УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОГО МЕТОДА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОДНОРОДНОСТИ ПОТОКА ВЕЩЕСТВА

Полезная модель относится к измерительной технике, а именно к устройствам исследования или анализа материалов с помощью электрических, электрохимических или магнитных средств путем измерения электрической емкости в трубопроводах нефтяной промышленности (пунктах добычи нефти, нефтеперерабатывающих заводах, нефтебазах).
Из существующего уровня техники известен патент на изобретение №2390766, опубл. 27.05.2010 г. «Способ и устройство для определения режима течения газожидкостного потока». Через устройство, состоящее из шести горизонтальных слоев пластинчатых электродов, расположенных вдоль трубопровода, проходит газожидкостный поток. В случае наличия пузырьков воздуха диэлектрическая проницаемость смеси жидкость-газ уменьшается пропорционально объемному содержанию воздуха в жидкости. Проходя через соответствующий слой электродов, эта смесь вызывает изменение емкости между пластинами электродов, величина которой измеряется и передается на вторичный прибор.
Недостатком данного изобретения является то, что определение режима течения потока происходит в контакте с исследуемым веществом. При взаимодействии электродов с потоком вещества может увеличиться погрешность измерения, возникнуть неточность определения.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является патент на изобретение №2383885, опубл. 10.03.2010 г.«Способ электроемкой влагометрии водонефтяной эмульсии в потоке и устройство для его осуществления». Устройство представляет собой многоэлектродный емкостной преобразователь, определяющий наличие сред на основе электроемкостной влагометрии. Недостатком является сложность конструкции, проведения вычислений и высокая чувствительность элементов.
Задача, на решение которой направлена заявляемая модель, заключается в создании устройства, позволяющего осуществить бесконтактный метод определения однородности потока вещества с высокой точностью измерения.
Поставленная задача решается за счет того, что заявленное устройство, включает в себя выполненный из диэлектрического материала трубопровод, по которому протекает вещественный поток, при этом на внешней поверхности упомянутого трубопровода установлены полу разрезные цилиндрические металлические электроды, подключенные к мостовому измерителю емкости, источником питания которого является генератор, при этом выход последнего подключен к регистратору сигналов.
Данное устройство реализуется за счет косвенного определения значения диэлектрической проницаемости среды по значению силы тока, протекающего через электропроводную среду. В основу работы прибора положено измерение силы тока высокой частоты, проходящей через мостовый измеритель емкости. При постоянном напряжении генератора сила тока будет пропорциональна общей электропроводности мостового измерителя емкости. Постоянство показаний регистратора при измерении будет свидетельствовать об однородности потока вещества, а изменение показаний регистратора является показателем неоднородности потока проходящего в данный момент мимо полу разрезных цилиндрических металлических электродов.
Примером использования является установка полу разрезных металлических цилиндрических электродов на поверхности диэлектрического трубопровода приемо-раздаточных патрубков, на выходе из резервуара, на входном трубопроводе на промысле и т.д.
Полезная модель поясняется чертежами, иллюстрирующие частный метод выполнения:
На фиг. 1 общий вид устройства.
На фиг. 2 лабораторная модель устройства.
На фиг. 3 результаты показаний измерения.
Устройство состоит из выполненного диэлектрического материала трубопровода 1, по которому протекает вещественный поток 2, полу разрезных цилиндрических металлических электродов 3, установленных на внешней поверхности трубопровода, мостового измерителя емкости 4, подключенный двумя диодными цепочками 7 с генератором 5 и регистратора сигналов 6.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
Генератор 5 является источником электромагнитной энергии, которая служит для питания мостового измерителя емкости 4, представляющий собой емкостную ячейку, соединенная двумя диодными цепочками 7 с генератором 5. В свою очередь мостовой измеритель емкости 4 подключен к полу разрезным цилиндрическим металлическим электродам 3, установленным на трубопровод 1 из диэлектрического материала. Высокочастотные колебания с генератора 5 поступают на мостовой измеритель емкости 4, после которого выпрямляются первым диодом 7 и измеряются с помощью измерительного прибора - регистратора сигналов 6. Для повышения чувствительности измерения начальный ток компенсируется обратным током от дополнительного второго диода 7.
Измерения производились при температуре окружающего воздуха 20±3°C, атмосферном давлении 101325 Па =760 мм рт. ст. В лабораторных условиях проводятся исследования при стационарном положении вещественного потока. В цилиндр помещается 100 мл воды и 100 мл нефти, снимаются показания силы тока по регистратору сигналов 6, в зависимости от положения полу разрезных металлических цилиндрических электродов 3 по шкале измерения 8, при этом меняя диапазоны частот тока. Результаты измерений представлены на графике (Фиг. 3). За точку отсчета берется дно цилиндра, по оси OX берется значение высоты уровня сред, по оси OY - значение силы тока. Из графика 3 видно, что выпрямленное значение силы тока возрастает с перемещением границы раздела нефть-вода или, что то же самое, с изменением однородности потока вещества в трубопроводе.
Таким образом, заявленное устройство с высокой точностью показывает однородность потока вещества в трубопроводе. Устройство отличается простотой конструкции. Для использования не требуется высокая квалификация персонала. Устройство мобильно, что позволяет его использовать в лабораторных исследованиях.