EA015730B1 - Способ измерения температуры точки росы по углеводородам и устройство для его осуществления - Google Patents

Способ измерения температуры точки росы по углеводородам и устройство для его осуществления Download PDF

Info

Publication number
EA015730B1
EA015730B1 EA200901279A EA200901279A EA015730B1 EA 015730 B1 EA015730 B1 EA 015730B1 EA 200901279 A EA200901279 A EA 200901279A EA 200901279 A EA200901279 A EA 200901279A EA 015730 B1 EA015730 B1 EA 015730B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
condensation surface
dew point
cooled
cooled element
condensation
Prior art date
Application number
EA200901279A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200901279A1 (ru
Inventor
Александр Михайлович ДЕРЕВЯГИН
Сергей Викторович СЕЛЕЗНЁВ
Александр Сергеевич Фомин
Original Assignee
Александр Михайлович ДЕРЕВЯГИН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Михайлович ДЕРЕВЯГИН filed Critical Александр Михайлович ДЕРЕВЯГИН
Publication of EA200901279A1 publication Critical patent/EA200901279A1/ru
Publication of EA015730B1 publication Critical patent/EA015730B1/ru

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/75Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N21/77Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
    • G01N21/78Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator producing a change of colour
    • G01N21/81Indicating humidity
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/22Fuels; Explosives
    • G01N33/225Gaseous fuels, e.g. natural gas
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • G01N25/56Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating moisture content
    • G01N25/66Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating moisture content by investigating dew-point
    • G01N25/68Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating moisture content by investigating dew-point by varying the temperature of a condensing surface

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

Изобретение относится к измерительной технике. Для увеличения быстродействия, чувствительности и точности измерения точки росы по углеводородам в способе измерения температуры точки росы по углеводородам осуществляют подачу исследуемого газа на охлаждаемый элемент с конденсационной поверхностью, на которую направляют световой поток под углом, обеспечивающим отражение его в апертуру наблюдения, охлаждение конденсационной поверхности охлаждаемого элемента и регистрацию величины отраженного от конденсационной поверхности светового потока, по которой судят о наступлении точки росы по углеводородам, причем в качестве материала для конденсационной поверхности охлаждаемого элемента используют кремний. Устройство для измерения температуры точки росы по углеводородам содержит заключенные в корпусе (1), имеющем отверстия (2) и (3) для входа и выхода исследуемого газа, охлаждаемый элемент (4) с конденсационной поверхностью, охладитель (5), датчик температуры (6), источник света (7), расположенный таким образом, что световой поток от него направлен после отражения от конденсационной поверхности охлаждаемого элемента (4) в апертуру (8) наблюдения на регистратор (9) отражённых лучей, причём охлаждаемый элемент (4) с конденсационной поверхностью выполнен из диэлектрика с коэффициентом преломления большим коэффициента преломления жидких углеводородов.

