RU2109277C1 - Process determining moisture content of multicomponent liquids and device for its realization - Google Patents

Process determining moisture content of multicomponent liquids and device for its realization Download PDF

Info

Publication number
RU2109277C1
RU2109277C1 RU95121293A RU95121293A RU2109277C1 RU 2109277 C1 RU2109277 C1 RU 2109277C1 RU 95121293 A RU95121293 A RU 95121293A RU 95121293 A RU95121293 A RU 95121293A RU 2109277 C1 RU2109277 C1 RU 2109277C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
moisture content
liquid
temperature
output
Prior art date
Application number
RU95121293A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU95121293A (en
Inventor
В.С. Фетисов
Original Assignee
Уфимский государственный авиационный технический университет
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 Уфимский государственный авиационный технический университет filed Critical Уфимский государственный авиационный технический университет
Priority to RU95121293A priority Critical patent/RU2109277C1/en
Publication of RU95121293A publication Critical patent/RU95121293A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2109277C1 publication Critical patent/RU2109277C1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/028Material parameters
    • G01N2291/02863Electric or magnetic parameters

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

FIELD: measurement technology. SUBSTANCE: process determining moisture content of multicomponent liquids consists in measurement of dielectric permittivity $$$, temperature t and velocities of sound C<Mv>v<D> in liquid volume C>Mv>v<D> and C<Mv>w<D> along wall of waveguide filled with liquid. Moisture content is found by formula $$$, where $$$ are constant coefficients determining during calibration. Device determining moisture content has two coaxial tubular electrode 1, 2 between which analyzed liquid is put. Ends of electrodes are tied up by dielectric sound-proof bushings 3. Device also includes radiator 4 and ultrasound receiver 5 in the form of piezoceramic rings with metallization of surface. Radiator 4 is placed in circuit of positive feedback of HF generator 6. Receiver 5 is connected to amplifier 7 coupled to detector 8 and former 10. Initiation stage 9 is connected to detector 8 and controlling input of HF generator 6. Digital computer 13 is connected to former 10, temperature- frequency sensor 12 and capacitance-frequency converter 11 electrically coupled to tubular electrodes 1, 2. EFFECT: increased authenticity of process and efficiency of device. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах технологического контроля влажности различных многокомпонентных жидкостей (МКЖ), например, нефти на объектах нефтедобычи или молока в пищевой промышленности. The invention relates to measuring equipment and can be used in systems for technological control of humidity of various multicomponent liquids (MCF), for example, oil at oil production facilities or milk in the food industry.

Широко известей диэлькометрический способ определения влажности МКЖ, который основан на измерении ее диэлектрической проницаемости (емкости). Но емкость, кроме влагосодержания, зависит еще от ряда параметров, которые необходимо учитывать [1, с. 19]. Widely known is the dielcometric method for determining the moisture content of MKZH, which is based on measuring its dielectric constant (capacity). But the capacity, in addition to moisture content, also depends on a number of parameters that must be taken into account [1, p. 19].

Такими мешающими параметрами являются, прежде всего, плотность, содержание свободного газа (которое сильно влияет на сжимаемость МКЖ), температура [2, с. 105]. Измеряя эти параметры, можно вводить в результат измерения влагосодержания соответствующие корректирующие воздействия /3, с. 78/. Such interfering parameters are, first of all, density, free gas content (which strongly affects the compressibility of the LC), temperature [2, p. 105]. By measuring these parameters, one can introduce the corresponding corrective actions into the result of measuring the moisture content / 3, p. 78 /.

Наиболее близким к предлагаемому является способ измерения влажности [4] , заключающийся в измерении диэлектрической проницаемости, температуры и затухания ультразвука (которое является функцией от плотности и сжимаемости МКЖ) и последующем вычислении влажности по эмпирической формуле. Closest to the proposed is a method of measuring moisture [4], which consists in measuring the dielectric constant, temperature and attenuation of ultrasound (which is a function of the density and compressibility of the MKZh) and the subsequent calculation of humidity using the empirical formula.

