Способ определения влажности жидких сред

(д) 4 С 01 И 27/22 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ АН КиргССШевченко ессн дких чевского 63-65, СССР 1968. ВЛАЖНОСТИосится к изме- ожет быть исбывающей, неф- нефтехимической ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯЖИДКИХ СРЕД(57) Изобретение отнрительной технике, мпользовано в нефтедотеперерабатывающей,пищевой и других отраслях промышленности и позволяет повысить точностьопределения влажности, С помощьюемкостного преобразователя получаютпервый отсчет с измерителя влажности. с исходным образцом, затем второй отсчет с тем же образцом послефиксированной добавки в него воды,а затем дополнительный отсчет с фиксированной добавкой жидкой среды того же состава, что и контролируемаясреда с известной влажностью. Искомое значение влажности контролируемой среды определяют с учетом разности показаний первого отсчета свторым и дополнительным и отношений обавляемых объемов воды и контроируемой среды известной влажности исходному объему образца.(2) с,=а+ЬИ,(3) а + Ь 1 тг с=а+ЬИ,(4) с= а+ЬИ Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, нефтехимической, пищевой и других отраслях промышленности,Целью изобретения является повышение точности определения влажностиэа счет уменьшения влияния флокуляционных свойств среды,В основу способа положена экспериментальная оценка реакции измерительного устройства на воздействиедобавляемых в образец компонентовконтролируемой среды с последующимвычислением ее истинной влажности,Зависимость показаний измерителяот влажности образца может быть представлена в следующем виде. где о - значение отсчета измерителявлажности,И - значение влажности контролируемой среды;,а - параметр, зависящий от начальной диэлектрической проницаемости безводной сре"дыЬ - параметр, зависящий оти коэффициента флокуляции Р,Следовательно, изменениебезводной среды приводит как к изменениюпараметра а (емкость датчика изменяется с изменением Р сухой среды),так и параметра Ь (при разных , наклон характеристик Г, = Ь(И) разли чен), а изменение коэффициента флокуляции Р изменяет лишь параметр Ь.Таким образом, в уравнении (1) переменными следует считать величины а,Ь и 11При этом предполагается, что:а) преобразование Гв приращениеемкости датчика ВС осуществляетсяпо линейному закону (дС=СГсм, гдеС - рабочая емкость преобразоватеРля) б) преобразование приращенияемкости йС в показание измерителявлажности Ы производится также полинейному закону (= И дС, где И -коэффициент пропорциональности);в) аналитическая зависимость преобразования влажности образца Ы в Г,учитывает начальное значениеикоэффициент Флокуляции Р я приближенно может быть представлена в видесм-: Ел ЕР 1 с Ю,Сущность предлагаемого способазаключается в следующем,Получают первичный отсчет измерителя влажности для исходного образца контролируемой среды неизвестной влажности И1 В известный объем исходного образца Чо добавляют Фиксированнй объем воды Ч, перемешивают, помещают часть нового образца в датчик и получают вторичный отсчет измерителяпри новом значении влажности Я Последующий третий дополнительный отсчет может быть получен последобавления и перемешивания фиксированного объема жидкой среды того жесорта с известной влажностью Ы, либо в заданный объем исходного образца, либо в такой же объем образца, 25 полученного после добавления Фиксированного объема воды. В частномслучае, в качестве добавляемой среды может использоваться фиксированный объем обезвоженной контролируеЗ 0 мой среды (Ж =0), Помещают частьвновь полученного образца в датчики получают третий дополнительный отсчет измерителя с 1, при значениивлажности И Уравнения (2), (3) и (4) образуютсистему, в которой параметры а и Ьостаются неизменными, так как в измерениях уча.ствует одна и та же сре 40да с одинаковыми значениямии Р.Для расчета истинного значения влажности М контролируемой среды в системе, образованной уравнениями (2)(4), значения влажностей И и М45необходимо выразить через М, и известные объемы добавок и исходногообразца.Принцип расчета значений влажнос.1тей Ы и 11 заключается в следующем.503Исходным является заданный объем Чконтролируемой среды с неизвестнойвлажностью Ы .Из определения влажности (влажность - объемная доля влаги - есть 55отношение объема воды 7 ь к объемуго щ8 ф гдеобъем безводной контролируемой среды) следует;(13) полуесли в ользовать уемой сре где Ч - объем воды в образце,Ч, - полный объем образца.После добавления к этому образцу известного объема воды ВЧ 1 общий объем воды во вновь полученном образце - Ч, +4 Ч,., а полный объем смеси - Ч +вЧ 1, Соответственно влажность этого образца И 2 определяют по формуле: Разделив числитель и знаменатель в (6) на Ч, и воспользовавшись выражением (5), получают: где дИ 1=ВЧ/Ч, - отношение добавленного фиксированногообъема воды к полному объему образца,По аналогичному принципу расчитываютзначение влажности И третьего дополнительного образца.