Description

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к способам и устройствам для исследования конденсации тонких плёнок углеводородов из природного газа и предназначено для определения точки росы по углеводородам.
Предшествующий уровень техники
Многие из существующих способов и устройств, предназначенных для измерения точки росы, используют методы, основанные на визуальном наблюдении за конденсатом на охлажденной поверхности зеркала. При этом в устройствах используют конденсационное зеркало, контактирующее с исследуемым газом, а освещение конденсационной поверхности осуществляют источником видимого света, с помощью датчика температуры измеряют температуру поверхности зеркала, система охлаждения которого построена на основе элемента Пельтье или за счёт расширения газа (эффект Джоуля-Томсона). При охлаждении конденсационного зеркала производится визуальное наблюдение за поверхностью зеркала и при появлении конденсата фиксируется температура зеркала, которая является температурой точки росы. Однако конденсат воды относительно легко обнаружить, поскольку она конденсируется в виде капель, в то время как углеводороды в процессе конденсации образуют тончайшую прозрачную пленку на поверхности зеркала, которую достаточно сложно обнаружить. Соответственно чувствительность данных устройств к конденсации пленок углеводородов невысокая, а наблюдение и интерпретация визуального образования плёнки зависят от грамотности оператора. Таким образом, достаточно трудно обеспечить высокую точность и повторяемость результатов измерения при конденсации тонких пленок углеводородов.
Известен способ измерения точки росы, заключающийся в подаче исследуемого газа на охлаждаемый участок оптически прозрачного тела, через который пропускают световой поток, и регистрации изменения интенсивности светового потока, по которому судят о наступлении точки росы, а также реализованный в данном способе измеритель точки росы, содержащий охлаждаемый участок оптически прозрачного тела, заключенный в корпусе и соединенный через световоды с излучателями и с преобразователем светового потока, подключенным к регистратору, охладитель и датчик температуры (8И № 1744618, 1989 г.).
Недостатком известных технических решений является невысокая надежность из-за возможного загрязнения примесями исследуемого газа оптически прозрачного тела, из-за чего может возникнуть ненужный слой, который может привести к неточным измерениям и потере работоспособности.
По технической сущности наиболее близким к предложенному способу является способ измерения точки росы, заключающийся в подаче исследуемого газа на охлаждаемый элемент с конденсационной поверхностью, на которую направляют световой поток, и регистрации величины отраженного от конденсационной поверхности светового потока, по которой судят о наступлении точки росы (см. патент РФ № 2085925, кл. Ο01Ν 25/08, от 20.07.1995 г.).
Недостатком известного способа является относительно низкая точность измерения, обусловленная наличием относительно длительного переходного процесса при измерении.
По технической сущности наиболее близким к предложенному устройству является измеритель точки росы, содержащий заключенные в корпусе, снабженном пробоотборной трубкой, охлаждаемый элемент с конденсационной поверхностью, соединенный через оптический элемент с излучателем, регистратор, охладитель и датчик температуры (см. патент РФ № 2085925, кл. Ο01Ν 25/08, от 20.07.1995 г.).
Недостатком известного устройства является относительно низкая чувствительность, что снижает точность измерения, так как переходный процесс при фиксации точки росы относительно длителен.
Кроме того, недостатком известного устройства является отсутствие данных, касающихся выбора конкретного типа диэлектрика для конденсационной поверхности охлаждаемого элемента. Действительно при использовании в качестве диэлектрика, например стекла с коэффициентом преломления 1,5 или кварца с коэффициентом преломления 1,45, устройство не будет обладать высокой чувствительностью, так как показатель преломления сконцентрированных жидких углеводородов близок к 1,45. Поэтому контрастность на границе плёнки углеводородов и стекла будет незначительной, что затрудняет регистрацию момента конденсации углеводородов, снижает точность измерения точки росы и увеличивает переходный процесс при фиксации точки росы. Кроме того, достаточно трудно обеспечить повторяемость результатов измерения при конденсации тонких пленок углеводородов.
Раскрытие изобретения
В основу изобретения поставлена задача повышения быстродействия, чувствительности и точности измерения точки росы по углеводородам.
Эта задача решается тем, что в способе измерения температуры точки росы по углеводородам осуществляют подачу исследуемого газа на охлаждаемый элемент с конденсационной поверхностью, на которую направляют световой поток под углом, обеспечивающим отражение его в апертуру наблюдения, охлаждение конденсационной поверхности охлаждаемого элемента и регистрацию величины отраженного от конденсационной поверхности светового потока, по которой судят о наступлении точки росы по углеводородам, причем в качестве материала для конденсационной поверхности охлаждаемого элемента используют кремний - диэлектрик с коэффициентом преломления большим коэффициента преломления жидких углеводородов. Согласно другому изобретению устройство для измерения температуры точки