Недостатком способа является неполная компенсация влияния указанных мешающих параметров по причине того, что практически достижимая точность измерения затухания ультразвука (УЗ) весьма ограничена. Измерения затухания УЗ - это, прежде всего, изменения амплитуды акустического сигнала. А любое амплитудное измерение подвержено влиянию большого количества факторов (влияние давления, влажности, температуры, электромагнитных наводок на сигнал датчика, нестабильность акустического контакта и т.д.), снижающих точность измерений. Кроме того, свою погрешность будут вносить и цепи аналого-цифровых преобразований, необходимые для стыковки первичных преобразовательных цепей с блоками дальнейшей вычислительной обработки. The disadvantage of this method is the incomplete compensation of the influence of these interfering parameters due to the fact that the practically achievable accuracy of the measurement of attenuation of ultrasound (ultrasound) is very limited. Ultrasonic attenuation measurements are, first of all, changes in the amplitude of an acoustic signal. And any amplitude measurement is influenced by a large number of factors (the influence of pressure, humidity, temperature, electromagnetic interference on the sensor signal, the instability of the acoustic contact, etc.), which reduce the accuracy of the measurements. In addition, the analog-to-digital conversion circuits necessary for connecting the primary conversion circuits to the blocks for further computational processing will also introduce their error.

Теорией и практикой электрических измерений доказано, что более точными, помехозащитными и рациональными (в смысле согласования с цифровой частью) являются методы преобразования, где выходным параметром является не амплитуда сигнала, а частота или длительность импульсов. The theory and practice of electrical measurements has proved that conversion methods where the output parameter is not the signal amplitude but the frequency or duration of the pulses are more accurate, noise-protective and rational (in the sense of matching with the digital part).

Цель изобретения - повышение точности и помехозащищенности измерений влагосодержания МКЖ за счет исключения из эмпирической формулы величин, для определения которых обязательны амплитудные преобразования, и введения в формулу для вычисления влагосодержания величин, выражаемых через частотно-временные параметры. The purpose of the invention is to increase the accuracy and noise immunity of measurements of moisture content of MKZH due to the exclusion of values from the empirical formula for the determination of which amplitude transformations are required, and the introduction into the formula for calculating the moisture content of quantities expressed in terms of time-frequency parameters.

Цель достигнута тем, что в известном способе, включающем в себя измерения диэлектрической проницаемости и температуры, дополнительно измеряют скорость распространения УЗ в объеме жидкости и скорость распространения УЗ вдоль стенки волновода, а затем определяют значение влагосодержания по эмпирической формуле:
W = k0+k1•ε+k2•C0+k3•Cв+k4•t, (1) ,
где
K0...K4 - постоянные коэффициенты, определяемые при градуировке:
ε - измеренное значение диэлектрической проницаемости МКЖ;
cо и cВ - измеренные значения скорости УЗ в объеме жидкости и вдоль стенки волновода соответственно;
t - измеренное значение температуры МКЖ.
The goal is achieved in that in the known method, which includes measuring the dielectric constant and temperature, the ultrasound propagation velocity in the liquid volume and the ultrasound propagation velocity along the waveguide wall are additionally measured, and then the moisture content value is determined by the empirical formula:
W = k 0 + k 1 • ε + k 2 • C 0 + k 3 • C at + k 4 • t, (1),
Where
K 0 ... K 4 - constant coefficients determined during graduation:
ε is the measured value of the dielectric constant of the LC;
c o and c B are the measured values of the ultrasonic velocity in the liquid volume and along the waveguide wall, respectively;
t is the measured value of the temperature of the LC.

Коэффициенты K0. . . K4 определяют, исходя из экспериментальных данных следующим образом.Coefficients K 0 . . . K 4 is determined on the basis of experimental data as follows.

Производят серию замеров ε (всего 16 замеров) согласно матрице планирования полного факторного эксперимента 24 /5. с. 80/, в котором каждый из управляющих факторов (W - влагосодержание. ng - газосодержание, ρ - плотность, t - температура) варьируют на двух уровнях. Путем обработки экспериментальных данных (например, методом Йетса /5, с. 87-88/ находят коэффициенты α0 ... α4 полинома первой степени:
ε = α01•W+α2•ng3•ρ+α4•t. (2) .
Produce a series of measurements ε (total 16 measurements) according to the scheduling matrix full factorial experiment February 4/5. from. 80 /, in which each of the controlling factors (W - moisture content. N g - gas content, ρ - density, t - temperature) vary at two levels. By processing the experimental data (for example, by the Yeats method / 5, pp. 87-88 /, the coefficients α 0 ... α 4 of the polynomial of the first degree are found:
ε = α 0 + α 1 • W + α 2 • n g + α 3 • ρ + α 4 • t. (2).

