Устройство для измерения концентрации жидких сред

Методы и ср жания нефти 82, с. 6-7. дресодеГ) 11779985. дл рения оде, М,; ВНИИОЭ Патент США)5 С 01 Б 21/01,(54) УСТР ТРАЦИИ ЯИ (57) Изоб тельной т измерения в частнос ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГННТ СОИ ОПИСАНИЕ ИЗОБР Н А ВТОРСКОМУ СИИДЕТЕЛЬСТ(53) 535.853(088.8) йСТВО,ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕН" етение относится к измерихнике, предназначено дляконцентрации жидких сред,и для измерения концентрац нефти в высокообводненной эмульсии,и может быть использовано в системахавтоматизации процессов добычи и переработки нефти, Цель изобретения -повышение точности измерения, Устройство содержит осветительный и приемный световоды 3 и 6, источник 1 светас блоком 5 питания, блок для измерения оптических характеристик среды,включающий, например, фотоэлемент 7и измерительный мост 8, Отличительнойособенностью устройства является соединение частей светопроводящих поверхностей световодов с пьезопреобразователями 10 и 13, что позволяет использовать световоды для осуществленияизмерения концентрации двумя методиками; ультразвуковой и оптической,1 илИзобретение относится к измерительной технике и может быть исполь эовано в системах автоматизации про-цессов добычи и переработки нефти для измерения концентрации нефти в высокообводненной эмульсии.Цель изобретения - повышение точности измерений.Ба чертеже представлена блок-схема 10 устройства.Устройство состоит из погруженных , в трубопровод 1 с контролируемой жид костью 2 световодов (из кварца-полимера), причем первый световод 3 оптически соединен с источником 4 света (светодиодом) электрически связанным с блоком 5 питания, а второй световод 6 соединен с блоком измерения ,оптических характеристик среды, вклю , чающим например преобразователь 7 световой энергии в электрическую (Фотодиод), включенный в схему электрон, ного автоматического моста 8, элек, трически связанного с аналого-цифро вым преобразователем (АЦП) 9.Часть волокон световода 3 прикле- ена к пластинке из органического стекла, к которой с другой стороны , приклеен пьезопреобразователь 10, 30электрически связанный через переключатель 11, представляющий собой мультиплексор, с генератором 12 пере менного напряжения, Аналогичным образом часть волокон световода 6 сое.динена с пьезопреобразователем 13, подключенным через переключатель 11 и усилитель-преобразователь 14 с встроенным преобразователем напряжение - код (цифровой вольтметр) к вычислительному блоку 15, представляющему собой микро-ЭВИ с дисплеем, Температура измеряется с помощью платинового термометра 16 сопротивления и электронного автоматического мос та 17, электрически связанного через АЦП 18 с вычислительным блоком 15, в котором производится температурная коррекция выходных сигналов оптического (блок 5 питания - источник 4света - осветительный световод 3 жидкость 2 - приемный световод бпреобразователь 7 световой энергии электронный автоматический мост 8 АЦП 9) и ультразвукового (генератор 12 - переключатель 11 - пьезопреобразователь 10 - световод 3 - жидкость 2 - световод 6 - пьезопресбразователь 13 - переключатель 11 - усилитель-преобразователь 14 с встроеннымпреобразователем напряжение " код)измерителей концентрации жидких сред.Применение двух измерителей концентра ции среды дает возможность повыгить точность измерения за счетуменьшения влияния неинформативныхпараметров.Переключатель 11 применен в устройстве для попеременного подключенияпьезопреобразователей 10 и 13 либок генератору 12 либо к измерительнойсхеме. Попеременное подключение пьезопреобразователей обеспечивает использование каждого из них или в режиме возбудителя колебаний, что препятствует загрязнению поверхностисветовода, находящегося в контролируемой жидкости (а следовательно, и повышению точности измерения), или врежиме приемника колебаний,Устройство .работает следующимобразом.При прохождении света от осветительного световода к приемному световоду происходит ослабление интенсивности светового потока (пропорциональное концентрации нефти в контролируемой эмульсии) которое Фиксируется при помощи Фотодиода и электронного автоматического моста.Выходной сигнал ц моста 8, предварительно преобразованный в код,подается на вход вычислительного блока 15 Аналогичным образом на входвычислительного блока 15 подаетсясигнал Б с ультразвукового измерителя концентрации (генератор - пьезоизлучатель - пьезоприемник - усилитель - преобразователь с встроеннымпреобразователем напряжение - код),Выходные сигналы Б и Б могут бытьпредставлены в виде зависимостейд = аС (1 +Ъ,Н);О = аС (1 + Ь,Н.)где С и Я - концентра ция солей в вод"ной Фазе эмульсии и нефтив водонефтяной эмульсиисоответственно, а, а, Ь,Ь - постоянные коэффициенты,определяемые гри градуировке прибора.Эти зависимости решаются в вычислительном блоке относительно С и Н, В выходной сигнал соответствующий концентрации нефти в эмульсии, ввоСоставитель В. ВарнавскийТехред М.Ходанич Корректор Э.Лончакова Редактор В.Данко Заказ 138 Тираж 510 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. ч/5 Производственно-издательский комбинат "Патент, г,Ужгород, ул. Гагарина,101 19871 дится необходимая коррекция в зависимости от концентра ции солей в водной фазе эмульсии. В вычислительном блоке 15 также производится коррекция выходных сигналов оптического или уль 5 тразвукового измерителей концентрации в зависимости от температуры контролируемой жидкой среды. 10Для проверки устройства в лабораторных условиях приготавливали эмульсии с заданным содержанием нефти и солей. Приготовленные эмульсии заливалив размещенный в термостате сосуд смешалкой, в который помещали светоизлучающий и приемный торцы световодов. Подсоединение приборов осуществляли согласно схеме, изображеннойна чертеже. Производили по 11 измерений в точках 100, 200, 300, ЙОО,500 и 1000 мг/л неФти в эмульсии и.оценивали погрешность измерения концентрации нефти в эмульсии при различных концентрациях солей (50, 100,200 г/л) в водной Фазе эмульсии и раз-ных температурах (20, 30, 0 С). Максимальная погрешность измерения не 30превышала 2:,8 6Формула изобретения,Устройство для измерения концент- ."- рации жидких сред, содержащее источник света с блоком питания и расположенные по ходу излучения осветительный и приемный многсжильные световоды, а также блок измерения оптических характеристик среды, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности, в него дополнительно введе-, ны два пьезопреобраэователя, переключатель, генератор, усилитель-преоб-. разователь, вычислительный блок, два аналого-циФровых преобразователя и измеритель температуры, при этом часть жил осветительного и приемного световодов отделена от светопроводящих жил и на их торцах жестко закреплены пьеэопреобраэователи, электрически соединенные через переключатель с генератором и усилителем-преобразо вателем, выход которого соединен с первым входом вычислительного блока, второй вход которого через первый аналого-цифровой преобразователь сое" динен.с блоком измерения оптических характеристик среды, а третий вход через второй аналого-циФровой преобразователь соединен с измерителем температуры.