RU2092824C1 - Method of measuring the aqueous-oil emulsion moisture content and device intended for its realization - Google Patents

Method of measuring the aqueous-oil emulsion moisture content and device intended for its realization Download PDF

Info

Publication number
RU2092824C1
RU2092824C1 RU94037881A RU94037881A RU2092824C1 RU 2092824 C1 RU2092824 C1 RU 2092824C1 RU 94037881 A RU94037881 A RU 94037881A RU 94037881 A RU94037881 A RU 94037881A RU 2092824 C1 RU2092824 C1 RU 2092824C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
resonant circuit
circuit
frequency
resonant
moisture content
Prior art date
Application number
RU94037881A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU94037881A (en
Inventor
Владимир Иванович Логинов
Original Assignee
Владимир Иванович Логинов
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 Владимир Иванович Логинов filed Critical Владимир Иванович Логинов
Priority to RU94037881A priority Critical patent/RU2092824C1/en
Publication of RU94037881A publication Critical patent/RU94037881A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2092824C1 publication Critical patent/RU2092824C1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

FIELD: automatic control systems. SUBSTANCE: resonant circuit the capacitance of which depends on moisture content of emulsion is excited by AC voltage at several frequencies. Amplitude of resonant circuit oscillations is recorded for every frequency the number of which is n ≥ 3. Inherent resonant frequency of circuit is calculated from measured values. Emulsion moisture content is judged by inherent resonant frequency of circuit. Device has resonant circuit 6 connected to detector 7. It is also connected to amplifier 4 through two-wire connecting line 5. Device is also provided with controlled generator 3, controller 1, digital-to-analog converter 2, analog-to-digital converter 8, and indication unit 9. EFFECT: higher accuracy of measurement.

Description

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для дистанционного контроля влажности нефти. The invention relates to automation and can be used for remote control of oil moisture.

Известны способ и устройство для контроля влажности, включающие возбуждение резонансного контура напряжением с генератора и регистрацию частоты колебаний (1). Недостатком известных способа и устройства для измерения влажности является необходимость сохранения в процессе контроля строго определенной величины взаимной индукции между катушкой индуктивности и резонансным датчиком. A known method and device for controlling humidity, including the excitation of the resonant circuit voltage from the generator and the registration of the oscillation frequency (1). A disadvantage of the known method and device for measuring humidity is the need to maintain a strictly defined value of mutual induction between the inductor and the resonant sensor during the monitoring process.

Наиболее близким техническим решением к данному являются способ и устройство для контроля влажности нефти, включающие возбуждение резонансного контура и регистрацию частоты собственных колебаний, по которой судят о влажности нефти. Для этого генератор постоянной частоты соединен с катушкой индуктивности, которая ориентируется относительно резонансного контура. В последнем возбуждаются колебания и поступают на фильтр, который пропускает только собственные колебания контура и не пропускает остальные. С помощью ключей сигнал проходит на индикатор, который дает информацию о влажности или "сухости" нефти (2). The closest technical solution to this is the method and device for controlling oil moisture, including the excitation of the resonant circuit and recording the frequency of natural oscillations, which is used to judge the oil moisture. For this, a constant frequency generator is connected to an inductor, which is oriented relative to the resonant circuit. In the latter, oscillations are excited and fed to a filter, which only passes its own oscillations in the circuit and does not pass the rest. Using the keys, the signal passes to the indicator, which gives information about the moisture or “dryness” of the oil (2).

Недостатком известного способа устройства является то, что они не обладают высокой точностью, поскольку возбуждение резонансного контура осуществляется генератором постоянной частоты, поэтому возможен "уход" частоты генератора, что приводит к неточным измерениям. A disadvantage of the known method of the device is that they do not have high accuracy, since the resonant circuit is excited by a constant frequency generator, therefore, the "frequency" of the generator is possible, which leads to inaccurate measurements.

Целью изобретения является повышение точности дистанционного измерения. The aim of the invention is to improve the accuracy of remote measurement.

