RU2451928C1 - Microwave technique for determining moisture content of liquid hydrocarbons and fuel - Google Patents
Microwave technique for determining moisture content of liquid hydrocarbons and fuel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2451928C1 RU2451928C1 RU2010147250/07A RU2010147250A RU2451928C1 RU 2451928 C1 RU2451928 C1 RU 2451928C1 RU 2010147250/07 A RU2010147250/07 A RU 2010147250/07A RU 2010147250 A RU2010147250 A RU 2010147250A RU 2451928 C1 RU2451928 C1 RU 2451928C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- moisture content
- liquid hydrocarbon
- liquid
- heating temperature
- microwave
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам определения влажности жидких углеводородов и топлив. Оно может найти применение в промышленности и лабораторной практике, в частности для экспресс-контроля влажности таких жидких органических сред, как бензин, керосин, в том числе и авиационный, машинное, трансформаторное масло и т.п.The invention relates to methods for determining the moisture content of liquid hydrocarbons and fuels. It can find application in industry and laboratory practice, in particular for express control of humidity of such liquid organic media as gasoline, kerosene, including aviation, machine, transformer oil, etc.
Известен СВЧ-способ определения твердых и жидких образцов, основанный на методе свободного пространства [см. Берлинер М.А. Измерение влажности / М.А.Берлинер. - М.: Энергия, 1973. - 345 с.]. Данный способ можно разделить на две модификации:The known microwave method for determining solid and liquid samples, based on the free space method [see Berliner M.A. Measurement of humidity / M.A. Berliner. - M .: Energy, 1973. - 345 p.]. This method can be divided into two modifications:
- с использованием проходящей волны;- using a transmitted wave;
- с использованием отраженной волны.- using a reflected wave.
В обеих модификациях измеряемой характеристикой служит коэффициент передачи или коэффициент отражения проходящей или отраженной волны.In both versions, the measured characteristic is the transmission coefficient or reflection coefficient of the transmitted or reflected wave.
Недостатком известного способа является сложная и дорогостоящая аппаратная реализация способа.The disadvantage of this method is the complex and expensive hardware implementation of the method.
В способе [см. Клюев, В.В. Неразрушающий контроль и диагностика: справочник. - М.: Машиностроение, 1995. - 487 с.] исследуемый образец строгой формы и размера помещают в полость объемного резонатора (ОР), возбуждают электромагнитное поле (ЭМП) определенной пространственной структуры. В цилиндрическом ОР (ЦОР) с колебанием типа E010 образец в виде цилиндрического стержня малого диаметра вводят вдоль оси; в ЦОР с колебанием H011 образцы большего диаметра и с большими потерями, имеющие форму цилиндра, катушек, пучков нитей и т.п., устанавливают вдоль оси резонатора, а образцы в виде тонких плоских дисков располагают перпендикулярно оси.In the method [see Klyuev, V.V. Nondestructive testing and diagnostics: a reference book. - M .: Mashinostroenie, 1995. - 487 p.] The test sample of strict shape and size is placed in the cavity of a volume resonator (OR), an electromagnetic field (EMF) of a certain spatial structure is excited. In a cylindrical OP (OR) with an oscillation of type E 010, a sample in the form of a cylindrical rod of small diameter is introduced along the axis; in the center with oscillation H 011, samples of larger diameter and with large losses, having the shape of a cylinder, spools, bundles of threads, etc., are installed along the axis of the resonator, and samples in the form of thin flat disks are placed perpendicular to the axis.
Выходными величинами первичного измерительного преобразователя (ПИП) служат вызванные введением исследуемого материала изменения параметров резонатора: резонансной частоты Δƒ=ƒ-ƒ0 и добротности ΔQ=Q-Q0, где ƒ0 и Q0 - значения собственных (ненагруженных) параметров резонатора.The output values of the primary measuring transducer (PIP) are changes in the resonator parameters caused by the introduction of the material under study: resonance frequency Δƒ = ƒ-ƒ 0 and Q factor ΔQ = QQ 0 , where ƒ 0 and Q 0 are the values of the intrinsic (unloaded) resonator parameters.
