Категории: ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника |
АНАЛИЗАТОРЫ СОДЕРЖАНИЯ ВОДЫ В НЕФТИ
Для установления количества воды, содержащейся в водонефтяной эмульсии, применяют диэлькометрические и спектрофотометрические влагомеры. Принцип действия диэлькометрических влагомеров основан на использовании значительной разницы диэлектрической проницаемости нефти (около 2,5) и воды (80), что позволяет создать прибор с высокой чувствительностью. В таком влагомере измеряется емкость конденсатора, образованного двумя электродами, опущенными в анализируемую водонефтяную эмульсию. Известно, что емкость конденсатора где S—поверхность обкладок конденсатора; ε—диэлектрическая проницаемость среды между обкладками; d—расстояние между обкладками. Если принять, что S—площадь электродов (обкладок конденсатора), опущенных в анализируемую эмульсию, d—расстояние между ними неизменны, то емкость конденсатора С будет зависеть от изме нения ε, т. е. от изменения количества воды, содержащейся в нефти. Исследования, проведенные рядом ученых, показали, что диэлектрическая проницаемость нефти зависит от ее физико-химического состава (т. е. различна для разных нефтей), температуры, количества растворенного в ней газа. Поэтому однозначная зависимость емкости конденсатора, являющегося датчиком прибора, от количества воды в нефти может быть получена только при компенсации влияния указанных факторов. Схема емкостного ;датчика влагомеров типа УВН для непрерывного измерения объемного содержания воды в потоке нефти, питаемых от сети переменного тока напряжением 220 В, приведена на рис. 9.8. Корпус 4 внутри покрывается эпоксидной смолой или бакелитовым лаком для защиты его от коррозии и отложений парафина. На фланце 5 монтируется внутренний электрод, длину которого можно регулировать вращением штока 1. К стальному: патрубку 6, укрепленному на фланце 5, с помощью кольца 7 крепится стеклянная труба 3. Внутри трубы на длине 200 мм распылением наносится слой серебра, который является внутренним электродом 2 датчика. Вращая штурвалом шток 1, можно перемещать в электроде 2 металлический цилиндр 8, контактирующий с серебряным покрытием, настраивая таким образом влагомер на измерение содержания воды в нефтях различных сортов. В качестве внешнего электрода используется корпус 4 датчика. Установка датчика в вертикальном положении обеспечивает однородность потока. Для компенсации влияния температуры предусмотрен электрический термометр 9 с мостом температурной компенсации. Диэлектрическую постоянную нефтеводяной смеси определяют по формуле Винера где εв и εн—диэлектрические постоянные воды и нефти; Vв— объемное содержание воды в нефти. Расход прошедшей через датчик чистой нефти находят по формуле где q — мгновенный расход смеси. Такие влагомеры рассчитаны на пределы измерения влажности 0—60% (УВН-1) и 0—3% (УВН-2). Инфракрасный спектрофотометрический анализатор содержания воды в нефти «Фотон-П», принцип действия которого основан на зависимости поглощения электромагнитных волн от концентрации исследуемого вещества и толщины образца, состоит из измерительного преобразователя с узлом подготовки пробы, блока управления и вторичного прибора. Принципиальная схема измерительного преобразователя показана на рис. 9.9. В нем осуществляется измерение отношения интенсивности рассеянного излучения и интенсивности излучения в прямом пучке, прошедшем через кювету с исследуемой пробой. Луч света от источника 3 с помощью линзы 4 параллельным пучком направляется на светоделитель 6, который делит пучок на две части: одна часть направляется в рабочий канал в кювету 13, другая — в сравнительный на зеркало 5. Работа в режиме сравнения позволяет исключить влияние на точность измерения нестабильности характеристик фотосопротивлений 22 и 30, электронных ламп усилителей 17 и 31 и изменения интенсивности света источника излучения. Обтюратор 7, вращаемый синхронным двигателем, поочередно пропускает поток излучения в один из каналов. Число секторов обтюратора и скорость его вращения подобраны так, что частота пропускания излучения равна частоте питающего напряжения. Излучение в рабочем канале проходит по двум оптическим каналам: каналу прямого излучения и каналу рассеянного излучения (измерительному). В канале прямого излучения луч после светоделителя 6 направляется в кювету 13 через обтюратор 7 и оптический клин 8. В кювете часть излучения поглощается, часть рассеивается, часть проходит через кювету и с помощью зеркала 21 направляется на фотосопротивление 22. На это же фотосопротивление из сравнительного канала от светоделителя 18 с помощью линзы 20 подается опорное излучение. Фотосопротивление 22 включено в цепь фазочувствительного усилителя 17. К выходу усилителя подключен реверсивный двигатель 9, ось которого связана с оптическим клином 8. Канал сравнительного излучения 'предназначен для поддержания постоянной интенсивности прямого излучения. При равенстве обоих потоков излучения на выходе усилителя переменное напряжение отсутствует, электродвигатель не вращается и клин неподвижен. С изменением интенсивности излучения прямого пучка на выходе усилителя появляется пульсирующее напряжение соответствующей фазы и реверсивный двигатель передвинет клин в соответствующем направлении. При этом восстановится прежнее значение интенсивности прямого излучения. Ход лучей в измерительном канале следующий: рассеянное в кювете излучение собирается оптическим конденсатором 16 и с помощью линзы 24 направляется через оптический клин 27 на фотосопротивление 30. На это же сопротивление от зеркала 29 с помощью линзы 25 подается опорное излучение в противофазе с рабочим. Фотосопротивление 30 включено в цепь фазочувстрительного усилителя 31. К выходу усилителя подключен реверсивный двигатель 28, ось которого связана с оптическим клином 27. С осью последнего связана также ось преобразователя перемещений. Измерительный канал работает аналогично каналу прямого излучения. При равенстве обоих потоков оптически клин и преобразователь неподвижны. Если в измерительной пробе нефти содержится вода, то появится рассеянное излучение, интенсивность которого тем больше, чем больше содержание воды в нефти. Реверсивный двигатель, перемещая оптический клин, восстановит прежнее значение освещенности фотосопротивления. При этом повернется также и ось преобразователя, с выхода которого пропорциональный перемещению сигнал поступит во вторичный прибор. В схему измерительного преобразователя входит фотореле 1 коррекции фазы, управляемое фотоэлементом 10. Поток излучения на фотоэлемент направляется из сравнительного канала от светоделителя 11. Фотореле предназначено для согласования фаз коммутации потоков излучения и питающего напряжения двигателей 9 и 28. Измерительный преобразователь конструктивно выполнен совместно с узлом подготовки пробы и имеет взрывозащищенное исполнение при использовании взрывоопасных смесей. Внутри корпуса измерительного преобразователя монтируется узел оптических измерений, а узел подготовки пробы крепится сверху корпуса на плите. Вторичным прибором анализатора «Фотон-П» является прибор 26 с ферродинамическим компенсатором, самопишущий, регулирующий типа ВФС. Измерительный сигнал 1—0—1 В подается на вход прибора с преобразователя типа ПФ-2 измерительного преобразователя. Выходной структурный преобразователь типа ПС предназначен для подачи унифицированного сигнала частотой 4—8 кГц. Прибор имеет два диапазона измерения влажности: 0—5 и 0—1%. Основная погрешность составляет ±6% от предела измерения. Длительность цикла измерения 5, 30 и 60 мин.
|
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-08-28 lectmania.ru. Все права принадлежат авторам данных материалов. В случае нарушения авторского права напишите нам сюда... |