Аналогично строят еще 2 таких же управления для Cо и CВ:

Figure 00000002
.2 more similar controls are constructed similarly for C о and C В :
Figure 00000002
.

Решая задачу управлений (2), (3), (4) относительно W, ng, ρ (температуру t можно считать известной величиной) получим уравнение (1), в котором коэффициенты Ki выражаются через αiii(i=a...4). .Solving the problem of controls (2), (3), (4) with respect to W, n g , ρ (temperature t can be considered a known quantity), we obtain equation (1), in which the coefficients K i are expressed in terms of α i , β i , γ i (i = a ... 4). .

Измеряемые величины cо и cВ, формально описываемые эмпирическими управлениями (2), (3), (4), являются интегральными оценками многих свойств МКЖ, зависящих от химического и гранулометрического состава смеси и влияющих на ε смеси. Одна из этих величин (cо) в большей степени зависит от газосодержания ng, другая (cВ) - от плотности ρ . Поэтому правомерно их использование в качестве корректирующих сигналов при измерении влагосодержания емкостными влагомерами.The measured values of c o and c B , formally described by empirical controls (2), (3), (4), are integral estimates of many properties of MLC, depending on the chemical and particle size distribution of the mixture and affecting ε of the mixture. One of these quantities (c о ) is more dependent on the gas content of n g , and the other (c В ) depends on the density ρ. Therefore, it is legitimate to use them as corrective signals when measuring moisture content with capacitive moisture meters.

В качестве ближайшего аналога устройства, реализующего описанный способ, выбрано автоциркуляционное устройство /6, с. 224/, содержащее сосуд с МКЖ, излучатель и приемник ультразвука (УЗ), усилитель мощности (УМ), детектор, каскад запуска и частотомер. Причем выход УМ соединен с излучателем УЗ, приемник УЗ подключен к последовательно соединенным усилителю, детектору, каскаду запуска. Выход каскада запуска подключен ко входу УМ и частотомеру. Излучатель и приемник УЗ закреплены на стенках сосуда с МКЖ друг напротив друга, поэтому в целом образуется электроакустически замкнутая система, частота автоциркуляции импульсов в которой зависит от свойств МКЖ. As the closest analogue of the device that implements the described method, the autocirculation device / 6, p. 224 /, containing a vessel with MF, an emitter and an ultrasound receiver (US), a power amplifier (AM), a detector, a start cascade, and a frequency meter. Moreover, the output of the PA is connected to the ultrasonic emitter, the ultrasonic receiver is connected to a series-connected amplifier, detector, and start cascade. The output of the start cascade is connected to the input of the PA and the frequency meter. The ultrasonic emitter and receiver are mounted on the walls of the vessel with the MFL opposite each other, therefore, as a whole, an electro-acoustic closed system is formed, the frequency of pulse auto-circulation in which depends on the properties of the MF.