Недостатком данного способа является то, что необходим образец строгой формы и размера; образец необходимо помещать в строго определенное место ОР, так как структура поля определенного типа строго определена и неравномерна в пространственной полости резонатора; возможно перепутывание основного типа колебания с другими, что вызывает дополнительную погрешность, а применение фильтров снижает добротность основного типа колебания и усложняет конструкцию первичного измерительного преобразователя; необходимо отстраиваться от изменения геометрических размеров ОР, вызванных изменением температуры окружающей среды (что особенно важно в полевых условиях); аппаратная реализация способа достаточно сложна из-за наличия вентилей, циркуляторов, детектора, смесителя, измерителя добротности, частотомера, управляемого по частоте генератора СВЧ.The disadvantage of this method is that you need a sample of strict shape and size; the sample must be placed in a strictly defined place of the OP, since the structure of the field of a certain type is strictly defined and uneven in the spatial cavity of the resonator; it is possible to mix up the main type of oscillation with others, which causes an additional error, and the use of filters reduces the quality factor of the main type of oscillation and complicates the design of the primary measuring transducer; it is necessary to rebuild from changes in the geometric dimensions of ORs caused by changes in the ambient temperature (which is especially important in the field); the hardware implementation of the method is quite complicated due to the presence of valves, circulators, a detector, a mixer, a Q meter, a frequency meter controlled by the frequency of the microwave generator.
За прототип принят способ [Суслин М.А. СВЧ-способ определения влажности органических веществ. Патент РФ №2358261, МКИ3 G01N 22/04. - №2007144998/09; заявл. 03.12.07; опубл. 10.06.2009, бюл. №16], который заключаются в помещении исследуемого образца в замкнутую металлическую полость, возбуждении электромагнитного поля, размеры замкнутой металлической полости выбирают много больше длины волны питающего генератора СВЧ, при постоянной мощности питающего генератора СВЧ и фиксированном времени взаимодействия исследуемого влажного образца с электромагнитным полем измеряют температуру образца до помещения в замкнутую металлическую полость и температуру после взаимодействия и по разности температур определяют объемную долю влаги.For the prototype adopted the method [Suslin M.A. Microwave method for determining the moisture content of organic substances. RF patent No. 2358261, MKI 3 G01N 22/04. - No. 2007144998/09; declared 12/03/07; publ. 06/10/2009, bull. No. 16], which consists in placing the test sample in a closed metal cavity, exciting an electromagnetic field, the dimensions of the closed metal cavity are much larger than the wavelength of the microwave supply generator, and at a constant power of the microwave supply generator and the interaction time of the wet sample under study with the electromagnetic field, the temperature is measured the sample before being placed in a closed metal cavity and the temperature after the interaction and the temperature difference determine the volume fraction moisture.
Недостатком прототипа является невысокая точность определения влагосодержания вследствие влияния неравномерности электромагнитного поля, обусловленного изменением во времени мощности генератора. Например, на фиг.1 показана суммарная по всем осям напряженность электрической составляющей поля на частоте 2,45 ГГц. Моделирование проводилось в системе ANSYS (желтый цвет - минимальная интенсивность, сиреневый - максимальная, разница примерно в 15 раз). Наблюдается довольно сильная неоднородность поля, при этом поле сильно зависит от частоты генератора, места и формы кюветы. Измерения влагосодержания по абсолютному изменению температуры образца при СВЧ-нагреве имеют существенную инструментальную погрешность, вызванную неравномерностью электромагнитного поля. Так, в эксперименте с нагревом двух образцов воды без вращения в 12 мл кюветах наблюдается систематическая погрешность, случайная составляющая погрешности составляет 7-8%, наблюдаются "выпадные" точки, где разброс может достигать 10-15%.The disadvantage of the prototype is the low accuracy of determining moisture content due to the influence of uneven electromagnetic field due to a change in the power of the generator over time. For example, figure 1 shows the total electric field component along all axes at a frequency of 2.45 GHz. The simulation was carried out in the ANSYS system (yellow - minimum intensity, lilac - maximum, the difference is about 15 times). A rather strong inhomogeneity of the field is observed, while the field strongly depends on the frequency of the generator, the location and shape of the cell. Measurement of moisture content by the absolute change in sample temperature during microwave heating has a significant instrumental error caused by the unevenness of the electromagnetic field. So, in an experiment with heating two water samples without rotation in 12 ml cuvettes, a systematic error is observed, the random component of the error is 7-8%, “drop-out” points are observed where the spread can reach 10-15%.