Поставленная цель достигается тем, что в способе измерения влажности водонефтяных эмульсий, включающем возбуждение резонансного контура и регистрацию частоты собственных его колебаний, по которым судят о влажности водонефтяных эмульсий, резонансный контур возбуждают управляемым генератором и регистрирует амплитуду колебаний резонансного контура на разных частотах, число которых n≥3, при этом частота генератора фиксируется и измеряется в момент регистрации амплитуды колебаний контура. По этим замерам вычисляют резонансную частоту, по которой определяют влажность водонефтяных эмульсий. This goal is achieved by the fact that in a method for measuring the moisture content of oil-water emulsions, including excitation of a resonant circuit and recording the frequency of its natural oscillations, which are used to judge the moisture of oil-water emulsions, the resonant circuit is excited by a controlled generator and records the amplitude of oscillations of the resonant circuit at different frequencies, the number of which ≥3, while the generator frequency is fixed and measured at the time of recording the amplitude of the oscillations of the circuit. Using these measurements, the resonance frequency is calculated, which determines the moisture content of oil-water emulsions.

Указанная последовательность действий осуществляется с получением повышенной точности при дистанционном измерении следующими техническими средствами. The specified sequence of actions is carried out with obtaining increased accuracy during remote measurement by the following technical means.

Устройство для измерения влажности водонефтяных эмульсий, содержащее блок индикации, резонансный контур и детектор, снабжено контролером, аналого-цифровым преобразователем (АЦП), цифро-аналоговым преобразователем (ЦАП), управляемым генератором и усилителем, при этом резонансный контур соединен с детектором, выход которого посредством линии связи через АЦП соединен с одним из входов контролера, первый выход которого через последовательно соединенные ЦАП, управляемый генератор, усилитель и линию связи соединен с резонансным контуром, второй выход контролера подключен к блоку индикации, второй вход контроллера соединен также с выходом усилителя. A device for measuring the moisture content of oil-water emulsions, containing an indication unit, a resonant circuit and a detector, is equipped with a controller, an analog-to-digital converter (ADC), a digital-to-analog converter (DAC) controlled by a generator and an amplifier, while the resonant circuit is connected to a detector, the output of which through a communication line through the ADC is connected to one of the inputs of the controller, the first output of which through series-connected DACs, a controlled oscillator, amplifier and communication line is connected to the resonant circuit, W The other output of the controller is connected to the display unit, the second input of the controller is also connected to the output of the amplifier.

На чертеже представлена функциональная схема устройства и амплитудная характеристика резонансного контура. Устройство содержит контролер 1, первый выход которого через последовательно соединенные ЦАП 2, управляемый генератор 3, усилитель 4 и линию связи 5, связанную индуктивной или емкостной связью с резонансным контуром 6, который соединен с детектором 7, выход которого через АЦП 8 подключен к контролеру 1, выход которого подключен ко входу блока индикации 9, а второй вход контролера соединен также с выходом усилителя. The drawing shows a functional diagram of the device and the amplitude characteristic of the resonant circuit. The device comprises a controller 1, the first output of which is through a series-connected DAC 2, a controlled oscillator 3, an amplifier 4, and a communication line 5 connected inductively or capacitively to a resonant circuit 6, which is connected to a detector 7, the output of which is connected through an ADC 8 to controller 1 the output of which is connected to the input of the display unit 9, and the second input of the controller is also connected to the output of the amplifier.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Изменение емкости резонансного контура изменяет его резонансную частоту, которая является информационным параметром для определения влажности нефти. Changing the capacitance of the resonant circuit changes its resonant frequency, which is an information parameter for determining the moisture content of oil.

Код частоты возбуждающего напряжения для "раскачивания" резонансного контура 6 формируется в контроллере 1 по специальной программе и подается через один из его выходов на ЦАП 2, где сигнал преобразуется в аналоговый и поступает на управляемый генератор 3. Переменное напряжение с выхода управляемого генератора 3 усиливается при помощи усилителя 4 и подается в двухпроводную линию связи 5 для "раскачки" резонансного контура 6. The frequency code of the exciting voltage for the "swinging" of the resonant circuit 6 is generated in the controller 1 according to a special program and fed through one of its outputs to the DAC 2, where the signal is converted to analog and fed to the controlled generator 3. The alternating voltage from the output of the controlled generator 3 is amplified when help amplifier 4 and is fed into a two-wire communication line 5 for the "buildup" of the resonant circuit 6.

Колебания контура 6 детектируются в детекторе 7 и передаются в виде постоянного напряжения через линию связи 5 и АЦП 8 в контролер 1. Переменное напряжение со входа в двухпроводную линию связи 5 поступает также на второй вход контроллера 1 для определения его частоты. The oscillations of circuit 6 are detected in the detector 7 and transmitted as a constant voltage through the communication line 5 and ADC 8 to the controller 1. The alternating voltage from the input to the two-wire communication line 5 also goes to the second input of the controller 1 to determine its frequency.

