RU1810811C

RU1810811C - Устройство дл измерени концентрации компонент жидких сред

Info

Publication number: RU1810811C
Application number: SU914913771A
Authority: RU
Inventors: Виталий Леонидович Беляков; Александр Витальевич Беляков
Original assignee: В.Л.Бел ков и А.В.Бел ков
Priority date: 1991-02-25
Filing date: 1991-02-25
Publication date: 1993-04-23

Abstract

Изобретение относитс к технике измерени параметров жидких сред и может быть использовано дл измерени содержани нефти в высокообводненной эмульсии на объектах промыслового сбора и подготовки нефти. Цель изобретени - расширение области применени за счет создани многофункционального преобразовател . Устройство содержит два ультразвуковых преобразовател , включающих два коакси- ально расположенных пьезоэлемента, один их которых кольцевой, образующих три пары датчиков. Пара ультразвуковых датчиков образована пьезоэлементами обоих ультразвуковых преобразователей, наружные электроды каждого преобразовател образуют пару датчиков СВЧ-колебаний, а наружные электроды обоих ультразвуковых преобразователей - пару датчиков электропроводности . Датчики через коммутатор подключены к блокам измерени скорости распространени ультразвуковых колебаний , затухани СВЧ-колебаний и электропроводности , а блок вычислени и регистрации определ ет концентрацию нефти в эмульсии. 1 ил. w fe

Description

Изобретение относитс к технике измерени параметров жидких сред и может быть использовано дл измерени содержани нефти в высокообводненной эмульсии на объектах промыслового сбора и подготовки нефти.

Целью изобретени вл етс расширение области применени за счет создани многофункционального преобразовател .

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство при измерении концентрации компонент жидких сред содержит оппо- зитно установленные два ультразвуковых преобразовател 1 и 2 с размещенными --внутри них.соответственно цилиндрическими 3,4 и кольцеобразными 5,6 пьезоэлементами . Цилиндрические электроны 3 и 4 размещены в одной плоскости внутри соответствующих кольцеобразных пьезоэлементов 5 и 6.

К наружным металлизированным поверхност м а, в, д, ж пьезопреобра- зователей 4, 6, 3 и 5 и их внутренним металлизированным поверхност м б.г,е,з соответственно припаиваютс соединительные провода. Подключа поверхности пьезопреобразователей соответствующим образом можно образовывать различные датчики:

первый ультразвуковой датчик (кольцеобразный пьезоэлектрод 6 - кольцеобразный пьезоэлектрод 5):

00

о

00

второй ультразвуковой датчик (цилиндический пьезоэлектрод 4 - цилиндричекий пьезоэлектрод 3):

первый сверхвысокочастотный (СВЧ) атчик (наружные поверхности а и в цииндрического и кольцеобразного пьезоэ- ектродов 4 и 6);

второй СВЧ датчик (наружные поверхости д и ж цилиндрического и кольцебразного пьезоэлектродов 3 и 5);

первый датчик электропроводности (наужна поверхность а цилиндрического пьезоэлектрода 4 - наружна поверхность д цилиндрического пьезоэлектрода 3);

второй датчик электропроводности (наружна поверхность в кольцеобразного пьезоэлектрода 6 - наружна поверхность ж кольцеобразного пьезоэлектрода 5).

Дл работы устройства достаточно трех датчиков: первого ультразвукового датчика, первого СВЧ датчика, первого датчика электропроводности .

Датчики, через коммутатор 7, присоединены соответственно с СВЧ блоком 8, с ультразвуковым блоком (измерителем скорости ультразвуковых колебаний) 9 и кондуктометрическим блоком 10. Приборы 8-10 через блоки сопр жени 11-13 подключены к блоку 14 вычислени и регистрации (микроЭВМ типа Электроника К1-20).

Устройство работает следующим образом .