Техническим результатом предлагаемого СВЧ-способа является повышение точности определения влажности.The technical result of the proposed microwave method is to increase the accuracy of determining moisture.
Данный технический результат достигается тем, что в известном СВЧ-способе определения влажности жидких углеводородов и топлив, который заключается в помещении исследуемого образца в замкнутую металлическую полость, возбуждении электромагнитного поля, при этом размеры замкнутой металлической полости выбраны много больше длины волны питающего генератора СВЧ, измерении температуры исследуемого образца до и после его взаимодействия с электромагнитным полем постоянной мощности, дополнительно в замкнутую металлическую полость помещают в трубопроводе контрольный образец жидкости с действительной и мнимой диэлектрическими проницаемостями, много большими, чем у исследуемого жидкого углеводорода, который помещают в отдельном трубопроводе, при этом трубопроводы контрольного и исследуемого образцов переплетены между собой, вращают трубопроводы со скоростью не менее 3 об/сек, а относительное объемное влагосодержание жидкого углеводорода V определяют по формулеThis technical result is achieved by the fact that in the known microwave method for determining the moisture content of liquid hydrocarbons and fuels, which consists in placing the test sample in a closed metal cavity, exciting an electromagnetic field, while the dimensions of the closed metal cavity are chosen to be much larger than the wavelength of the microwave supply generator, measuring the temperature of the test sample before and after its interaction with an electromagnetic field of constant power, additionally placed in a closed metal cavity in the pipeline, the control fluid sample with real and imaginary permittivities much larger than that of the liquid hydrocarbon under study, which is placed in a separate pipeline, while the pipelines of the control and test samples are intertwined, rotate the pipelines at a speed of at least 3 rpm, and the relative volumetric moisture content of liquid hydrocarbon V is determined by the formula
где Δt1э, - температура нагрева жидкого углеводорода с известной относительной объемной влажностью V0; Δt2э - температура нагрева контрольного жидкого образца совместно с жидким углеводородом с известной относительной объемной влажностью V0; Δt1, температура нагрева жидкого углеводорода с неизвестной относительной объемной влажностью V; Δt2 - температура нагрева контрольного жидкого образца совместно с жидким углеводородом с неизвестной относительной объемной влажностью V, начальные температуры образцов перед СВЧ-нагревом при измерениях Δt1э, Δt1, Δt2э, Δt2 равны между собой.where Δt 1e , is the temperature of heating a liquid hydrocarbon with a known relative volumetric humidity V 0 ; Δt 2e is the heating temperature of the control liquid sample together with a liquid hydrocarbon with a known relative volumetric humidity V 0 ; Δt 1 , heating temperature of a liquid hydrocarbon with unknown relative volumetric humidity V; Δt 2 is the heating temperature of the control liquid sample together with a liquid hydrocarbon with unknown relative volumetric humidity V, the initial temperatures of the samples before microwave heating in the measurements Δt 1e , Δt 1 , Δt 2e , Δt 2 are equal to each other.
На фиг.1 показана суммарная по всем осям напряженность электрической составляющей поля на частоте 2,45 ГГц в резонаторе СВЧ-печи, размеры резонатора: длина 32 см, ширина 32 см, высота 19 см, на фиг.2 - суммарная по всем осям напряженность электрической составляющей поля на частоте 2,45 ГГц в резонаторе СВЧ-печи (в центре цилиндр с керосином, в углах цилиндры с водой), на фиг.3 - пример структурной схемы реализации предлагаемого способа, на фиг.4 - фотографии кюветы и экспериментальной установки.Figure 1 shows the total electric field component in all axes at a frequency of 2.45 GHz in the resonator of the microwave oven, the dimensions of the resonator: length 32 cm, width 32 cm, height 19 cm, figure 2 - total voltage in all axes the electric component of the field at a frequency of 2.45 GHz in the resonator of the microwave oven (in the center is a cylinder with kerosene, in the corners there are cylinders with water), figure 3 is an example of a structural diagram of the implementation of the proposed method, figure 4 is a photograph of a cuvette and an experimental setup .
Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Дополнительно вводится контрольный образец. В качестве контрольного образца можно использовать, например, воду, этиленгликоль, этиловый спирт с известными электрофизическими свойствами. Абсолютный прирост температуры при СВЧ-нагреве контрольного образца дает поправку на изменение мощности генератора, компенсируя тем самым нестабильность мощности.The essence of the proposed method is as follows. Additionally, a control sample is introduced. As a control sample, for example, water, ethylene glycol, ethyl alcohol with known electrophysical properties can be used. The absolute temperature increase during microwave heating of the control sample gives a correction for the change in the generator power, thereby compensating for the instability of the power.
Исследуемый и контрольный образец помещают в переплетенные трубопроводы, которые в свою очередь располагают в замкнутой металлической полости. Размеры замкнутой металлической полости выбирают много больше длины волны (λг) питающего генератора СВЧ. Это обеспечивает возможность возбуждения в ненагруженном состоянии множества колебаний разной пространственной структуры.The test and control sample is placed in intertwined pipelines, which in turn are located in a closed metal cavity. The dimensions of the closed metal cavity choose much more than the wavelength (λ g ) of the microwave supply generator. This makes it possible to excite in an unloaded state many oscillations of different spatial structures.
Исследуемый и контрольный образец в виде переплетенных трубопроводов приводят во вращение со скоростью не менее 3 об/сек. Это обеспечивает значительное уменьшение влияния неравномерности поля - в максимумах и минимумах поля исследуемый и контрольный образцы находятся практически одинаковое время в интервале СВЧ-нагрева (время взаимодействия (Твзаимод.).The test and control sample in the form of intertwined pipelines is put into rotation at a speed of at least 3 rpm. This provides a significant reduction in the effect of field non-uniformity - at the maximums and minimums of the field, the studied and control samples are almost the same time in the interval of microwave heating (interaction time (T interaction ).
При фиксированной выходной мощности питающего генератора СВЧ (Pвых=const) и времени взаимодействия (Твзаимод.) жидких образцов с полем многих мод в замкнутом объеме (Твзаимод.=const) измеряется температура образцов перед помещением в замкнутый объем t1, °C, а затем температуры образцов t1нагр и T2нагр, °С, после Твзаимод. По разности температур Δt=Δt2-Δt1, где Δt1=t1-t1нагр, Δt2=t1-t2нагр, судят об объемной доле влаги.At a fixed output power of the microwave supply generator (P o = const) and the interaction time (T interaction ) of liquid samples with the field of many modes in a closed volume (T interaction = const), the temperature of the samples is measured before being placed in a closed volume t 1 , ° C and then the temperature of the samples t 1nagr and T 2nagr , ° C, after T interaction . The temperature difference Δt = Δt 2 -Δt 1 , where Δt 1 = t 1 -t 1nag , Δt 2 = t 1 -t 2nag , judge the volume fraction of moisture.
Контрольная жидкость с большими значениями действительной и мнимой диэлектрических проницаемостей концентрирует электромагнитное поле. Это дает возможность уменьшить мощность СВЧ-генератора, что повышает стабильность мощности.The control fluid with large values of the real and imaginary permittivities concentrates the electromagnetic field. This makes it possible to reduce the power of the microwave generator, which increases the stability of power.
На фиг.2 показана суммарная по всем осям напряженность электрической составляющей поля на частоте 2,45 ГГц в резонаторе СВЧ-печи (в центре цилиндр с керосином, в углах цилиндры с водой). Показана половина резонатора по высоте, для наглядности. Диаметр цилиндров с водой - 20 мм, высота - 79 мм. Относительная действительная диэлектрическая проницаемость воды - 70, относительная мнимая диэлектрическая проницаемость - 20.3. В центре находится цилиндр с керосином: диаметр - 36 мм, высота - 79 мм, относительная диэлектрическая проницаемость - 2.2. Частота 2,45 ГГц. Как видно из фиг.2, среда с большими значениями мнимой диэлектрической проницаемости и потерями концентрирует электромагнитное поле.Figure 2 shows the total electric field component in all axes at a frequency of 2.45 GHz in the resonator of the microwave oven (in the center is a cylinder with kerosene, in the corners there are cylinders with water). Shown half of the cavity in height, for clarity. The diameter of the cylinders with water is 20 mm, the height is 79 mm. The relative real dielectric constant of water is 70, the relative imaginary dielectric constant is 20.3. In the center is a cylinder with kerosene: diameter - 36 mm, height - 79 mm, relative dielectric constant - 2.2. Frequency 2.45 GHz. As can be seen from figure 2, the medium with large values of the imaginary dielectric constant and losses concentrates the electromagnetic field.