Резонансная частота определяется в контроллере 1 следующим образом. The resonant frequency is determined in the controller 1 as follows.

Пусть ωн и ωв резонансные частоты резонансного контура на сухой нефти и воде соответственно. Во всех остальных случаях резонансная частота ωр находится между этими частотами. Пусть на частотах ω1, ω2 ... ωn, принадлежащих интервалу частот [ωн; ωв], измерены амплитудные напряжения на Cx, которые обозначим через V1, V2.Vn. Частоты ωi могут быть выбраны, например, с постоянным шагом Δω = const.
Резонансная частота соответствует максимуму функции V(ω) которую вычисляем по точкам ω1, ω2 ... ωn по формуле обобщенной резонансно кривой (Е.И. Нечаев, Основы радиоэлектроники, М.Радио и связь,1985г. стр.29):

Figure 00000002

где
I ток в контуре;
Imax ток в контуре при резонансе;
L,C,R индуктивность, емкость и внутреннее сопротивление контура.Let ω n and ω be the resonant frequencies of the resonance circuit in dry oil and water, respectively. In all other cases, the resonant frequency ω p is between these frequencies. Let at frequencies ω 1 , ω 2 ... ω n belonging to the frequency interval [ω n ; ω in ], the amplitude voltages at C x are measured, which we denote by V 1 , V 2 .V n . The frequencies ω i can be selected, for example, with a constant step Δω = const.
The resonant frequency corresponds to the maximum of the function V (ω) which is calculated from the points ω 1 , ω 2 ... ω n according to the formula of the generalized resonance curve (EI Nechaev, Fundamentals of Radio Electronics, M. Radio and Communication, 1985, p. 29) :
Figure 00000002

Where
I current in the circuit;
I max current in the circuit at resonance;
L, C, R inductance, capacitance and internal resistance of the circuit.

Из формулы видно, что для однозначного определения вида кривой величина n должна удовлетворять условию n≥3. Точку максимума V(ω) будем определять по этим данным численными методами, например, методом взятия первой производной и последующего определения точки ωр, в которой производная V′(ω) равна 0. Этот или иной метод, пригодный для определения максимума функции измеренной в отдельных точках, реализуется при помощи программы контроллера. Далее по резонансной частоте определяется влагосодержание Φ и информация передается на блок индикации 9.From the formula it is seen that for a unique definition of the type of curve, the quantity n must satisfy the condition n≥3. The maximum point V (ω) will be determined from this data by numerical methods, for example, by taking the first derivative and then determining the point ω p at which the derivative V ′ (ω) is 0. This or another method suitable for determining the maximum of the function measured in individual points are implemented using the controller program. Next, the moisture content Φ is determined by the resonant frequency and the information is transmitted to display unit 9.

Таким образом, весь алгоритм определения влажности нефти состоит из следующих этапов. Thus, the entire algorithm for determining oil moisture consists of the following steps.

1. На этапе тарировки датчика определяется зависимость влагосодержания v от резонансной частоты датчика, т.е. зависимость v = ωр(Φ) Для этой зависимости определяются также диапазон изменения ωр при изменении Φ от нуля до единицы.1. At the sensor calibration stage, the dependence of the moisture content v on the resonant frequency of the sensor is determined, i.e. dependence v = ω p (Φ) For this dependence, the range of changes of ω p when Φ changes from zero to unity is also determined.

2. По заданной программе контроллер генерирует сетку частот в диапазоне изменения wр и измеряет соответствующие этим частотам амплитуды колебаний резонансного контура. Сетка частот может быть выбрана, например, с постоянным шагом Δω
3. На основе этих измерений вычисляется резонансная частота контура, а затем по известной тарировочной зависимости v = ωр(Φ) определяется соответствующая этой частоте величина влажности Φ
2. According to a given program, the controller generates a grid of frequencies in the range of changes w p and measures the amplitudes of oscillations of the resonant circuit corresponding to these frequencies. The frequency grid can be selected, for example, with a constant step Δω
3. Based on these measurements, the resonant frequency of the circuit is calculated, and then the moisture value Φ corresponding to this frequency is determined from the known calibration dependence v = ω p (Φ)

Claims (2)