Для реализации описанного выше способа измерения влажности МКЖ в рассмотренное устройство, содержащее сосуд с МКЖ, излучатель и приемник УЗ, усилитель, детектор и каскад запуска, дополнительно введены высокочастотный (ВЧ) генератор, датчик "температура-частота", формирователь, преобразователь "емкость-частота" и цифровое вычислительное устройство (ЦВУ), причем излучатель УЗ включен в цепь положительной обратной связи ВЧ-генератора, приемник УЗ соединен со входом усилителя, выход которого соединен со входами детектора и формирователя; выход формирователя подключен к первому входу ЦВУ, выход детектора соединен со входом каскада запуска, выход которого подключен к управляющему входу ВЧ-генератора, датчик "температура-частота" подключен ко второму входу ЦВУ, сосуд для исследуемой МКЖ выполнен в виде 2-х трубчатых электродов, расположенных коаксиально один в другом и связанных на концах диэлектрическими звукоизолирующими втулками, каждый из трубчатых электродов электрически связан со входными выводами преобразователя "емкость-частота", выход которого соединен с третьим входом ЦВУ, излучатель и приемник УЗ выполнены в виде пьезокерамических колец с металлизацией на цилиндрических поверхностях, жестко закрепленных на внешнем трубчатом электроде в местах, не совпадающих с местами установки диэлектрических втулок, и разнесенных друг от друга на расстояние, значительно превышающее ширину пьезокерамических колец. To implement the above-described method for measuring moisture content of the MFL, a high-frequency (HF) generator, a temperature-frequency sensor, a shaper, a capacitor- frequency "and a digital computing device (CVC), wherein the ultrasonic emitter is included in the positive feedback circuit of the RF generator, the ultrasonic receiver is connected to the input of the amplifier, the output of which is connected to the inputs of the detector and shaper; the output of the driver is connected to the first input of the CVC, the output of the detector is connected to the input of the start-up cascade, the output of which is connected to the control input of the RF generator, the temperature-frequency sensor is connected to the second input of the CVC, the vessel for the studied MCF is made in the form of 2 tubular electrodes located coaxially in one another and connected at the ends by dielectric sound insulating sleeves, each of the tubular electrodes is electrically connected to the input terminals of the capacitance-frequency converter, the output of which is connected to the third the input of the CVC, the ultrasonic emitter and receiver are made in the form of piezoceramic rings with metallization on cylindrical surfaces, rigidly fixed to the external tubular electrode in places that do not coincide with the locations of the dielectric bushings, and spaced from each other by a distance significantly exceeding the width of the piezoceramic rings.

На чертеже дана схема предлагаемого устройства. The drawing shows a diagram of the proposed device.

Устройство содержит внешний 1 и внутренний 2 металлические трубчатые электроды, связанные на концах диэлектрическими звукоизолирующими втулками 3 (количество втулок несущественно); пространство между электродами заполнено исследуемой жидкостью. На наружной стороне внешнего электрода 1 в местах, не совпадающих с местами установки втулок 3, жестко закреплены излучатель УЗ 4 и приемник УЗ 5, представляющие собой пьезокерамические кольца с металлизацией на цилиндрических поверхностях; кольца разнесены друг от друга на расстояние, значительно превышающее ширину колец. Излучатель УЗ 4 включен в цепь положительной обработки связи ВЧ-генератора 6 и является его частотозадающим элементом. Приемник УЗ 5 подключен ко входу усилителя 7, выход которого подключен к последовательно соединенным детектору 8 и каскаду запуска 9, а также ко входу формирователя 10; выход каскада запуска 9 соединен с управляющим входом ВЧ-генератора 6, а выход формирователя 10 соединен с первым входом ЦВУ 13. Трубчатые электроды 1 и 2 подсоединены ко входу преобразователя "емкость-частота" 11. Датчик "температура-частота" 12 соединен со вторым входом ЦВУ 13, а третий вход ЦВУ 13 соединен с выходом преобразователя 11. The device contains an outer 1 and an inner 2 metal tubular electrodes connected at the ends by dielectric sound insulating sleeves 3 (the number of sleeves is negligible); the space between the electrodes is filled with the test fluid. On the outer side of the external electrode 1 in places that do not coincide with the installation locations of the bushings 3, the ultrasonic emitter 4 and the ultrasonic receiver 5 are rigidly fixed, which are piezoceramic rings with metallization on cylindrical surfaces; the rings are spaced apart from each other by a distance significantly greater than the width of the rings. The ultrasonic emitter 4 is included in the positive communication processing circuit of the RF generator 6 and is its frequency-setting element. The UZ 5 receiver is connected to the input of the amplifier 7, the output of which is connected to the detector 8 connected in series and to the start cascade 9, as well as to the input of the driver 10; the output of the start-up cascade 9 is connected to the control input of the RF generator 6, and the output of the shaper 10 is connected to the first input of the CVU 13. Tubular electrodes 1 and 2 are connected to the input of the capacitance-frequency converter 11. The temperature-frequency sensor 12 is connected to the second the input of the CVU 13, and the third input of the CVU 13 is connected to the output of the Converter 11.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

