Способ определения влажности диэлектрического вещества

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - обеспечение возможности измерения частотно недисперсных диэлектрических веществ (ДВ), движущихся в потоке. Данный способ определения влажности ДВ реализуется устройством, содержащим трубопровод 1 с исследуемым ДВ, резонаторы 2 и 3, автогенераторы 4 и 5, блок вычислений 6 и индикатор 7. Сущность данного способа состоит в том, что исследуемое ДВ (например, нефть или нефтепродукты) перемещается по трубопроводу 1, определяя собственные частоты F<SB POS="POST">1</SB> и F<SB POS="POST">2</SB> резонаторов 2 и 3, расположенных на измерительном участке трубопровода 1. Резонаторы 2 и 3 включены как частотозадающие эл-ты в схеме соответствующих автогенераторов 4 и 5. Частоты F<SB POS="POST">1</SB> и F<SB POS="POST">2</SB>, являющиеся функциями от диэлектрических проницаемостей воды и обезвоженного ДВ, а также от влажности ДВ, поступают на блок вычислений 6 для определения влажности. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„149753 1 А 1

< 1> 4 С 01 N 22/04

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4257542/24-09 (22) 05.06.87 (46) 30.07,89. Бюл. ¹ 28 (71) Институт проблем управления (72) A.Ñ.Ñîâëóêîâ (53) 621.317.39:533.275(088.8) (56) Теория и практика экспрессного контроля влажности твердых и жидких материалов. Под ред. Е.С.Кричевского. M. Энергия, 1980, с. 19, 20, 95,98.

Авторское свидетельство СССР № 247610, кл. G 01 N 27/22, 1969.

Данный способ определения влажности

ДВ реализуется устр-вом, содержащим трубопровод 1 с исследуемым ДВ, резонаторы 2 и 3, автогенераторы 4 и

5, блок вычислений 6 и индикатор 7.

Сущность данного способа состоит в том, что исследуемое ДВ (например, нефть или нефтопродукты) перемещается по трубопроводу 1, определяя собственные частоты f и f резонатоторов 2 и 3, расположенных на измерительном участке трубопровода

Резонаторы 2 н 3 включены как частотозадающие эл-ты в схеме соответствующих автогенераторов 4 и 5. Частоты

f u f., являющиеся функциями от диэлектрических проницаемостей воды и обезвоженного ДВ, а также от влажности ДВ, поступают на блок вычислений б для определения влажности.

3 ил. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ

ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретенияобеспечение возможности измерения частотно недисперсных диэлектрических веществ (ДВ), движущихся в потоке.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1497531

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано .для оперативного автоматического измерения влажности диэлектрических веществ независимо от величин их диэлектрических проницаемостей и их изменений в процессе измерения, в частности для измерения влажности нефти и нефтепродуктов, перемещаемых 1О па трубопроводам независимо от их сортности.

Целью изобретения является обеспечЕние возможности измерения частотно н6дисперсных диэлектрических веществ, 15 днижущихся в потоке, На фиг. 1 приведена структурная эЛектрическая схема влагомера для оСуществления способа определения влажности диэлектрического вещества; на фиг. 2 — график зависимости диэЛектрической проницаемости воды от изменения частоты электромагнитного сигнала; на фиг, 3 — график выбора рабочих частот электромагнитного сигнала, Влагомер содержит трубопровод 1 с исследуемым диэлектрическим веществом, резонаторы 2 и 3, автогенераторы 4 и 5, блок 6 вычислений и индикатор 7, Влагомер работает следующим образом.

