Цифровой влагомер

 

Т

k

1 к

ПИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

Союз Советскин

СоциалмсФицескнн

Республик (11) 59783.9

К АВТОРСКОМУ СВИДЙТИЛЬСТВУ (61) Дополнит=льиое к авт. свид-ву(22) Заявлено 14,10.76(21) 2406753/22-03 (51) М. Кл.

Е 21В 47/00

С 01 М 27/22

C 01 к 27/26 с присоединением заявки №

Государстненний комитат

Соната Инннстрав СССР на делая нэобратеннй и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.03.78.Бюллетень № 10 (53) УДК 622.245 (088.8) (45) Дата опубликования описания21.03.78 (72) Авторы изобретения

E. Н, Браго, В. А. Гершгорен, И. Ю. Клугман, А. М. Мелик-Шахназаров, Е. П Мешков и К. С. Романько (71) Заявитель Московский ордена Трудового Красного Знамени институт нефтехимической и газовой промышленности им. И. М, Губкина (54) ЦИФРОВОЙ ВЛАГОМЕР

Изобретение относится .к нефтяной нефтехимической промышленности, а йметтно к устройствам для измерения влажности нефти

Известны влагомеры для измерения влажности в потоке, В известном влагомере настройка на сорт нефти производится с з помощью подключения параллельно емкости датчика подстроечного конденсатора, Такое устройство обладает низкой точностью из мерения, поскольку не учитывается нелинейный характер зависимости емкости датчика от влажности 1.11.

Из известных устройств аналогичного назначения наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является цифровой влагомер, содержащий генератор высокой частоты, блок индикации, делитель

D частоты, нуль-орган, ключевую схему, коммутатор, двоичный счетчик и измерительный мост, включающий трансформатор, задающий блок аппроксимации и компенсирующий блок 1 2).

Указанное устройство обладает низкой .точностью измерения, так как производит» ся кусочно-линейная аппроксимация нелинейной зависимости емкости датчика влажности в предположении, что последняя для различных сортов нефти имеет тот же ха» рактер, т. е. характеристики смещаются друг относительно друга по вертикали. Однако эти характеристики представляют собой веер и каждая нуждается в индивидуальной лине &ризации. Такая инди видуаль» тО ная линеаризация в указанном - устройстве невозможна, так как требуется перестройка не только 10 конденсаторов, но также и иэт:тенение числа витков коммутируемых обмоток трансформатора. тв Целью изобретения является повышение точности измерения путем обеспечения нелинейной аппроксимации характеристики датчика.

Поставленная цель достигается тем, что

29 трансформатор выполнен в виде двух встреч но включенных обмоток, задающий блок аппроксимации - в виде переменной емкости, а компенсирующий блок - a виде двух групп емкостей, одна нэ которых подклю2о чена к одной иэ обмоток трансформатора

597819 через эвременную емкость задающего блока ештроксимации, а другая - непосредственно ко второй обмотке, причем средняя точна обмоток подключена к генератору высокой частоты, который через делитель частоты подсоединен к ключевой схеме.

На чертеже представлена схема нифро.вого влагомера, Влагомер содержит генератор 1 высокой частоты, блок 2 индикации, делитель

3 частоты, нуль-орган. 4, кпючевую схему 5, коммутатор 6, двоичный счетчик 7 и измерительэи4й мост 8, включающий трансформатор 9, задающий блок 10 аппроксимаапи и компенсирующий блок 11.

Влагэмер работает следующим образом, Иерея началом измерения двожный счетчик 7 обнуляется. Коммутатор 6 откжочает от встречно включенных обмоток трансформатора 9 с тесной индуктивной связью комненсирующий блок 11, выпол яеяиьМ в виде двух групп емкостей, причем каждая группа представляет собой набэр коэцаеясаторов, номиналы которых измеияиотся в двоичном коде, и задающий блок 10 аппроксимации, выполненный в виде переменной емкости, Измерительный мост 8, трансформатор 9 которого пита ет ся переменным напряжением генератора

1 масокой частоты, находится в разбалансированном состоянии. Нуль-орган 4 выра батывает сигнал, открывающий ключевую сиему 5 для импульсов, поступающих с делителя частоты 3 на вход двоичного счетчика 7, к обмоткам трансформатора 9 подключается коммутатором 6 компенси рующий блок 11, причем последовательно с одной группой емкостей включается пе« ременная емкость задающего блока аппроксимации 10. Возможность нелинейной аппроксимапии характеристики датчика

Си (М() видна из следующих рассуждений.

