (этойу не препятствует слой мазута), причем возникает значительное акустическое излучение при испарении (поскольку осевшие на дне частицы воды покрыты пленкой мазута) ь ви де последовательности микровзрьтов, что характеризует количество частиц воды на дне сосуда.

Для осуществления способа 6 Устройстве, содеркащем сосуд для пробы, нагi реватель и Датчик с измерительной схемой, цодключеннсй к регистратору, сосуд соединен с трубопроводом, по которому течет мазут, гибким шлангом, и располо, жен на механизме вертикально иклического перемещения, а в качестве датчика влагосодержаний введен приемник акустич| ческих колебаний, размещенньй на неко . тором расстоянии от дна сосуда и соеДЦ ненный с указанной измерительной схемой.

Пример вьгаолнения способа.

В цилиндрический сосуд с плоским дном наливают при температуре 9О С 10О мл, мазута с ксяэдентра ией воды 0,5% обьемньгх, отстаивают в течение 5 мин (за это время при почта минимальной вязкости мазута практически вся влага в виде частиц водь; успевает осесть на дне). Далее мазут елквают, включают электронагреватель, размещенный под дном сосуда, и измеряют интенсивность акустического шума, возникающего при выпаривании влаги со дна (динамическим микрофсмом).

Средняя амплитуда выходного, сигнала составляет 3-5 мВ время полного испарения не более 5 мин.

При ксицентрации воды в пробе 1,0% объемных и неизменных остальных условиях средняя амплитуда выходного сигнагла акустического приемника составила 6-8 мВ. При ксжцентрации воды 1,5% объемных, и также при неизменных прочих условиях, средняя амплитуда акустического шума составила iO-12 мВ.

Таким образом, амплитуда выходного сигнала акустического преобразователя пропорциональна концентрации воды в мазуте.

Предлагаемый способ позволяет обнаруживать весьма малые концентрации - порядка 0,05% объемных (одна капля воды на ЮО мл мазута), хотя спектр акустического сигнала при этом представлен последовательностью одиночньк импульсов небольшой скважности.

На чертеже представлено устройство для реализации способа: на фиг.1 - сосуд б пробой мазута, в нижнем крайнем положенин;, на фиг. 2 - то же в верхнем крайнем положении.

Устройство содержит сосуд 1 для пробы с отверстиями 2 для выхода водяного пара. На тсагкой крышке его расположен приемник акустических колебаний (например, динамический микррфон). 3, подкшоченный на вход интегрирующего усилителя 4, а усилитель - к регистратору 5. Под дном сосуда вмсмтирован электр жа1 реватель 6, для питания которого служит источник напряжения 7. Сосуд 1 сообщается Гибким шлангом 8 с потоком мазута 9 и размерен на механизме вертикально-циклического перемещения 10 выполненного, например,в видеэксцентрика, соединенного с валом эяектродвигатедй,

JPadoraeT устройство так: при нахождении сосуда 1 в нижнем крайнем положении (фиг.1), что осуществляется циклически за счет непрерывной работы механизма вертикального перемещения в него через шланг 8 .поступает анализируемая проба мазута из трубопровода 9 и в течение некоторого времени (в данно конкретном случае - 5 мин), которое определяется ссютветствующим профилем эксцентрика, остается в этом положений (мазут отстаивается). К ксмцу мл. нутного отстаивания частицы влаги из пробы оседают на дне в виде капель воды (глобул). Нагреватель в это время вьгключен, испарения воды со дна сосуда не происходит, акустического шума нет, с приемника 3 на входусилителя 4 сигнал не подается. При дальнейшем вращена эксцентрика Ю сосуд 1 медленно {для того, чтобы не захватить со дна осевшие там.частицы воды) поднимается до верхн го крайнего положения (фиг,2), в результате чего мазут сливается обратно в тру бопровод 9, а на дне сосуда остается только слой капель воды, покрытьк пленкой мазута. В этом положении автоматически электронагреватель 6 подключается к источнику питания 7 и частицы воды со даса сосуда начинают испаряться. Процесс испарения осуществляется быстро, причем сопровождается сильным шумом, производимым взрывающимися частицами воды (поскольку они покрыты пленкой . мазута). Шум воспринимается акустическим приемником 3, обрабатьшается интег рирующим усилителем 4 и вьюодится на регистратор 5. Показания регистратора пропорцией альны влагосодержанию мазута Цикл работы механизма перемещения 10 Выбран таким, чтобы сосуд в верхнем крайнем положении находился в течение времени, достаточном для полного испаре ния воды из пробы, что осуществляется соответствующим профилем эксцентрика :( в данной ксжструкции не более 5 мин). Поэтому длительность цикла анализа сое:тавляет 1О мин. В принцшхе длительность можно сократить за счет увеличения во:верхности испарения (т.е. площади дна сосуда). Положительный эффект достигается за счет упрощения устройства (исключены

779869 вод5шой холодильник-конденсатор и малонадежный фотометрический датчик с источником света), акустический датчик надежнее и проще, сокращена длительность цикла измерения, упрощены отбор и возвращение пробы в поток. Фо рмула изобретения 1. Термоакустнческий способ измере/1ия влагосодержания мазута, заключающийся в циклическом отборе пробы при температуре 70-9О°С и выпаривание из нее,влаги при температуре 120-13О С, ртличающийся тем, что, с (хелью упрощения и сокращения времени -. измерения, пробу предварительно отстаивают, после чего сливают мазут, а выпавшие в осадок частицы воды подвергают .выпариванию, одновременно измеряя акустический шум, создаваемьй вскипающими частицами и по интенсивности шума судят о количестве воды в мазуте. - 2. Устройство для осуществления спо соба по n.i, содержащее сосуд для пробы мазута, .нагреватель, датчик и измерительЬую схему, подключенную к регистратору отличающееся тем, что сосуд присоединен к трубопроводу с исследуемь.1М мазутом гибким шлангом и расположен на механизме вертикально-циклического перемещения, а в верхней части сосуда размещен приемник акустических колебаний, соединенный с измерительной рхемой. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Нефтепродукты. Количественное опредёлеяие содержания воды , ГОСТ 2477-44; . . 2.Авторское свидетельство СССР MO 18О399,-асл/ Q О1 N 33/22, 1964. (прототип).

779869

п

t tJ

10