В начальный момент времени при включении питания каскад запуска 9 вырабатывает одиночный нормированный импульс длительностью τ , стробирующий ВЧ-генератор 6. Частотозадающим элементом, включенным в цепь положительной обратной связи ВЧ-генератора 6, является излучатель УЗ 4 вместе с объемом МКЖ, заключенным между трубчатыми электродами 1 и 2. Резонансный режим в ВЧ-генераторе 6 возникает при установлении в промежутке между электродами 1 и 2 стоячей УЗ-волны (т.е. когда в промежутке укладывается целое число длин полуволн). А так как длина волны (или скорость cо распространения УЗ-волны в объеме МКЖ) зависит от свойств МКЖ (газосодержания, дисперсности и т.д.), то частота генерации f≈cо также является функцией этих свойств. Подобным образом работает резонансное устройство, описанное в [6, с. 225].At the initial moment of time, when the power is turned on, the start-up cascade 9 generates a single normalized pulse of duration τ, gating the high-frequency generator 6. The frequency-determining element included in the positive feedback circuit of the high-frequency generator 6 is an ultrasonic emitter 4 along with the volume of the MF enclosed between the tubular electrodes 1 and 2. The resonant mode in the RF generator 6 occurs when a standing ultrasonic wave is established between the electrodes 1 and 2 (i.e., when an integer number of half-wavelengths is stacked in the gap). And since the wavelength (or the speed c of the propagation of the ultrasonic wave in the volume of the LC) depends on the properties of the LC (gas content, dispersion, etc.), the generation frequency f≈c about is also a function of these properties. The resonant device described in [6, p. 225].

Возбужденный импульс ультразвука распространяется не только в промежутке между электродами 1 и 2, но и вдоль тонкой стенки трубчатого электрода 1 со скоростью cо, достигая через время Т приемника 5. Сигнал с приемника 5 усиливается усилителем 7 и поступает на формирователь 10, откуда пачка нормированных прямоугольных импульсов частотой следования f поступает для дальнейшей обработки в ЦВУ 13. С выхода усилителя 7 ВЧ-импульс поступает и на детектор 8, где преобразуется в видеоимпульс, который, пройдя через каскад запуска 9, нормируется по амплитуде и длительности (τ) и вновь запускает ВЧ-генератор 6. Цикл повторяется. Частота автоциркуляции пачек импульсов F= 1/Т≈cВ. Эта частота также измеряется в ЦВУ 13. В алгоритм работы ЦВУ 13 заложено также (кроме определения f≈cо и F≈cВ) измерение частоты следования импульсов, вырабатываемых преобразователем "емкость-частота", который является автогенераторной схемой с частотозадающим элементом - конденсатором, обкладки которого образованы трубчатыми электродами 1 и 2. Емкость этого конденсатора зависит от диэлектрической проницаемости МКЖ, следовательно, с преобразователя 11 на второй вход ЦВУ 13 будут поступать импульсы с периодом следования Тс≈ ε . Выходной сигнал датчика "температура-частота" 12, представляющий из себя прямоугольные импульсы частотой следования Ft≈t, также подается на ЦВУ (на второй вход). Таким образом, ЦВУ 13 получает весь необходимый набор точных частотно-временных параметров, выражающих cо, cВ, ε и t, по которым рассчитывается влагосодержание W по формуле (1).The excited pulse of ultrasound propagates not only in the gap between the electrodes 1 and 2, but also along the thin wall of the tubular electrode 1 with a speed c о , reaching in time T of the receiver 5. The signal from the receiver 5 is amplified by an amplifier 7 and fed to the former 10, from where a packet of normalized rectangular pulses with a repetition rate f is supplied for further processing to the CVU 13. From the output of the amplifier 7, the RF pulse is fed to the detector 8, where it is converted into a video pulse, which, passing through the start cascade 9, is normalized by the amplitude de and duration (τ) and again starts the RF generator 6. The cycle repeats. Pulse frequency automatic circulation packs F = 1 / T≈c B. This frequency is also measured in TsVU 13. The TsVU 13 algorithm also includes (except for determining f≈c о and F≈c В ) a measurement of the pulse repetition rate generated by the capacitance-frequency converter, which is a self-generating circuit with a frequency-setting element - a capacitor , the plates of which are formed by tubular electrodes 1 and 2. The capacitance of this capacitor depends on the dielectric constant of the LC, therefore, pulses with a repetition period T with ≈ ε will arrive from the converter 11 to the second input of the CVC 13. The output signal of the temperature-frequency sensor 12, which is a rectangular pulse with a repetition rate F t ≈t, is also supplied to the CVU (to the second input). Thus, the TsVU 13 receives the entire necessary set of exact time-frequency parameters expressing c о , c В , ε and t, according to which the moisture content W is calculated by the formula (1).