- 1 015730 росы по углеводородам содержит заключенные в корпусе с прозрачным окном, 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 через апертуру наблюдения на регистратор отражённых лучей, причём охлаждаемый элемент с конденсационной поверхностью выполнен из кремния, причём корпус снабжён прозрачной перегородкой, разделяющей внутренний объём его на газовую часть, в которой расположены охлаждаемый элемент с конденсационной поверхностью, охладитель, датчик температуры и отверстия и часть, в которой размещены источник света и апертура наблюдения.
Сущность изобретений заключается в том, что выполнение конденсационной поверхности охлаждаемого элемента из диэлектрического материала с высоким коэффициентом преломления по сравнению с коэффициентом преломления жидких углеводородов позволяет обеспечить значительное увеличение чувствительности к появлению конденсируемых примесей и точность измерения точки росы по углеводородам.
Кроме того, повышается быстродействие процесса измерения.
Предварительные испытания позволяют судить о возможности широкого промышленного применения.
На чертеже представлена конструкция заявляемого устройства, реализующего предлагаемый способ.
Лучший вариант осуществления изобретения
Способ измерения температуры точки росы по углеводородам заключается в подаче исследуемого газа на охлаждаемый элемент с конденсационной поверхностью, на которую направляют световой поток под углом, обеспечивающим отражение его в апертуру наблюдения. Далее осуществляют охлаждение конденсационной поверхности охлаждаемого элемента и регистрацию величины отраженного от конденсационной поверхности светового потока, по которой судят о наступлении точки росы по углеводородам. Особенностью способа является то, что в качестве материала для конденсационной поверхности охлаждаемого элемента используют кремний - диэлектрический материал с высоким коэффициентом преломления по сравнению с коэффициентом преломления жидких углеводородов.
Устройство для измерения температуры точки росы по углеводородам содержит заключенные в корпусе (1), имеющем отверстия (2) и (3) для входа и выхода исследуемого газа, охлаждаемый элемент (4) с конденсационной поверхностью, охладитель (5), датчик температуры (6), источник света (7), расположенный таким образом, что световой поток от него направлен после отражения от конденсационной поверхности охлаждаемого элемента (4) в апертуру (8) наблюдения оптической системы на регистратор (9) отражённых лучей. Охлаждаемый элемент (4) с конденсационной поверхностью выполнен из кремния - диэлектрика с коэффициентом преломления большим коэффициента преломления жидких углеводородов.
Корпус (1) снабжён прозрачной перегородкой (10), разделяющей внутренний объём его на газовую часть, в которой расположены охлаждаемый элемент (4) с конденсационной поверхностью, охладитель (5) , датчик (6) температуры и отверстия (2) и (3) и часть, в которой размещены источник (7) света и апертура (8) наблюдения. Устройство работает следующим образом.
Осуществляют подачу исследуемого газа на охлаждаемый элемент (4) с конденсационной поверхностью, на которую направляют световой поток под определённым углом и регистрируют отражённый от конденсационной поверхности световой поток через апертуру (8) наблюдения.
При наличии конденсируемых примесей в исследуемом газе на конденсационной поверхности охлаждаемого элемента (4) при определенной температуре образуются слой конденсата, при появлении которого значительно изменяется интенсивность отражённого светового потока. При этом по датчику (6) температуры фиксируется значение температуры конденсационного зеркала.
Следует отметить, что регистрация светового потока при этом происходит даже при незначительном появлении конденсата на конденсационной поверхности охлаждаемого элемента (4). Это определяет высокую чувствительность устройства, а, следовательно, и точность измерения.
Усовершенствование способа и устройства заключается в использовании диэлектрического материала с высоким коэффициентом преломления в качестве материала конденсационной поверхности (конденсационного зеркала) охлаждаемого элемента. Источник (7) видимого света, размещенный в корпусе (1), обеспечивает освещение конденсационной поверхности через стекло-прозрачную перегородку (10) , являющийся частью измерительной ячейки, под малым углом, гарантирующим попадание отраженного света в апертуру (8) оптической системы. В результате, при охлаждении конденсационной поверхности (конденсационного зеркала) охлаждаемого элемента, снабженного датчиком (6) температуры, системой охлаждения - охладителем (5) до температуры образования тонкой плёнки конденсата - жидких углеводородов (11), на диэлектрической поверхности появляется хорошо видимый регистратору (9) отражённых лучей (наблюдателю или видеокамере) визуальный эффект, обусловленный изменением коэффициента отражения луча (12) от зеркала без конденсата и луча (13) от пленки конденсата.
Таким образом, в предлагаемых технических решениях достигается поставленный технический ре
- 2 015730 зультат - повышение быстродействия, чувствительности и точности измерения точки росы по углеводородам.
Промышленная применимость
Изложенные преимущества предлагаемых технических решений обеспечивают им возможность широкого промышленного использования в области измерительной техники для измерения температуры точки росы при исследовании конденсации тонких плёнок углеводородов из природного газа и предназначено для определения точки росы по углеводородам.