Поскольку емкость набора конденсаторов изменяется по закону С К С1

) t (возьмем для простоты С С, С С и т. g.), где N - код, записанный в двоичном счетчике 7, и в правое плечо моста последовательно с набором конденсаторов !

С, С ...С, включена емкость С, то результирующая емкость С (й ), которая к компенсирует переменную составляющую емкость датчика влажности Су изменяется в зависимости от числа импульсов Ц счетчика 7 следующим образом яс с

Nc — — -с„(н)

МС +С

Выбирая С и С, указанной функцией можно аппроксимировать зависимость С> (Ф)

Потребовав, чтобы функция С (К) сок

5 прягалась с функцией Св (М/) в трех точках M-O(eO), ЯЙ (ф *% )

1 т

М = М (% =% ) p получим систему уре знений

N, М С<- -С„(В,}-С (аД й1С1 ФС

10 й,с,.с

N Ñ - — C (Nq) C6(Wà ã

К С 4 С

1S решая которую относительно С и С по»

1 ° лучим их значения для данной зависимости

С д (ЪЧ) ° Чтобы перестроить измеритель ную схему для другой характеристики

С 8 (W) y достаточно, не изменяя емкости С, С ...С, изменить. лишь одну емкость С, расчитав ее по выше указаи25 ным формулам. Таким образом емкости задающего блока 10 аппроксимации и компенсирующего блока 11 компенсируют емкость датчика C g (&) и напряже ние разбаланса уменьшается. Когда оно

30 меньше или равно порогу срабатывания, . нуль орган 4 закрывает ключевую схему 5.. и в двоичном счетчике 7 записывается код И пропорциональный влажности.

Для повторения никла измерения достаточно обнулить двоичный счетчик 7.

45 Ф ормула изобретения

Цифровой влагомер, содержащий г нератор высокой частоты, блок индикации, де литель частоты, нуюнорган, ключевую

50 схему, коммутатор, двоичный счетчик и измерительный мост, включающий транс» форматор, задающий блок аппроксимации и компенсирующий блок, о т л и ч а ю»

55 шийся тем, что, с целью повышения точности измерения путем обеспечения не линейной аппроксимации характеристики датчика, трансформатор выполнен в виде двух встречно включенных обмоток, aaga40 ющнй блок аппроксимации - в виде переменной емкости, а компенсирующий блок

Повышение точности измерения цифрового влагомера позволядт снизить затраты

40 по эксплуатации скважин и по дальнейшей переработке нефти, так как обводненность нефти определяет рещим работы скважины и важна при ее дальнейшей переработке.

597819

Составитель Н. Чижикова

Редактор Г, Мозжечкева Техред 3. Фанта Корректор А. Лакида

3 2306/26 . Тираж 734 аказ

ННИИПИ Государственного комитета Совета Министров ис ов СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Йатент", r-. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 в виде двух групп емкостей, одна иэ которых подключена к одной из обмоток трансформатора через переменную емкость задающего блока аппроксимации, а другая непосредственно ко второй обмотке, при« чем средина точка обмоток подключена к генератору высокой частоты, который через делитель частоты подсоединен к клюC чевой схеме, d

Источники информации, принятые во иип+мание при экспертизе:

1. Патент США ¹ 3256428, кл. 32461, 1 966.

2. Гриневич Ф. Б. и др. 1 ифровой измеритель влажности нефти. Автоматизированный контроль и методы электрических измерений, Труды Vtl) конференции,т. 2, Новосибирск, . Наука», 1971, с. 203-208.