Исследуемое диэлектрическое вещество перемещается по трубопроводу 35

1, определяя собственные (резонансные) частоты f u f резонаторов 2 и 3, расположенных йа измерительном участке трубопровода 1. Резонаторы

2 и 3 как ВЧ так и СВЧ-диапазона ча- 40 стот могут быть выполнены проточными, не содержащими каких-либо элементов. внутри трубопровода и не препятствующими движению потока, Например, это могут быть резонаторы объемного 45 типа с запредельными торцовыми участками, открытыми для потока или объемные резонаторы с пропущенной через отверстия в стенках их полостей насквозь диэлектрической трубкой и 50 другие. Резонаторы 2 и 3 включены как частотозадающие элементы в схеме соответствующих автогенераторов 4 и

5. Частоты f i u f этих автогенераторов, являющиеся функциями f < (Я„,1-е,, 55

W) и f (f< f, W), поступают на блок

6 вычислений для определения влажности, В функциональных зависимостях приняты следующие обозначения: 1:я диэлектрическая проницаемость обезвоженного исследуемого диэлектрического вещества; E Š— диэлектрическая проницаемость воды соответственно на частотах f или f электромагнитного сигнала; W — влажность исследуемого диэлектрического вещества °

Для измерения влажности необходимо знание аналитической зависимости

P(fq,, И), в отсутствие такой расчетйой зависимости для каких-либо измеряемых диэлектрических веществ она устанавливается экспериментально с последующей ее аппроксимацией подходящим аналитическим выражением.

Для диэлектрических веществ типа неполярных жидкостей в том числе для нефтяной эмульсии и нефтепродуктов зависимость P („, се, W) можно записать следующим образом:, 3W

5 = (!+ -«-) н D W

E s+2Cн где D= — ——

Ee н

С учетом (1) система двух уравнений для определения W записанная для измерений диэлектрической проницаемости Я и Й соответственно на

I т частотах f „и f имеет вид

Я (1+ )а

3W

Dy -W (2) я +2 Fн Гв +28 где D = -«+ --— е

Уравнения в системе (2) и решение этой системы можно существенно упростить, если положить Df, -W =Df 1, Df. -W Df и не зависят от Г, что дойустимо при малых влагосодержаниях (до 5Х) и реальных пределах изменения Е .

Тогда, при :„ = „ решая систему яб уравнений (2) относительно W находим

, -е, W

3 1 1 (3)

Š— — - Е

DE k2 В1, Измерение величин Ку и f можно

I и производить методами, известными в

ВЧ и СВЧ-диэлькометрии, Например, это можно осуществить, производя резонансные измерения с определением резонансных частот f и f соответствующих колебательных систем ВЧ- и

70

ЧО

5 14975

СВЧ-диапазонов или двух колебательных систем СВЧ-диапазона.

Формула изобретения

Способ определения влажности диэлектрического вещества, включающий воздействие на исследуемое диэлектрическое вещество электромагнитным 10 сигналом и определение по результатам с воздействия его диэлектрической проницаемости <, о т л и ч.а ю щ и й— т< с я тем, что, с целью обеспечения возможности измерения частотно не- 15 дисперсных диэлектрических веществ

) движущихся в потоке, повторно воздействуют на исследуемое диэлектрическое вещество дополнительным электромагнитным сигналом и определяют по результатам воздействия его диэлекттрическую проницаемость Е <, причем а частоты этих электромагнитных сигналов соответствуют различным значениям диэлектрической проницаемости воды и частоту по меньшей мере одного из этих электромагнитных сигналов выбирают в СРЧ-диапазоне, а влажность

W исследуемого диэлектрического вещества определяют по формуле

W-—

3 1 1

F — — —.Еg

D) kg Dg Bf, +2K«o of z+2E «о где D = — - — — —; D В, Е <о . ; ио

5 Е ц значение диэлектрической проницаемости воды соответственно на частотах f< и f электромагнитного сигнала;

E« — номинальное значение диэлектрической проницаемости обеэвоженного исследуемого диэлектрического вещества, 1497531

Х

8g

-Ев, ft yg f

Составитель В.Ежов

Редактор Р. Середа Техред Л.Олийнык Корректор Л.Патай

Заказ 4437/45 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул. Гагарина, 101