На фиг.3 показан пример структурной схемы устройства реализации предлагаемого способа. Устройство состоит из замкнутой металлической полости 1, трубопровода с исследуемым жидким углеводородом 2 и трубопровода 3 с контрольным образцом жидкости с действительной и мнимой диэлектрическими проницаемостями, много большими, чем у исследуемого жидкого углеводорода, возбуждающих щелей 4 (в примере их три), устройства приведения трубопроводов во вращение 5, генератора СВЧ 6 (например, магнетрон), делителя мощности 7, устройств измерения температур 8 и 9.Figure 3 shows an example of a structural diagram of a device for implementing the proposed method. The device consists of a closed
Постоянная Е измерительной ячейки определяется следующим образом. В первый трубопровод помещается жидкий углеводород с известным относительным объемным влагосодержанием V=V0, во второй - контрольная жидкость. Исследуемая и контрольная жидкости подвергаются СВЧ-нагреву в переплетенных трубопроводах, измеряются Δt1 - температура нагрева углеводорода с относительной объемной влажностью V0, и Δt2э - температура нагрева контрольной жидкости. Постоянная ячейки равнаThe constant E of the measuring cell is determined as follows. A liquid hydrocarbon with a known relative volumetric moisture content of V = V 0 is placed in the first pipeline, and a control liquid in the second. The investigated and control liquids are subjected to microwave heating in interlocking pipelines, Δt 1 is measured - the temperature of heating of a hydrocarbon with a relative volumetric humidity V 0 , and Δt 2e is the temperature of heating of the control liquid. Cell constant is
При СВЧ-нагреве жидкого углеводорода с неизвестной влажностью и контрольного образца относительное объемное влагосодержаниеWhen microwave heating a liquid hydrocarbon with unknown humidity and a control sample, the relative volumetric moisture content
где Δt1, температура нагрева жидкого углеводорода с неизвестной относительной объемной влажностью V; Δt2 - температура нагрева контрольного образца совместно с жидким углеводородом с неизвестной относительной объемной влажностью V.where Δt 1 is the heating temperature of a liquid hydrocarbon with unknown relative volumetric humidity V; Δt 2 is the heating temperature of the control sample together with liquid hydrocarbon with unknown relative volumetric humidity V.
Содержание влаги в жидких углеводородах и топливах (например, в авиационных керосинах) не превышает нескольких сотых долей процента, поэтому если контрольная жидкость имеет действительную и мнимую диэлектрические проницаемости, много большие, чем у исследуемого жидкого углеводорода, то изменение влагосодержания исследуемого жидкого углеводорода не влияет на интегральные действительную и мнимую диэлектрические проницаемости всей ячейки в виде переплетенных трубопроводов (ξ=const).The moisture content in liquid hydrocarbons and fuels (for example, aviation kerosene) does not exceed several hundredths of a percent, therefore, if the control liquid has real and imaginary permittivities much higher than that of the studied liquid hydrocarbon, then the change in the moisture content of the studied liquid hydrocarbon does not affect integral real and imaginary permittivities of the whole cell in the form of intertwined pipelines (ξ = const).
Эффективность предлагаемого способа иллюстрируется СВЧ-нагревом идентичных проб с водой во вращающихся кюветах с переплетенными трубопроводами. Эксперимент проведен в ВАИУ (г.Воронеж). Фотографии кюветы и экспериментальной установки приведены на фиг.4. Опыт показывает, что чем больше действительная и мнимая диэлектрическая проницаемость сред, тем погрешность от неравномерности поля больше.The effectiveness of the proposed method is illustrated by microwave heating of identical samples with water in rotating cells with intertwined pipelines. The experiment was carried out in VAIU (Voronezh). Photographs of the cell and experimental setup are shown in figure 4. Experience shows that the greater the real and imaginary dielectric constant of the media, the greater the error from the field unevenness.