Таким образом, устройство, основу которого составляет многофункциональный комбинированный датчик с частотно-временными выходными параметрами, реализует описанный выше способ. Thus, a device based on a multifunctional combined sensor with time-frequency output parameters implements the method described above.

Предлагаемый способ определения влажности МКЖ имеет следующие преимущества по сравнению с прототипом:
1) в качестве измеряемых параметров, по значениям которых корректируется сигнал основного (емкостного) преобразователя, выбраны cо и cВ - параметры, которые могут быть измерены с гораздо большей точностью и достоверностью, чем λ - затухание ультразвука. Это объясняется тем, что cо и cВ позволяют получить информативный сигнал в частном или временном виде, минуя амплитудные преобразования, которые всегда сопровождаются значительными погрешностями. В целом это придает способу повышенную точность;
2) способ отличается от прототипа большей помехозащищенностью измерений, т. к. все участвующие в расчетах влажности величины выражаются посредством частотных или временных параметров, передача которых на расстояние и влияние помех мало сказываются на результате;
3) способ может быть реализован с меньшими аппаратурными затратами, так как предлагает использование более рациональных и экономичных видов преобразований сигналов.
The proposed method for determining humidity MKZH has the following advantages compared to the prototype:
1) c o and c B are parameters that can be measured with much greater accuracy and reliability than λ is the attenuation of ultrasound as the measured parameters, the values of which correct the signal of the main (capacitive) transducer. This is because c o and c B allow you to get an informative signal in a private or temporary form, bypassing the amplitude transformations, which are always accompanied by significant errors. In general, this gives the method increased accuracy;
2) the method differs from the prototype in a greater noise immunity of measurements, since all values involved in moisture calculations are expressed by frequency or time parameters, the transmission of which to the distance and the influence of interference have little effect on the result;
3) the method can be implemented with less hardware costs, as it offers the use of more rational and economical types of signal transformations.

Устройство для реализации способа выгодно отличается от других аналогичных компактностью многофункционального комбинированного датчика, полученной благодаря конструктивному и функциональному совмещению элементов акустического и емкостного измерительных преобразователей; как следствие - отсутствие необходимости размещения и обслуживания нескольких отдельных датчиков. A device for implementing the method compares favorably with other similar compactness multifunctional combined sensors obtained due to the structural and functional combination of elements of acoustic and capacitive transducers; as a result, there is no need to place and maintain several separate sensors.

Датчик устройства может применяться как в качестве заливаемого элемента для отельных проб жидкостей, так и в качестве участка трубопровода с непрерывно транспортируемой жидкостью. The sensor of the device can be used both as a poured element for separate samples of liquids, and as a section of a pipeline with continuously transported liquid.

Источники информации:
1. Теория и практика экспрессного контроля влажности твердых и жидких материалов /Е.С.Кричевский, В.К.Бензарь, М.В.Бенедиктов и др. - М.: Энергия, 1980.
Sources of information:
1. Theory and practice of rapid control of humidity of solid and liquid materials / E.S. Krichevsky, V.K. Benzar, M.V. Benediktov, etc. - M .: Energy, 1980.

2 Зайцев Л. А. , Панарин В.В. Системы сбора и обработки информации для резервуарных парков. - М.: Недра, 1984. 2 Zaitsev L.A., Panarin V.V. Information collection and processing systems for tank farms. - M .: Nedra, 1984.

3. Беляков В.Л. Автоматический контроль параметров нефтяных эмульсий. - М.: Недра. 1992. 3. Belyakov V.L. Automatic control of oil emulsion parameters. - M .: Subsoil. 1992.