Claims (3)

1. Способ измерения температуры точки росы по углеводородам, характеризующийся тем, что осуществляют подачу исследуемого газа на охлаждаемый элемент с конденсационной поверхностью, на которую направляют световой поток под углом, обеспечивающим отражение его в апертуру наблюдения как при наличии конденсата, так и при его отсутствии, охлаждение конденсационной поверхности охлаждаемого элемента и регистрацию величины отражённого от конденсационной поверхности светового потока, по которой судят о наступлении точки росы по углеводородам, причём в качестве материала для конденсационной поверхности охлаждаемого элемента используют кремний.
2. Устройство для измерения температуры точки росы по углеводородам, характеризующееся тем, что оно содержит заключенные в корпусе (1), имеющем отверстия (2) и (3) для входа и выхода исследуемого газа, охлаждаемый элемент (4) с конденсационной поверхностью, охладитель (5), датчик (6) температуры, источник (7) света, расположенный таким образом, что световой поток от него направлен после отражения от конденсационной поверхности охлаждаемого элемента (4) и от плёнки конденсата через апертуру (8) наблюдения на регистратор (9) отражённых лучей, причём охлаждаемый элемент (4) с конденсационной поверхностью выполнен из кремния.
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что корпус (1) снабжён прозрачной перегородкой (10), разделяющей внутренний объём его на газовую часть, в которой расположены охлаждаемый элемент (4) с конденсационной поверхностью, охладитель (5), датчик (6) температуры, отверстия (2) и (3), и часть, в которой размещены источник (7) света и апертура (8) наблюдения.
EA200901279A 2009-05-22 2009-10-21 Способ измерения температуры точки росы по углеводородам и устройство для его осуществления EA015730B1 (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009119367 2009-05-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200901279A1 EA200901279A1 (ru) 2010-12-30
EA015730B1 true EA015730B1 (ru) 2011-10-31

Family

ID=43126352

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200901279A EA015730B1 (ru) 2009-05-22 2009-10-21 Способ измерения температуры точки росы по углеводородам и устройство для его осуществления

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8641270B2 (ru)
EP (1) EP2333530A4 (ru)
CN (1) CN101990637A (ru)
EA (1) EA015730B1 (ru)
WO (1) WO2010134834A1 (ru)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8292497B2 (en) * 2008-07-16 2012-10-23 GM Global Technology Operations LLC Cloud point monitoring systems for determining a cloud point temperature of diesel fuel
SG11201402162TA (en) 2011-11-18 2014-09-26 Shell Int Research Method for determining the dew point of a vaporised hydrocarbon feedstock
US10047998B2 (en) * 2014-12-29 2018-08-14 Vern McGarry Cooler chest interior insulation device and method
CN110082495A (zh) * 2019-04-22 2019-08-02 中国石油天然气集团有限公司 一种输气管道气质分析一体化整合检测装置和检测方法
CN112394086B (zh) * 2020-12-07 2021-08-03 广州奥松电子股份有限公司 一种结露系统及其露点仪
CN112378948B (zh) * 2020-12-08 2024-10-01 刘秋生 一种精确判定冷凝液膜形成起始点的综合测量方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU989422A1 (ru) * 1979-08-28 1983-01-15 Специальное Опытное Проектно-Конструкторское Технологическое Бюро Сибирского Отделения Всесоюзной Ордена Ленина Академии Сельскохозяйственных Наук Им.В.И.Ленина Датчик влажности и температуры
SU1111088A1 (ru) * 1982-12-20 1984-08-30 Московский Институт Электронного Машиностроения Способ определени влаги по точке росы
SU1679336A1 (ru) * 1989-02-03 1991-09-23 Предприятие П/Я А-7731 Гигрометр дл измерени точки росы газа
RU2231046C1 (ru) * 2003-05-30 2004-06-20 Деревягин Александр Михайлович Способ измерения точки росы и устройство для его осуществления