Примеры выполнения предлагаемой добавки: методы последовательной и параллельной добавок. Выбор того или иного варианта обусловлен, главным образом, вопросами технологичности измерения. Фиксированный объем ДЧ 2 контролируемой среды с известной влажностью И , в котором объемы безводной жидкой среды и воды составляют соответственно ДЧЖ и ДЧ 2 И, добавляют в образец, в который ранее был залит фиксированный объем воды, Тогда объем воды в этом новом образце будет Ч + ьЧ + ВЧ И, а полный его объем составит Ч, + ВЧ + аЧ 2, Сле,р ( -2) й 4 И,)+И, -Ы 2)И-( -1 2 2т З Для системы уравнений (11) решение, аналогичное предыдущему, можно записать в виде; Расчетные соотношения мож чить и в более простом ви качестве второй добавки и безводный образец контрол 164довательно, влажность нового образца можно получить, взяв отношение указанных объемов. Разделив числитель и знаменатель на Ч получают; И И,+4 И +АИ 2 И 2 3 1 + И, + И 2 где 1 И =дЧ /Ч, - отношение добавленного фиксированного объема контролируемой среды известной влажности к объему исходного образца, а= (1+ И 1+И,)-По предлагаемому способу определение влажности может быть выполнено путем добавки фиксированного объема контролируемой среды известной влажности в заданный объем Ч, исходного образца, В этом случае значение И может быть найдено по формуле: 2Подставив значение И из (7) и И из (8) или (9) в формулы (3) и (4) вместе с уравнением (2), получают системы уравнений: с 1= а+ Ъ ,г = а + Ь 1 (И+дИ);= а.Ь 12(И 1 ДИ 1 ФЬИ 2 ИР) с 2= а + Ь 1 с(И+аИ,);40 ,С,= а + Ь К,(И,+дИ 2 И) Решая систему уравнений (10) относительно И, можно вычислить истинное значение влажности исходногообразца по формуле:( -2)И(14) 1 ( ( - с (1-1 с - о -е( 1-1 с 3 1 1 2 где 1 с 2 = 1/(1+ЗИ 2 ); ЛИ 2 = ЬЧ /Чо 3 4 Ч - объем добавленной безводной контролируемой среды. Поскольку в выражения (12)-(14) не входят значения коэффициентов а и16 гих методов определения влажности исостава веществ (кондуктометрического, СВЧ, оптического и т.д.), в которых влияние переменных свойствконтролируемых сред проявляются путем изменения по крайней мере двухразных параметров Функции преобразования. Предлагаемый способ позволяет повысить точность измерения, при этом он отличается существенной простотой по сравнению с известными способами и легко осуществим практически,Ф о р м у л а изобретения Составитель А.Платова Редактор А,Ворович Техред М.Ходанич Корректор Е.РошкоЗаказ 3825/39 Тираж 776 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРподелам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 5 13322Ь связанные с начальной, диэлектрической проницаемостью безводной среды Е и коэффициентом флокуляцииР можно считать что, указанные факУ Э5торы не влияют на ойределение влажности среды,Если зависимость показаний измерителя от влажности отличается от формулы (2) (например, с =а+Ь У,а+Ь 4 и т.п,), другой вид имеют ивыражения (12)-(14).При практической реализации способа можно рекомендовать выбор такогообъема очередных добавок, которые будут вызывать изменение предыдущих показаний измерителя на 5-207. Наибольшую эффективность способ обеспечивает при измерении больших влажностей, например, для нефти свыше 57Ювлажности,П р и м е р. Отбирают исходный образец нефти объемом Ч, = 1 л, В датчик помещают 500 мл пробы и получаютотсчет с измерителя влажности для ис Бходного образца Ы= 22 деления (всяшкала - 100 делений). В исходный объем добавляют й 7 = 0,1 л воды исмесь тщательно перемешивают. 500 млпробы нового образца помещают в датчик и получают новый отсчет 3 = 24 деления. В 1 л нового образца добавляют йЧ = 0,5 л образца той же нефтивлажностью 10 Ж (У= 0,1), После перемешивания и отбора 500 мл получаюттретий отсчет Ы = 22,5 деления. Подставив числовые значения в формулу(12), находят У, = 0,2 (20 Е),Предлагаемый способ может найтиприменение и при использовании дру Способ определения влажности жидких сред с помощью емкостного преобразователя, включающий первый отсчет с измерителя влажности с исходным образцом, второй отсчет с измерителя влажности с тем же образцом после фиксированной добавки в него воды, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности определе-, ния влажности за счет уменьшения влияния флокуляционных свойств среды, в образец добавляют фиксированный объем определяемой жидкой среды с известной влажностью, производят дополнительный отсчет с измерителя влажности, а истинное значение влажности контролируемой среды определяют с учетом разностей показаний первого отсчета с вторым и дополнительным и отношений добавляемых объемов воды и контролируемой среды известной влажности к исходному объему образца.