4. Авторское свидетельство 1681221 (СССР), кл. G 01 N 27/22. Способ измерения влажности жидких сред Беляков В.Л. и др., опубл. в БИ N 36, 1991. 4. Copyright certificate 1681221 (USSR), cl. G 01 N 27/22. The method of measuring the humidity of liquid media Belyakov V.L. et al., publ. in BI N 36, 1991.

5. Адлер Ю. П. , Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование при поиске оптимальных условий. - М.: Наука, 1976. 5. Adler Yu. P., Markova EV, Granovsky Yu.V. Planning when searching for optimal conditions. - M.: Science, 1976.

6. Кивилис С.С. Плотномеры. - М.: Энергия, 1980. 6. Kivilis S.S. Density meters. - M .: Energy, 1980.

Claims (2)

1. Способ определения влажности многокомпонентных жидкостей, заключающийся в измерении диэлектрической проницаемости и температуры, отличающийся тем, что дополнительно измеряют скорость распространения ультразвука в объеме жидкости и скорость распространения ультразвука вдоль стенки волновода, а затем определяют значение влагосодержания по эмпирической формуле
W = k0+k1•ε+k2•C0+k3•Cв+k4•t,
где k0 - k4 - постоянные коэффициенты, определяемые при градуировке;
ε - измеренное значение диэлектрической проницаемости жидкости;
Со и Св - измеренные значения скорости ультразвука в объеме жидкости и вдоль стенки волновода соответственно;
t - измеренное значение температуры жидкости.
1. The method of determining the moisture content of multicomponent liquids, which consists in measuring the dielectric constant and temperature, characterized in that they further measure the speed of propagation of ultrasound in the volume of the liquid and the speed of propagation of ultrasound along the wall of the waveguide, and then determine the value of moisture content by the empirical formula
W = k 0 + k 1 • ε + k 2 • C 0 + k 3 • C at + k 4 • t,
where k 0 - k 4 - constant coefficients determined during graduation;
ε is the measured value of the dielectric constant of the liquid;
With about and With in the measured values of the speed of ultrasound in the liquid volume and along the waveguide wall, respectively;
t is the measured value of the temperature of the liquid.
2. Устройство для определения влажности многокомпонентных жидкостей, содержащее сосуд с исследуемой жидкостью, излучатель и приемник ультразвука (УЗ), усилитель, детектор и каскад запуска, отличающееся тем, что в него дополнительно введены высокочастотный (ВЧ) генератор, датчик температура - частота, формирователь, преобразователь емкость - частота и цифровое вычислительное устройство (ЦВУ), причем излучатель УЗ включен в цепь положительной обратной связи ВЧ-генератора, приемник УЗ соединен с входом усилителя, выход которого соединен с входами детектора и формирователя, выход формирователя подключен к первому входу ЦВУ, выход детектора соединен с входом каскада запуска, выход которого подключен к управляющему входу ВЧ-генератора, датчик температура - частота подключен к второму входу ЦВУ, сосуд для исследуемой жидкости выполнен в виде двух трубчатых электродов, расположенных коаксиально один в другом и связанных на концах диэлектрическими звукоизолирующими втулками, каждый из трубчатых электродов электрически связан с входными выводами преобразователя емкость - частота, выход которого соединен с третьим входом ЦВУ, излучатель и приемник УЗ выполнен в виде пьезокерамических колец с металлизацией на цилиндрических поверхностях, жестко закрепленных на внешнем трубчатом электроде в местах, не совпадающих с местами установки диэлектрических втулок, и разнесенных друг от друга на расстоянии, значительно превышающее ширину пьезокерамических колец. 2. A device for determining the moisture content of multicomponent liquids, containing a vessel with a test liquid, an ultrasound emitter and receiver, an amplifier, a detector, and a start-up cascade, characterized in that a high-frequency (HF) generator, a temperature-frequency sensor, a shaper are added to it , a capacitance-frequency converter and a digital computing device (CVC), wherein the ultrasonic emitter is included in the positive feedback circuit of the RF generator, the ultrasonic receiver is connected to the amplifier input, the output of which is connected to the input detector and driver, the output of the driver is connected to the first input of the CVC, the output of the detector is connected to the input of the start-up cascade, the output of which is connected to the control input of the RF generator, the temperature and frequency sensor is connected to the second input of the CVC, the vessel for the test liquid is made in the form of two tubular electrodes located coaxially in one another and connected at the ends by dielectric sound insulating sleeves, each of the tubular electrodes is electrically connected to the input terminals of the transducer capacitance - often a, the output of which is connected to the third input of the CVC, the ultrasonic emitter and receiver are made in the form of piezoceramic rings with metallization on cylindrical surfaces, rigidly fixed to the external tubular electrode in places that do not coincide with the locations of the dielectric bushings, and spaced apart from each other, significantly exceeding the width of the piezoceramic rings.
RU95121293A 1995-12-18 1995-12-18 Process determining moisture content of multicomponent liquids and device for its realization RU2109277C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95121293A RU2109277C1 (en) 1995-12-18 1995-12-18 Process determining moisture content of multicomponent liquids and device for its realization