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4701052A (en) * 1985-05-24 1987-10-20 Schoen Jr Oscar W Dew point hygrometer
US5022045A (en) * 1985-08-06 1991-06-04 Elliott Stanley B Optical-type, phase transition humidity-responsive devices
US4652745A (en) * 1985-12-06 1987-03-24 Ford Motor Company Optical moisture sensor for a window or windshield
CA1280910C (en) * 1988-11-02 1991-03-05 Paul Siska Dew point analyzer
JPH07104304B2 (ja) * 1987-06-11 1995-11-13 大阪酸素工業株式会社 ガス中の微量水分量測定装置
JPH0323348U (ru) * 1989-07-17 1991-03-11
DE4014375A1 (de) * 1990-03-21 1991-11-14 Dreier Kuechen & Einrichtung Kuecheneckschrank
ES2103120T5 (es) * 1993-01-13 2002-05-16 Bosch Gmbh Robert Instalacion sensora para la deteccion del grado de humedad y/o de suciedad de cristales, especialmente de cristales delanteros de automoviles.
US5971609A (en) * 1994-10-31 1999-10-26 Osaka Sanso Kogyo Ltd. Method of measuring the dew point or frost point of a gas having low water content
US6174081B1 (en) * 1998-01-30 2001-01-16 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Specular reflection optical bandgap thermometry
SE526939C2 (sv) * 2003-10-28 2005-11-22 Flir Systems Ab Förfarande, anordning och användning av en IR-kamera för att bestämma risk för kondens genom att registrera IR-bild, relativ fuktighet och lufttemperatur

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU989422A1 (ru) * 1979-08-28 1983-01-15 Специальное Опытное Проектно-Конструкторское Технологическое Бюро Сибирского Отделения Всесоюзной Ордена Ленина Академии Сельскохозяйственных Наук Им.В.И.Ленина Датчик влажности и температуры
SU1111088A1 (ru) * 1982-12-20 1984-08-30 Московский Институт Электронного Машиностроения Способ определени влаги по точке росы
SU1679336A1 (ru) * 1989-02-03 1991-09-23 Предприятие П/Я А-7731 Гигрометр дл измерени точки росы газа
RU2231046C1 (ru) * 2003-05-30 2004-06-20 Деревягин Александр Михайлович Способ измерения точки росы и устройство для его осуществления

Also Published As

Publication number Publication date
EA200901279A1 (ru) 2010-12-30
EP2333530A4 (en) 2013-02-13
US8641270B2 (en) 2014-02-04
CN101990637A (zh) 2011-03-23
WO2010134834A1 (ru) 2010-11-25
US20120069866A1 (en) 2012-03-22
EP2333530A1 (en) 2011-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1280910C (en) Dew point analyzer
EA015730B1 (ru) Способ измерения температуры точки росы по углеводородам и устройство для его осуществления
US20090153846A1 (en) Fluid level indicator
JP4323430B2 (ja) 石油製品の結晶消失温度定量方法
RU2231046C1 (ru) Способ измерения точки росы и устройство для его осуществления
WO1994024544A1 (en) Method and instrument for measuring cloud point
JP2006504967A5 (ru)
RU86746U1 (ru) Устройство для измерения температуры точки росы по углеводородам
RU2003116084A (ru) Способ измерения точки росы и устройство для его осуществления
RU2488096C2 (ru) Рефрактометр дифференциальный портативный
US2433486A (en) Dew point instrument
RU2727779C1 (ru) Двойной интерференционный спектрометр
RU116642U1 (ru) Устройство для определения точек росы в газах и анализа химической природы конденсирующихся веществ
RU2315286C1 (ru) Видеорефрактометр
JP4098603B2 (ja) 光学センサ
CN214408685U (zh) 一种基于全反射折光法的食品分析仪
SU928203A1 (ru) Гидрооптический рефрактометр
CN108519354B (zh) 一种玻璃碎片来源测试方法
JP2003322616A (ja) 屈折率測定法及びそれを用いた屈折率測定装置
RU2333478C2 (ru) Гигрометр (варианты)
Wan et al. Refractometer with broad refractive index measurement range
RU2045039C1 (ru) Способ измерения показателя преломления конденсированных сред
US20070231881A1 (en) Biomolecular interaction analyzer
CN112816437A (zh) 一种基于全反射折光法的食品分析仪
Sokolov et al. A Spectroscopic refractometer for a 375–1150 nm wavelength range

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ KG MD TJ TM