Размер измерительной камеры составляет 32×32×19 см, мощность магнетрона - 0.8 кВт, кювета выполнена в виде двух переплетенных трубопроводов объемами 40 мл, внутренний диаметр трубопроводов равен 5 мм (меньше глубины проникновения ЭМ волны в воду), кюветы вращаются в измерительной камере со скоростью 240 об/мин, кюветы и устройство дозирования термостатированы. Дискретность отсчета электронного термометра составляла 0.1°С. В электронном термометре использовался сдвоенный параметрический датчик, состоящий из микросхемы термодатчика К1019ЕМ1 (К1019ЧТ1) и кремневого диода, которые в датчике располагаются рядом. Это позволяет снизить ошибку до 0,1°С на 100°С, причем не влияя на показания при 0°С. Измерялись температура до tнач и после СВЧ-нагрева tкон образцов в течение 1 минуты.The size of the measuring chamber is 32 × 32 × 19 cm, the magnetron power is 0.8 kW, the cuvette is made in the form of two intertwined pipelines with volumes of 40 ml, the internal diameter of the pipelines is 5 mm (less than the depth of penetration of the EM wave into water), the cuvettes rotate in the measuring chamber with at a speed of 240 rpm, the ditches and the dosing device are thermostatically controlled. The resolution of the reading of the electronic thermometer was 0.1 ° C. The electronic thermometer used a dual parametric sensor, consisting of a temperature sensor chip K1019EM1 (K1019CHT1) and a silicon diode, which are located nearby in the sensor. This allows you to reduce the error to 0.1 ° C at 100 ° C, and without affecting the readings at 0 ° C. The temperature was measured before t beg and after microwave heating t con samples for 1 minute.
Систематическая погрешность, свойственная для нагрева двух образцов воды без вращения, отсутствует. Случайная составляющая уменьшилась с 7-8% для образцов без переплетения до 3.2% для образцов в виде переплетенных трубопроводов. Переплетение трубопроводов и вращение их со скоростью ≈240 об/мин устраняет "выпадные" точки, где разброс может достигать 10-15% (случай без переплетения трубопроводов). Уменьшить случайную погрешность можно путем увеличения скорости вращения трубопроводов и улучшением термостатирования при дозировке и измерении.The systematic error inherent in heating two water samples without rotation is absent. The random component decreased from 7-8% for samples without weaving to 3.2% for samples in the form of bound pipelines. The interweaving of pipelines and their rotation at a speed of ≈240 rpm eliminates the “outfall” points where the spread can reach 10-15% (the case without interweaving of pipelines). The random error can be reduced by increasing the rotation speed of pipelines and by improving the temperature control during dosing and measurement.
Для этиленгликоля с 5% содержанием растворенной влаги случайная погрешность составила 2.3%. Для керосина марки ТС1 - менее 1%.For ethylene glycol with 5% dissolved moisture, the random error was 2.3%. For TC1 brand kerosene - less than 1%.
Таким образом, в предлагаемом способе реализуется дифференциальный метод измерения с поправкой на изменение мощности генератора СВЧ. Переплетенных трубопроводов, например, с водой и исследуемым топливом, их совместное вращение со скоростью не менее 3 об/сек, не только улучшает равномерность поля, но и повышает чувствительность измерений (это дает возможность уменьшить мощность СВЧ-генератора, что повышает стабильность мощности), что в совокупности повышает точность определения влагосодержания жидких углеводородов и топлив.Thus, the proposed method implements a differential measurement method adjusted for a change in the power of the microwave generator. For interwoven pipelines, for example, with water and test fuel, their joint rotation with a speed of at least 3 r / s not only improves field uniformity, but also increases the sensitivity of measurements (this makes it possible to reduce the power of the microwave generator, which increases the stability of power), which together increases the accuracy of determining the moisture content of liquid hydrocarbons and fuels.
