Термоакустический способ измерения влагосодержания мазута и устройство для его осуществления

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски кСоциалистичесиикРеспубпини открытий Дата опубликования описания 17. 1 1.80(54) ТЕРМОАКУСТИЧЕСКИЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕН р д - Б ВЛАГОСОДЕРЖАНИЯ МАЗУТА И УСТРОЙ О ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ФЯЦ 6; . .;" ", "тк;. 1Изобретение относится к области анализа нефтепродуктов и может быть использовано для измерения влагосодержания мазута.Известен способ измерения влагосо-держания мазута, основанный на выпаривании влаги из пробы мазута, последующей конденсацией ее и измерении объема конденсата, по величине которого судят о влагосодержании.10 Способ . осуществляют в устройстве, содержащем закрытый сосуд с анализируемой пробой, нагреватель, водяной холодильник для конденсации паров воды и15 сборник конденсата в виде,бюретки с де-. лениями, по которым отсчитывают обьем воды в пробе ИУстройство и способ имеют недостатки: большая длительность процесса выпа- о ривания (не менее одного часа, поскольку выпаривают весь объем пробы), сложность (имеется водяной холодильник, сборник конденсата) и невозможность испольэова" 2ния для непрерывного автоматического измерения на потоке,Ближайшим техническим решением к изобретению является .измерение влагосо- держания мазута, заключающееся в циклыческом отборепробы при температуре 7090 С, выпаривание иэ нее воды приОтемпературе 120-130 С, конденсацию0выпара охлаждением его и фотоэлектрический метод регистрации падающих капель конденсата, по суммарному количеству которых. судят о влагбсодержании нефте- . продукта 21.Устройство для реализации известного способа содержит сосуд для пробы мазута, размещенный на нагревателе, водяной холодыльник, бюретку с отверстием, через которую удал 1 потся капли сконденсированной воды, а также фотометрический датчик, мимо которого происхоидт падение капель. Также датчик снабжен источником света. Фотоприемник соединен с измерительной схемой в виде счетчика капель и регистратором, Однако иэвестные способ и устройство имеют недостатки: сложность конструкции ввиду наличияводяного охладителя, сложность и ненадежность фотометрического регистраторакапель, чувствительному к малейшим эагрязнением и изменению освещенности,Фа также большая длительность цикла анвлиза, поскольку нагреванию подвергаютвсю отобранную пробу (т,е. выпариваниеосуществляют через. слой мазута, чторезко замедляет процесс).10Цель изобретения - упрощение конструкции путем исключения водяного холодильника, фотометрического датчика и уменьшение длительности цикла измерения за15счет интенсификации выпаривания,Сущность изобретения заключаетсяв том, что иэ циклически . отобраннойпробы при температуре 70-90 С влагувыпаривают при температуре 120-130 Сно пробу предварительно отстаивают,20после чего мазут сливают, а выпариванапоцвергают осевшие на дно сосуда в видеосадка частицы воцы и при этом измеряют акустический шум, создаваемый вскипа,ющими частицами, по интенсивности которого судят о количестве воды в мазуте.Выпаривание в данном случае происходит весьма интенсивно (этому не препятствует слой мазута) причем возникает.значительное акустическое излучение при30испарении (поскольку осевшие на дне частицы воды покрыты пленкой мазута) в виде последовательности микровзрывов, чтохарактеризует количество частиц водына дне сосуда.33Для осуществления способа в устройстве, содержащем сосуд для пробы нагреватель и датчик с измерительной схемой, подключенной к регистратору, сосудсоединен с трубопроводом, Iо которомутечет мазут, гибким шлангом, и расположен на механизме вертикально-циклического перемещения, а в качестве датчикавлагосодержания введен приемник акустических колебаний, размещенный на неко ф. тором расстоянии от дна сосуда и соединенный с ухазанной измерительной схемой,Пример выполнения способа.В цилиндрический сосуд с плоским дном наливают при температуре 90 С 100 мл, мазута с концентрацией воды0,5% обьемных, отстаивают в течение 5 мин (эа это время при пжтй минимальной вязкости мазута практически вся влага в виде частиц воды успевает осесть на дне). Далее мазут сливают, включают электронагреватель, размещен 3 77.9869 4ный под дном сосуда, и измеряют интенсивность акустического шума, возникаю-.щего при выпаривании влаги со дна (динамическим микрофоном) .Средняя амплитуда выходного сигналасоставляет 3-5 мВ время полного испарения не более 5 мин.При концентрации воды в пробе 1004обьемных и неизменных остальных условиях средняя амплитуда выходного сигна-,ла акустического приемника составила6-8 мВ, При концентрации воды 1,5%обьемных, и также при неизменных прочих условиях, средняя амплитуда акустического шума составила 10-12 мВ.