УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОЧЕК РОСЫ В ГАЗАХ И АНАЛИЗА ХИМИЧЕСКОЙ ПРИРОДЫ КОНДЕНСИРУЮЩИХСЯ ВЕЩЕСТВ

Полезная модель относится к области измерительной техники, а именно к устройствам для измерения точек росы в газах и анализа химической природы содержащихся в газах конденсирующихся веществ и может быть использована в нефтегазовой и химической промышленности.
Наиболее близким по технической сути является «Устройство для измерения температуры точки росы по углеводородам» по патенту №86746 от 22.05.2009, опубликован 10.09.2009, МПК G01N 25/12 содержащее заключенные в корпусе, имеющем отверстия для входа и выхода исследуемого газа, охлаждаемый элемент с конденсационной поверхностью, охладитель, датчик температуры, источник света, расположенный таким образом, что световой поток от него направлен после отражения от конденсационной поверхности охлаждаемого элемента в апертуру наблюдения на регистратор отраженных лучей.
В данном устройстве регистрация момента начала выпадения конденсата определяется оптическим методом, который недостаточно точен, особенно при определении второй и последующих точек росы. Содержащиеся в устройстве оптические элементы подвержены загрязнениям, что дополнительно снижает точность проводимых исследований. Так же недостатком данного устройства является высокая чувствительность к загрязнениям конденсационной поверхности и сложность определения нескольких точек росы в смесях газов. Высокая чувствительность к загрязнениям объясняется тем, что появление загрязнений и появление капель конденсата на конденсационной поверхности оказывают одинаковое действие на величину отраженного от конденсационной поверхности светового потока. Например, если контроль состояния конденсационной поверхности производится фотоспособом, то критерием для определения точки росы является степень рассеяния лучей света при появлении капель конденсата на поверхности, но загрязнение поверхности также вызывает рассеяние света, что приводит к возникновению погрешности. Аналогичная причина значительно усложняет определение нескольких точек росы в смесях газов. При определении, например, второй и последующих точек росы, слой конденсата компонента, вызвавшего появление первой точки росы, мешает так же, как и загрязнение конденсационной поверхности. Кроме того, химическая природа выпавшего конденсата при использовании оптического метода может быть выяснена только косвенным способом.
Задачей предлагаемого технического решения является создание устройства для определения точек росы в газах и анализа химической природы конденсирующихся веществ, обладающего возможностью определения всех точек росы и химической природы конденсирующихся веществ в рабочем температурном диапазоне, позволяющего проводить высокоточный непрерывный поточный анализ газа и нечувствительного к загрязнению конденсационной поверхности.
Поставленная задача решена за счет устройства для определения точек росы в газах и анализа химической природы конденсирующихся веществ, содержащего корпус с отверстиями для входа и выхода анализируемого газа, конденсационную поверхность, охладитель, измеритель температуры конденсационной поверхности, при этом дополнительно содержит ядерно-магнитно-резонансный спектрометр, а корпус выполнен из материала, не содержащего атомов водорода; устройство дополнительно содержит нагреватель.
Суть технического решения иллюстрирована чертежом, где на фиг.1 - устройство для определения точек росы в газах и анализа химической природы конденсирующихся веществ.
На фиг.1 изображены корпус 1, отверстие 2 для входа анализируемого газа, отверстие 3 для выхода анализируемого газа, конденсационная поверхность 4, охладитель 5, измеритель 6 температуры конденсационной поверхности, ядерно-магнитно-резонансный спектрометр 7, нагреватель 8.
Устройство выполнено следующим образом.
Устройство содержит корпус 1, выполненный из материала, не содержащего металл и атомов водорода, снабженный отверстиями 2, 3 для входа и выхода анализируемого газа. Внутри корпуса 1 расположена конденсационная поверхность 4 с возможностью охлаждения при помощи охладителя 5 и возможностью нагрева при помощи нагревателя 8. Конденсационная поверхность 4 снабжена измерителем 6 температуры. Ядерно-магнитно-резонансный спектрометр 7 расположен таким образом, что конденсационная поверхность 4 находится в пределах его рабочего поля. Функции охладителя 5 и нагревателя 8 конденсационной поверхности 4 может осуществлять одно устройство, которое работает в двух режимах: охлаждения и нагрева.
Устройство работает следующим образом.
Анализируемый газ подают в корпус 1 через отверстие 2 для входа газа и отводят через отверстие 3 для выхода газа. Внутри корпуса 1 анализируемый газ контактирует с конденсационной поверхностью 4. При помощи охладителя 5 понижают температуру конденсационной поверхности 4. По мере охлаждения конденсационной поверхности 4, при помощи ядерно-магнитно-резонансного спектрометра 7 отслеживают изменения в ядерно-магнитно-резонансном спектре и фиксируют возникающие в спектре резонансные сигналы протонов. В момент фиксации первого сигнала, при помощи измерителя 6 температуры, регистрируют температуру конденсационной поверхности 4. Эта температура является температурой первой точки росы анализируемого газа. Резонансные сигналы в ядерно-магнитно-резонансном спектре появляются непосредственно в моменты переходов веществ содержащихся в анализируемом газе из газообразного агрегатного состояния в жидкое. Точность определения момента начала выпадения конденсата не зависит от загрязненности конденсационной поверхности 4 и наличия примесей в анализируемом газе, что позволяет определить температуру точек росы газа с высокой степенью точности. По параметрам каждого сигнала в ядерно-магнитно-резонансном спектре определяют химическую природу конденсирующегося в данный момент вещества, что увеличивает информативность результатов анализа. Охлаждение конденсационной поверхности 4 продолжают до минимально достижимой температуры при непрерывной подаче и отводе анализируемого газа. При этом регистрируют температуры всех точек росы в рабочем температурном диапазоне и определяют химическую природу всех конденсирующихся веществ. Рабочий температурный диапазон определяется характером анализируемого газа и характеристиками охладителя 5. При достижении минимальной температуры прекращают работу охладителя 5 и нагревают конденсационную поверхность 4 при помощи нагревателя 8 до температуры, гарантирующей отсутствие конденсатов. После нагрева конденсационной поверхности 4 весь цикл измерений повторяется, что позволяет проводить непрерывный поточный анализ исследуемого газа. Так как материалы содержащие металл и/или атомы водорода оказывают влияние на результаты анализа проводимого при помощи ядерно-магнитно-резонансного спектрометра, корпус 1 устройства выполнен из материала, не содержащего металла и атомов водорода, например из стекла, кварца и т.д.
Техническим эффектом предлагаемого технического решения является создание устройства для определения точек росы в газах и анализа химической природы конденсирующихся веществ, обладающего возможностью определения всех точек росы в рабочем температурном диапазоне и химической природы конденсирующихся веществ, позволяющего проводить высокоточный непрерывный поточный анализ газа и нечувствительного к загрязнению конденсационной поверхности за счет устройства для определения точек росы в газах и анализа химической природы конденсирующихся веществ, содержащего корпус с отверстиями для входа и выхода анализируемого газа, конденсационную поверхность, охладитель, измеритель температуры конденсационной поверхности, при этом дополнительно содержащего ядерно-магнитно-резонансный спектрометр; корпус устройства выполнен из материала, не содержащего металл и атомов водорода; устройство дополнительно содержит нагреватель.