Claims (1)
заключающийся в помещении исследуемого образца в замкнутую металлическую полость, возбуждении электромагнитного поля, при этом размеры замкнутой металлической полости выбраны много больше длины волны питающего генератора СВЧ, измерении температуры исследуемого образца до и после его взаимодействия с электромагнитным полем постоянной мощности, отличающийся тем, что в замкнутую металлическую полость дополнительно помещают в трубопроводе контрольный образец жидкости с действительной и мнимой диэлектрическими проницаемостями много большими, чем у исследуемого жидкого углеводорода, который помещают в отдельном трубопроводе, при этом трубопроводы контрольного и исследуемого образцов переплетены между собой, вращают трубопроводы со скоростью не менее 3 об/с, а относительное объемное влагосодержание жидкого углеводорода V определяют по формуле
где Δt1э - температура нагрева жидкого углеводорода с известной относительной объемной влажностью V0, Δt2э - температура нагрева контрольного жидкого образца совместно с жидким углеводородом с известной относительной объемной влажностью V0; Δt1 - температура нагрева жидкого углеводорода с неизвестной относительной объемной влажностью V; Δt2 - температура нагрева контрольного жидкого образца совместно с жидким углеводородом с неизвестной относительной объемной влажностью V, начальные температуры образцов перед СВЧ-нагревом при измерениях Δt1э, Δt1, Δt2э, Δt2 равны между собой. Microwave method for determining the moisture content of liquid hydrocarbons and fuels,
consisting in the placement of the test sample in a closed metal cavity, the excitation of an electromagnetic field, while the dimensions of the closed metal cavity are chosen much greater than the wavelength of the microwave supply generator, measuring the temperature of the test sample before and after its interaction with an electromagnetic field of constant power, characterized in that in a closed a metal cavity is additionally placed in the pipeline control sample of liquid with a real and imaginary dielectric constant of greater than that of the liquid hydrocarbon under study, which is placed in a separate pipeline, while the pipelines of the control and the test samples are intertwined, rotate the pipelines at a speed of at least 3 r / s, and the relative volumetric moisture content of liquid hydrocarbon V is determined by the formula
where Δt 1e is the heating temperature of a liquid hydrocarbon with a known relative volumetric humidity V 0 , Δt 2e is the heating temperature of a control liquid sample together with a liquid hydrocarbon with a known relative volumetric humidity V 0 ; Δt 1 is the heating temperature of a liquid hydrocarbon with unknown relative volumetric humidity V; Δt 2 is the heating temperature of the control liquid sample together with a liquid hydrocarbon with unknown relative volumetric humidity V, the initial temperatures of the samples before microwave heating in the measurements Δt 1e , Δt 1 , Δt 2e , Δt 2 are equal to each other.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010147250/07A RU2451928C1 (en) | 2010-11-18 | 2010-11-18 | Microwave technique for determining moisture content of liquid hydrocarbons and fuel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010147250/07A RU2451928C1 (en) | 2010-11-18 | 2010-11-18 | Microwave technique for determining moisture content of liquid hydrocarbons and fuel |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2451928C1 true RU2451928C1 (en) | 2012-05-27 |
Family
ID=46231752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010147250/07A RU2451928C1 (en) | 2010-11-18 | 2010-11-18 | Microwave technique for determining moisture content of liquid hydrocarbons and fuel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2451928C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2568678C2 (en) * | 2014-02-06 | 2015-11-20 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Method for determining availability of suspended moisture in liquid hydrocarbons |
| CN107340306A (en) * | 2017-09-08 | 2017-11-10 | 大连理工大学 | A kind of method for detecting oily waste water petrochina hydrocarbon content |
| CN110609045A (en) * | 2019-10-26 | 2019-12-24 | 河南极速环保有限公司 | Medical waste water content detection device and method by utilizing microwave heating technology |
| RU2723163C1 (en) * | 2019-05-07 | 2020-06-09 | Ирина Дмитриевна Гиззатова | Method of measuring moisture content and determining impurities of transformer oil |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3710789C2 (en) * | 1987-03-31 | 1992-10-15 | Messerschmitt-Boelkow-Blohm Gmbh, 8012 Ottobrunn, De | |
| CN2537960Y (en) * | 2002-04-28 | 2003-02-26 | 西安朗森科技有限责任公司 | High precision oil gas and water three phase flow automatic meter |
| RU2244293C2 (en) * | 2002-09-30 | 2005-01-10 | Тамбовский военный авиационный инженерный институт | Microwave method for evaluating liquid media moisture content and salinity |