Таким образом, амплитуда выходногосигнала акустического преобразователяпропорциональна концентрации воды в ма-зуте.Иредлагаемый способ позволяет обнаруживать весьма малые концентрации - порядка 005% обьемных (одна капля водына 100 мл мазута), хотя спектр акустического сигнала при этом представленпоследовательностью одиночных импульсовнебольшой скважности.На чертеже представлено устройстводля реализации способа: на фиг,1 - сосудс пробой мазута, в нижнем крайнем положении;,на фиг.2 - то же в верхнем крайнем положении.Устройство содержит сосуд 1 для пробы с отверстиями 2 для выхода водяногопара. На тонкой крышке его расположенприемник акустических колебаний (например, динамический микрофон), 3, подключенный на вход интегрирующего усилителя 4., а усилитель - к регистратору 5.Под дном сосуда вмонтирован электронагреватель 6, для питания которого служитисточникнапряжения 7. Сосуд 1 сообщаетсягибким шлангом 8 с потоком мазута 9 и размецен на механизме вертикально-циклическогоперемещения 10 выполненного, например,в:видеэксцентрика, соединенного с валомэлектродвигателя.Работает устройство так: при нахождении сосуда 1 в нижнем крайнем положении (фиг.1), что осуществляется цылически за счет непрерывной работы механизма вертикального перемещения, внего через шланг 8 .поступает анализируемая проба мазута из трубопровода 9и в течение некоторого времени (в данномконйретнОм случае 5 мин), котороеопределяется соответствующим профилемэксцентрика, остается в этом"положении(мазут отстаивается). К концу 5-ти минутногоотстаивания частицы влаги из69 ,6водяной холодильник-конденсатор и мало- надежный фотометрический датчик с источником света), акустический датчик надежнее и проще, сокращена длительность цикла измерения, упрощены отбор и возвращение пробы в поток. Положительный эффект достигается за счет упрощения устройства (исключены 407798 пробы оседают на дне в виде капель воды (глобул), Нагреватель в это время выключен, испарения воды со дна сосуда не происходит, акустического шума нет, с приемника 3 на вход усилителя 4 сигнал не подается. При дальнейшем вращении эксцентрика 10 сосуд 1 медленно (для того, чтобы не захватить со дна осевшие там .частицы воды) поднимается до верхнего крайнего положения (фиг,2), в резуль Е тате чего мазут сливается обратно в трубопровод 9; а на дне сосуда остается только слой капель воды, покрытых пленкой мазута. В этом положении автоматически электронагреватель 6 подключается Ик источнику питания 7 и частицы воды со дна сосуда начинают испаряться. Процесс испарения осуществляется быстро, причем сопровождается сильным шумом, производимым взрывающимися частицами щ воды (поскольку они покрыты пленкой мазута). Шум воспринимается акустическим приемником 3, обрабатывается интег. рирующим усилителем 4 и выводится на регистратор 5. Показания регистратора 2 з пропорциональны влагосодержанию мазута. Цикл работы механизма перемещения 10 выбран таким, чтобы сосуд в верхнем крайнем положении находился в течение времени, достаточном для полного испаре- За ния воды из пробы, что осуществляется соответствующим профилем эксцентрика ( в данной конструкции не более 5 мин). :Поэтому длительность цикла анализа сос:тавляет 10 мин, В принципе длительность3 .можно сократить за счет увеличения пьверхности испарения (т.е. площади днасосуда). Формула изобретен ия 1, Термоакустический способ измерения влагосодержания мазута, заключающийся в циклическом отборе пробы притемпературе 70-90 С и выпаривание изнее,влаги при температуре 120-130 С,ор т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью упрощения и сокращения времениизмерения, пробу предварительно отстаивают, после чего сливают мазут, а выпавшие в осадок частицы воды подвергаютвыпариванию, одновременно измеряя акустический шум, создаваемый вскипающимичастицами и по интенсивности шума судят о количестве воды в мазуте,2. Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее сосуд для пробымазута, нагреватель, датчик и измерительЙую схему, подключенную к регистраторуо т л и ч а ю щ е е с я тем, что сосудприсоединен к трубопроводу с исследуемыммазутом гибким шлангом и расположенна механизме вертикально-циклическогоперемещения, а в верхней части сосударазмещен приемник акустических колебаний, соединенный с измерятельной схемой.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. "Нефтепродукты. Количественноеопределение содержания воды", ГОСТ2477-44,2, Авторское свидетельство СССРЬ 180399 .кл, С 01 8 33/22 1964.779869 Составитель А. Платоваедактор Г. Улыбина Техред Н,Бабурка Корректор Е. ПаппП ППП Патент, г.Ужхород, ул, Проектная, 4 ил з 9315/8 Тираж 1019ВНИИПИ Государственного комитепо делам изобретений и открыт 113035, Москва, Ж, Раушская н одписноеСССР