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95121293A RU2109277C1 (en) 1995-12-18 1995-12-18 Process determining moisture content of multicomponent liquids and device for its realization

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU95121293A RU95121293A (en) 1998-02-27
RU2109277C1 true RU2109277C1 (en) 1998-04-20

Family

ID=20174779

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU95121293A RU2109277C1 (en) 1995-12-18 1995-12-18 Process determining moisture content of multicomponent liquids and device for its realization

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2109277C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2190330A1 (en) * 2001-03-29 2003-07-16 Mesa Jose Antonio Garcia Olive oil production moisture and waste addition control consists of moisture measurement based on dielectric properties, with automated water addition

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
2. Кивилис С.С. Плотномеры - М.: Энергия, 1980, с. 224. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2190330A1 (en) * 2001-03-29 2003-07-16 Mesa Jose Antonio Garcia Olive oil production moisture and waste addition control consists of moisture measurement based on dielectric properties, with automated water addition

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sakharov et al. Liquid level sensor using ultrasonic Lamb waves
Martin et al. Viscosity and density sensing with ultrasonic plate waves
US7552619B2 (en) Measurement of density and viscoelasticity with a single acoustic wave sensor
JP2003502616A (en) Sensor device and method for detecting concentration and viscosity of liquid
US3010318A (en) Method and apparatus for measuring liquid level
US4117716A (en) Densitometer apparatus
EP2338047A2 (en) Method and device for determining characteristics of a medium
Mirea et al. Influence of liquid properties on the performance of S0-mode Lamb wave sensors: A theoretical analysis
JP3488554B2 (en) Solution sensor system
Matsiev Application of flexural mechanical resonators to simultaneous measurements of liquid density and viscosity
US7319934B2 (en) Method and device for determining the acoustic parameters of fluids in a resonator device
Zaitsev et al. Compact liquid analyzer based on a resonator with a lateral excitation electric field
RU2109277C1 (en) Process determining moisture content of multicomponent liquids and device for its realization
Borodina et al. Influence of the conductivity of a liquid contacting with a lateral electric field excited resonator based on PZT ceramics on its characteristics
Hoummady et al. Acoustic wave viscometer
RU2164340C2 (en) Method determining component rate of flow of gas and liquid mixture of products of gas and oil production in pipe- line and device for its embodiment
Zaitsev et al. A new liquid sensor based on a piezoelectric resonator with a radial electric field
RU4168U1 (en) VLOGOMETRIC SENSOR FOR LIQUIDS
Kielczynski et al. Determination of the shear impedance of viscoelastic liquids using cylindrical piezoceramic resonators
Iglesias et al. Proof of concept and preliminary results of gas detection by measuring the admittance at the resonance and anti-resonance of an uncoated CMUT
Hall et al. Measurement of ultrasonic absorption in liquids by the observations of acoustic streaming
Sukhinets et al. Intelligent flow meter on acoustic multivibrator
Püttmer et al. Ultrasonic density sensor—Analysis of errors due to thin layers of deposits on the sensor surface
Hollinger et al. Wireless surface-acoustic-wave-based humidity sensor
Khutornenko et al. Oscillation frequency of piezoelectric oscillating system with electrodes of hyperbolic and linear form in variable air gap