Включением (замыканием) тумблеров К1, К2 (остальные тумблеры выключены-разомкнуты ) коммутатора 7 первый СВЧ датчик подсоедин етс к СВЧ блоку 8, который осуществл ет измерение СВЧ поглощени и подает измерительный сигнал на аналого- цифровой преобразователь 11, электрически св занный с- микроЭВМ 14. В микроЭВМ сигнал, полученный с СВЧ прибора , запоминаетс .

Затем выключаютс тумблеры К1, К2, включаютс тумблеры КЗ, К4, К5, Кб (тумблеры К7, К8 выключены) и первый ультразвуковой датчик подсоедин етс к ультразвуковому блоку 9. Через тумблеры КЗ, К4 на поверхности в и г пьезоэлектрода б от генератора электромагнитных колебаний , размещенного в приборе 9, подаетс напр жение, привод щее пьезоэлектрод в колебательный режим. Ультразвуковые колебани , проход щие через контролируемую среду, наход щуюс междудатчиками 1 и 2, фиксируютс приемным, пьезоэлементом-пьезоэлектродом Бис его поверхностей д и е при помощи контак- JOB K5, Кб подаютс на блок 9. В приборе 9 сигнал соответствующим образом обрабатываетс и подаетс через аналого-цифровой преобразователь 12 на микроЭВМ 14. В микроЭВМ 14 сигнал от ультразвукового прибора запоминаетс .

После этого выключаютс тумблеры КЗ,

К4, К5, Е6 (тумблеры К1, К2 выключены) и включаютс тумблеры К7, К8, благодар чему наружные поверхности цилиндрических электродов а датчика 2 и поверхность д датчика 1, образующие датчик электро0 проводности, подключаютс к блоку 10, соединенному через аналого-цифровой преобразователь 13 с микроЭВМ 14, где сигнал датчика запоминаетс .

Затем выключаютс тумблеры К7, К8 и

5 измерительный процесс можно повтор ть. В это врем в микроЭВМ решаетс система уравнений вида

Ui aiH + Ы5 + cit

U2 ааН + 028 + cat(1)

0 из азН + b2S + cat

В уравнении (1) обозначены: Ui, U2, tb - выходные сигналы измерителей поглощени СВЧ колебаний, измерителей скорости ультразвука, электропроводности, H,S,t 5 соответственно концентраци нефти и солей в эмульсии, температура; ai, 32, аз, bi, 02, Ьз, ci, C2, сз - коэффициенты, определ емые при калибровке прибора по смес м с заданными значени ми неинформативных

0 параметров.

В результате решени системы уравнений (1) в микроЭВМ 14 получаютс искомые значени концентрации нефти в воде с учетом воздействи информативных парамет5 ров.

Преимущества устройства обеспечиваютс за счет совмещени датчиков в одном многофункциональном датчике.

Устройство может найти применение в

Claims

0 разных отрасл х народного хоз йства при контроле параметров жидких сред, где имеет место вли ние неинформативных параметров на результаты измерени . Формула изобретени

5 Устройство дл измерени концентрации компонент жидких сред, содержащее первый ультразвуковой преобразователь, блок измерени скорости распространени ультразвука, блок вычислени и регистра0 ции контролируемого параметра, преобразователь электропроводности среды и блок измерени электропроводности, отличающеес тем, что, с целью расширени области применени , оно снабжено уста5 новленным оппозитно первому вторым ультразвуковым преобразователем, блоком измерени затухани СВЧ-колебаний, коммутатором и трем блоками сопр жени , преобразователи выполнены из двух коаксиальных пьезоэлементов, один из которых

кольцевой, образующих три пары датчиков, подключенных через коммутатор к соответствующим блокам измерени , соединенным через блоки сопр жени с блоком вычислени и регистрации, при этом пара ультразвуковых датчиков образована пье- зоэлементами обоих ультразвуковых преобразователей , пара датчиков СВЧ-колебаний образована наружными электродами каждого из ультразвуковых преобразователей, а пара датчиков электропроводности образована наружными электродами обоих ультразвуковых преобразователей.