1. Способ измерения влажности водонефтяных эмульсий, включающий возбуждение резонансного контура и регистрацию его собственной резонансной частоты, по которой судят о влажности водонефтяных эмульсий, отличающийся тем, что резонансный контур возбуждают управляемой частотой и регистрируют амплитуду колебаний на разных частотах, которые фиксируют и измеряют в момент регистрации амплитуды, затем по полученным точкам, число которых не меньше трех, вычисляют резонансную частоту контура. 1. A method of measuring the moisture of oil-water emulsions, including the excitation of the resonant circuit and recording its own resonant frequency, which is used to judge the moisture of oil-water emulsions, characterized in that the resonant circuit is excited at a controlled frequency and the amplitude of oscillations is recorded at different frequencies, which are recorded and measured at the moment recording the amplitude, then using the obtained points, the number of which is not less than three, calculate the resonant frequency of the circuit. 2. Устройство измерения влажности водонефтяных эмульсий, содержащее резонансный контур, детектор и блок индикации, отличающееся тем, что оно снабжено аналого-цифровым преобразователем, цифроаналоговым преобразователем, управляемым генератором и усилителем, при этом резонансный контур соединен с детектором, выход которого через аналого-цифровой преобразователь соединен с одним из входов контроллера, первый выход которого через последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь, управляемый генератор, усилитель и линию связи соединен с резонансным контуром, причем выход усилителя соединен с вторым входом контроллера, второй выход которого подключен к блоку индикации. 2. A device for measuring the moisture content of oil-water emulsions containing a resonant circuit, a detector and an indication unit, characterized in that it is equipped with an analog-to-digital converter, a digital-to-analog converter controlled by a generator and amplifier, while the resonant circuit is connected to a detector, the output of which is through an analog-digital the converter is connected to one of the controller inputs, the first output of which is through a series-connected digital-to-analog converter, a controlled generator, amplifier, and communication line and connected to the resonant circuit, and the output of the amplifier is connected to the second input of the controller, the second output of which is connected to the display unit.
RU94037881A 1994-09-30 1994-09-30 Method of measuring the aqueous-oil emulsion moisture content and device intended for its realization RU2092824C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94037881A RU2092824C1 (en) 1994-09-30 1994-09-30 Method of measuring the aqueous-oil emulsion moisture content and device intended for its realization

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94037881A RU2092824C1 (en) 1994-09-30 1994-09-30 Method of measuring the aqueous-oil emulsion moisture content and device intended for its realization

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU94037881A RU94037881A (en) 1996-08-20
RU2092824C1 true RU2092824C1 (en) 1997-10-10

Family

ID=20161480

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU94037881A RU2092824C1 (en) 1994-09-30 1994-09-30 Method of measuring the aqueous-oil emulsion moisture content and device intended for its realization

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2092824C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Берлинер М.А. Электрические измерения, автоматический контроль и измерение влажности. - М.: Энергия, 1965, с.126. 2. Авторское свидетельство СССР N 1141382, кл. G 05D 22/00, 1985. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU94037881A (en) 1996-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4426616A (en) Capacitive measurement system
US4217542A (en) Self inverting gauging system
RU2092824C1 (en) Method of measuring the aqueous-oil emulsion moisture content and device intended for its realization
JPS63166000A (en) Measured value transmitter for sensor
US5703772A (en) Method and apparatus for correcting drift in the response of analog receiver components in induction well logging instruments
US5302907A (en) Method of and apparatus for ascertaining a characteristic value of a high-frequency oscillator
SU1219992A1 (en) Method of contactless measurement of conducting body magnetic permeability
RU2206878C1 (en) Method measuring spatial distribution of temperature and device for its realization
SU1539639A1 (en) Automatic meter of moisture slat content in soil
SU913289A1 (en) Magnetometer
SU1314265A1 (en) Method of estimating maturity of cotton fibre
SU734582A1 (en) Dielectric characteristics measuring device
JPS6488144A (en) Humidity measuring instrument
SU1000896A1 (en) Electromagnetic multi-frequency device for non-destructive checking
KR920002179B1 (en) Method and apparatus for detecting flaw with eddy current
SU1453280A1 (en) Radiospectrometer of magnetic resonance
RU2239200C2 (en) Permittance precision measurement device
SU1078366A2 (en) Device for measuring variable magnetic field amplitude
SU1446548A1 (en) Method of eddy-current inspection of non-ferromagnetic articles
SU1405000A1 (en) Method of measuring the own vibration frequency of electrodynamic seismic receiver
SU1520430A1 (en) Moisture-metering system for flat moving materials
SU1663400A1 (en) Metalic coating thickness measuring device
SU1264110A1 (en) Device for determining the detuning of resonance transducer circuit
JPH0830659B2 (en) Level measuring instrument
SU1099293A1 (en) Device for measuring dynamic reversible magnetic permeability