| RU2287806C2 (en) * | 2004-11-11 | 2006-11-20 | Тамбовский военный авиационный инженерный институт | Microwave method of determination of volume percentage of moisture-containing additives in liquid hydrocarbons and fuels |
| RU2358261C1 (en) * | 2007-12-03 | 2009-06-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тамбовское высшее военное авиационное инженерное училище радиоэлектроники (военный институт) | Microwave method of determining moisture of organic substances |
-
2010
- 2010-11-18 RU RU2010147250/07A patent/RU2451928C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3710789C2 (en) * | 1987-03-31 | 1992-10-15 | Messerschmitt-Boelkow-Blohm Gmbh, 8012 Ottobrunn, De | |
| CN2537960Y (en) * | 2002-04-28 | 2003-02-26 | 西安朗森科技有限责任公司 | High precision oil gas and water three phase flow automatic meter |
| RU2244293C2 (en) * | 2002-09-30 | 2005-01-10 | Тамбовский военный авиационный инженерный институт | Microwave method for evaluating liquid media moisture content and salinity |
| RU2287806C2 (en) * | 2004-11-11 | 2006-11-20 | Тамбовский военный авиационный инженерный институт | Microwave method of determination of volume percentage of moisture-containing additives in liquid hydrocarbons and fuels |
| RU2358261C1 (en) * | 2007-12-03 | 2009-06-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тамбовское высшее военное авиационное инженерное училище радиоэлектроники (военный институт) | Microwave method of determining moisture of organic substances |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2568678C2 (en) * | 2014-02-06 | 2015-11-20 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Method for determining availability of suspended moisture in liquid hydrocarbons |
| CN107340306A (en) * | 2017-09-08 | 2017-11-10 | 大连理工大学 | A kind of method for detecting oily waste water petrochina hydrocarbon content |
| CN107340306B (en) * | 2017-09-08 | 2019-08-09 | 大连理工大学 | A kind of method of petroleum hydrocarbon content in detection oily waste water |
| RU2723163C1 (en) * | 2019-05-07 | 2020-06-09 | Ирина Дмитриевна Гиззатова | Method of measuring moisture content and determining impurities of transformer oil |
| CN110609045A (en) * | 2019-10-26 | 2019-12-24 | 河南极速环保有限公司 | Medical waste water content detection device and method by utilizing microwave heating technology |
| CN110609045B (en) * | 2019-10-26 | 2023-10-27 | 河南极速环保有限公司 | Medical waste water content detection device and detection method by utilizing microwave heating technology |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6196664B2 (en) | Microwave cavity sensor | |
| US20230400419A1 (en) | Pavement material microwave density measurement methods and apparatuses | |
| RU2451928C1 (en) | Microwave technique for determining moisture content of liquid hydrocarbons and fuel | |
| WO2012176129A2 (en) | Matrix permittivity determination | |
| RU2358261C1 (en) | Microwave method of determining moisture of organic substances | |
| Yang et al. | Research on Low Water Volume Fraction Measurement of Two-Phase Flow Based on TM 010 Mode Microwave Cavity Sensor | |
| US7223608B2 (en) | Resonance-enhanced dielectric sensing of chemical and biological species | |
| Chen et al. | Microwave resonant device for water content on-line measurement of lubricating oil | |
| RU2559840C1 (en) | Microwave technique for determining precipitated moisture in liquid hydrocarbons | |
| RU2287806C2 (en) | Microwave method of determination of volume percentage of moisture-containing additives in liquid hydrocarbons and fuels | |
| RU2244293C2 (en) | Microwave method for evaluating liquid media moisture content and salinity | |
| Wichaidit et al. | Resonant slot antennas as transducers of DNA hybridization: A computational feasibility study | |
| Hu et al. | Experimental study on the variation of soil dielectric permittivity under the influence of soil compaction and water content | |
| RU2306552C1 (en) | Uhf-method of determination of availability of the moist suspension in the liquid hydrocarbons | |
| RU2530983C1 (en) | Method of drying wood in microwave wood drying kiln with resonance method | |
| RU169540U1 (en) | FLOW MICROWAVE HUMIDIFIER | |
| RU2131120C1 (en) | Device determining parameters of dielectric materials | |
| Zhang et al. | Error quantification of dielectric spectroscopy on carbonate core plugs | |
| Eremenko et al. | High loss liquids permittivity measurement using millimeter wave differential dielectrometer | |
| RU2447420C1 (en) | Method of measuring moisture content of transformer oil | |
| RU2568678C2 (en) | Method for determining availability of suspended moisture in liquid hydrocarbons | |
| Wang et al. | Noncontact monitoring of thin hydrate layers with microwave cavity resonator | |
| RU2571631C1 (en) | Microwave technique for determining precipitated moisture in liquid hydrocarbons | |
| Jeong | Microwave Resonant Cavity Sensor for Liquid Identification | |
| LV14331B (en) | Method and device for determination of moisture content of liquid, gaseous and multiphase materials by measuring of absorption factor and dielectric permittivity |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131119 |