АНАЛИЗАТОР ГАЗОЖИДКОСТНОГО ПОТОКА

Полезная модель относится к приборостроению, служит для измерения объемного содержания компонентов двухфазных газожидкостных потоков и может применяться в химической, нефтехимической, нефтегазовой, пищевой и других отраслях промышленности.
Известен анализатор, в котором используется разделение потока в отстойниках (Ваня Я. Анализаторы газов и жидкостей. М., 1970, с. 288-292) - [1]. Недостаток такого анализатора заключается в невозможности его применения в промышленных условиях, так как при применении такого анализатора необходимо. прерывать технологический процесс.
Известен анализатор газожидкостного потока, содержащий основной измерительный датчик в виде конденсатора, установленного в потоке, и дополнительные датчики, установленные на газосборнике и отстойнике, схему измерения и регистрации. Определение процентного содержания фаз газожидкостного потока основано на изменении емкости измерительного датчика в зависимости от диэлектрических свойств сред, находящихся между его обкладками (Транспорт и хранение нефти и газа. Экспресс-информация ВИНИТИ, 1973, №41, с. 1-5) - [2]. Недостатком известного устройства является влияние изменения температуры и других физических свойств потока на точность определения процентного содержания компонентов смеси, так как изменение этих свойств, приводит к изменению диэлектрической постоянной среды. В этом случае ранее произведенная градуировка прибора нарушается и необходима новая градуировка. При частых изменениях физических свойств среды новая градуировка практически невозможна из-за ее трудоемкости.
Известен анализатор газожидкостного потока по авторскому свидетельству №813234, G01N 27/22, опубл. 15.03.1981 г., бюл. №10-[3].
Устройство содержит измерительный участок. Основной измерительный датчик в виде конденсатора установлен в потоке измерительного участка, а дополнительные датчики установлены отдельным блоком. Измерительный участок снабжен газосборной камерой, соединенной с одним дополнительным датчиком, и отстойником который соединен с другим дополнительным датчиком. После каждого дополнительного датчика установлено пороговое устройство, соединенные с блоком сравнения, установленным после основного измерительного датчика. Результаты измерения записываются регистратором.
Недостатком известного устройства является невысокая точность измерения, так как имеется всего две реперные точки для градуировки основного датчика, а также сложность установки основного датчика для больших диаметров трубы.
Прототипом является газоанализатор газожидкостного потока по патенту №2518855, МПК G01N 27/22, опубл. 10.06.2014 Бюл. №16. Он содержит измерительный участок и соединенные с ним газосборную камеру и отстойник, основной измерительный датчик, дополнительные измерительные датчики, блок сравнения, подключенный к регистратору, при этом основной измерительный датчик установлен в байпасной линии измерительного участка, количество дополнительных измерительных датчиков равно числу реперных точек n, при этом каждый дополнительный датчик и основной датчик состоит из емкостей, количество которых на один меньше числа реперных точек (n-1) и поверх которых установалены обкладки конденсаторов, причем при нулевой реперной точке, соответствующей нулевому газосодержанию, все емкости заполнены жидкостью, при последней реперной точке, соответствующей 100%-ному газосодержанию, все емкости заполнены газом, при промежуточных реперных точках емкости заполнены жидкостью или газом, при этом количество газовых емкостей равно порядковому номеру реперной точки, а количество жидкостных емкостей равно (n-1-N), где N - порядковый номер реперной точки, начиная с 0-й, а при нулевой реперной точке, соответствующей 100%-ному газосодержанию, все емкости заполнены газом, при последней реперной точке, соответствующей нулевому газосодержанию, все емкости заполнены жидкостью, а при промежуточных реперных точках емкости заполнены жидкостью или газом, при этом количество жидкостных емкостей равно порядковому номеру реперной точки, а количество газовых емкостей равно (n-1-N), где N - порядковый номер реперной точки, начиная с 0-й, входы газовых емкостей дополнительных измерительных датчиков соединены с выходами газосборной камеры, а входы жидкостных емкостей - с выходами отстойника, а выходы емкостей снабжены выпускными кранами, кроме того электрические выходы основного и дополнительных датчиков подключены ко входам блока сравнения. Кроме того дополнительные измерительные датчики составляют отдельный блок.
Недостатком известного устройства является сложность конструкции.
Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, заключается в упрощении конструкции при сохранении точности измерения.
Технический результат достигается тем, что в анализаторе газожидкостного потока, содержащем измерительный участок с байпасной линией, основной измерительный датчик, установленный в байпасной линии, дополнительные измерительные датчики, составляющие отдельный блок, число которых равно числу реперных точек, при этом каждый дополнительный датчик и основной датчик состоят из полостей, количество которых на один меньше количества реперных точек, поверх которых установлены конденсаторы, выходы снабжены выпускными кранами, кроме того электрические выходы основного и дополнительных датчиков подключены ко входам блока сравнения и измерения, выход которого является выходом анализатора газожидкостного ' потока по процентному содержанию компонентов потока, новым является то, что дополнительные измерительные датчики автономны и гидравлически не связанны с трубопроводом газожидкостного потока.
Сущность полезной модели поясняется на фиг. 1, где изображен общий вид анализатора. Здесь: 1 - измерительный участок, 2 - байпасная линия, 3 - основной измерительный датчик, 4 - блок сравнения и измерения, 5 - дополнительные измерительные датчики, 6 - выпускные краны дополнительных измерительных датчиков, 7 - блок дополнительных измерительных датчиков.
Анализатор газожидкостного потока содержит измерительный участок 1, основной измерительный датчик 3, дополнительные измерительные датчики 5. Дополнительные датчики 5 составляют отдельный блок 7, поверх датчиков 3 и 5 установлены конденсаторы, при этом количество установленных дополнительных датчиков 5 равно количеству реперных точек. Основной датчик 3 установлен в байпасной линии 2 измерительного участка 1 Основной датчик 3 и дополнительные датчики 5 соединены со входами блока сравнения и измерения 4. Дополнительные измерительные датчики 5 выполнены автономно и не связаны с основным трубопроводом газожидкостного потока. Выпускные краны 6 дополнительных датчиков 5 служат для заполнения и освобождения их полостей измеряемой средой.
Устройство работает следующим образом. Работа устройства изложена для конструкции с тремя дополнительными датчиками. Полости дополнительных датчиков 5 заполняются измеряемой средой, протекающей по измерительному участку 1, причем каждая полость заполняется соответственно ее данным (0% жидкости, 50% жидкости, 100% жидкости). Следовательно, всегда имеются как минимум три точки (начальная, конечная и промежуточная) градуировочной характеристики при любых физических свойствах среды, что позволяет корректировать градуировочную характеристику. Четвертая точка получается в результате измерения электрической емкости основного датчика 3 в байпасной линии. В блоке 4 происходит сравнение сигналов основного датчика 3 и дополнительных датчиков 5, Каждый сигнал дополнительных датчиков 5 совпадает с определенным содержанием газа в жидкости, в блоке 4 определяется максимально близкий сигнал с дополнительных датчиков 5 сигналу с основного датчика 3, по максимальному совпадение величин сигналов определяют процентное содержание компонентов потока независимо от изменения физических свойств потока. Блок 4 выдает результат измерения.
Отсутствие газосборной камеры и отстойника и выполнение дополнительных датчиков автономно без гидравлической связи с трубопроводом газожидкостного потока позволяет упростить конструкцию и сохранить точность непрерывного измерения процентного содержания компонентов газожидкостного потока независимо от изменения физических свойств потока, протекающего по трубопроводу. Предложенное устройство может найти применение в эталонных поверочных установках, где используется постоянная поверочная среда.