RU2755652C1 - Устройство экспресс-контроля содержания нефти и механических частиц в подтоварной воде - Google Patents
Устройство экспресс-контроля содержания нефти и механических частиц в подтоварной воде Download PDFInfo
- Publication number
- RU2755652C1 RU2755652C1 RU2021105294A RU2021105294A RU2755652C1 RU 2755652 C1 RU2755652 C1 RU 2755652C1 RU 2021105294 A RU2021105294 A RU 2021105294A RU 2021105294 A RU2021105294 A RU 2021105294A RU 2755652 C1 RU2755652 C1 RU 2755652C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- laser
- cell
- oil
- photodetector
- produced water
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/85—Investigating moving fluids or granular solids
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Optical Measuring Cells (AREA)
Abstract
Использование: для определения содержания нефти и механических частиц в подтоварной воде на нефтедобывающих предприятиях. Сущность изобретения заключается в том, что устройство экспресс-контроля содержания нефти и механических частиц в подтоварной воде состоит из источника лазерного излучения, проточной кюветы для анализируемого продукта, гомогенизатора, полупрозрачного делителя, размещенного между лазером и проточной кюветой, фотоприемника контроля интенсивности излучения лазера, фотоприемников для регистрации прямопрошедшего через кювету и рассеянного частицами среды излучения, прикрепленного к кювете со стороны лазера соосно с ним и имеющего центральное отверстие диаметром, равным диаметру лазерного луча, проходящего через него в кювету, блок обработки сигналов фотоприемников. Кювета, фотоприемники и полупрозрачный делитель размещены в закрытом измерительном блоке, термостатированном при постоянной температуре в диапазоне от 20 до 25°С с погрешностью ±1°С, имеющем входное отверстие для направления лазерного луча через полупрозрачный делитель в кювету. Гомогенизатор может иметь ультразвуковой принцип работы. Технический результат: обеспечение возможности определения содержания нефти и механических частиц в подтоварной воде и повышение точности их измерений. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к оптическим измерениям и технике контроля концентраций взвешенных частиц в воде и может быть использовано для определения содержания нефти и механических частиц в подтоварной воде на нефтедобывающих предприятиях, а также для экологического мониторинга водных сред.
Известен детектор концентрации нефти в воде (патент США № 4201471, опубликованный в 1978 г.), который содержит рассеивающий объем, выполненный в виде полого цилиндра, закрепленный через конические переходы в разрыве трубопровода промысловых сточных вод, в котором выполнены три прозрачных окна, соединенные с помощью волоконно-оптических кабелей соответственно с лазером и двумя фотоприемниками, причем один фотоприемник служит для регистрации прямого излучения лазера, прошедшего через рассеивающий объем, а второй, окно для которого установлено под углом относительно окна для регистрации прямого излучения, для регистрации излучения, рассеянного на нефтяных частицах, при этом выходы фотоприемников через предварительные усилители, аналого-цифровой преобразователь и интерфейс подключены к входу компьютера.
Недостатками устройства являются не высокая точность измерений и определение в воде только одного показателя – содержания нефти.
Известно устройство определения концентрации нефти и нефтепродуктов в воде (а.с. № 1453272, опубликованное в 1989 г.), содержащее стабилизированный источник излучения, фотометрическую кювету, выполненную в виде цилиндрического корпуса с оптическими окнами, с входным и выходным штуцерами, фотоприемник, соединенный с блоком обработки сигналов, два электромагнитных клапана, емкость с растворителем, насос и блок коммутации, соединенный с блоком обработки сигнала, внутренний объем фотометрической кюветы выполнен в виде усеченных корпусов, на конических поверхностях которых выполнены, по крайней мере три канавки, симметричных относительно оптической оси, оптические окна расположены в вершинах усеченных конусов, выходной штуцер содержит симметричные отверстия, совпадающие с канавками на конических поверхностях, электромагнитные клапаны установлены на входе и выходе кюветы и гидравлически связаны между собой через емкость с растворителем и насос, блок коммутации электрически соединен с источником излучения и выполнен с возможностью автоматической регулировки клапанов.
Недостатками устройства являются низкая надежность и не возможность определения кроме концентрации нефти еще содержание механических частиц в подтоварной воде.
Известно устройство для определения размеров и числа частиц в жидкости (патент РФ № 2149379, опубликованный в 2000 г.), содержащее приемное устройство; оптическую систему; источник излучения; аналого-цифровой преобразователь, осуществляющий преобразование электрического сигнала с приемного устройства в цифровой код; регулярный многоэлементный световод, выполняющий функции передачи изображения анализируемой среды на приемное устройство, которое выполнено в виде двухкоординатного многоэлементного приемника излучения на основе ПЗС-матрицы; нерегулярный многоэлементный световод, выполняющий функции передачи импульса оптической подсветки в исследуемую среду; микро ЭВМ, выполняющая функции обработки цифрового сигнала, следующего на нее с аналого-цифрового преобразователя; устройство генерации импульсной подсветки, синхронизируемое с циклом накопления заряда ПЗС-матрицы.
Недостатком устройства является не возможность разделять нефтяные и механические частицы в подтоварной воде.
Общим недостатком известных устройств является определение в воде только одного показателя – содержания нефти или механических частиц. На практике для определения обоих показателей качества подтоварной воды используют сразу несколько методик анализа, что увеличивает затраты и удлиняет процесс контроля.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство «Детектор концентрации нефти в воде», патент РФ № 2308707, опубликованный в 2007 г. (прототип). Оно включает лазерный источник излучения, проточную кювету с анализируемым образцом, фотоприемник, регистрирующий прямопрошедший через кювету световой поток, фотоприемник, регистрирующий интенсивность рассеяния, расположенный перпендикулярно к нему. Лазер и фотоприемники закреплены на вращающемся с помощью двигателя столике. Устройство содержит также блоки калибровки, промывки, аварийной сигнализации и обработки сигналов фотоприемников.
Недостатком устройства является его высокая сложность, не высокая точность измерений и не возможность определения кроме концентрации нефти в воде содержания механических частиц.
Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в повышении точности измерений и определения в подтоварной воде дополнительно концентрации механических частиц. Для уменьшения и усреднения размеров нефтяных шариков присутствующих в подтоварной воде ее перед измерением пропускают через гомогенизатор, который может иметь ультразвуковой принцип работы. Это обеспечивают более мелкое дробление частиц нефти, позволяет определять сразу два параметра качества подтоварной воды – содержание нефти и механических частиц. Для устранения колебаний мощности лазерного источника излучения в предложенном устройстве между лазером и проточной кюветой установлена полупрозрачная пластина, которая часть излучения лазера направляет на фотоприемник контроля мощности лазера. Зарегистрированный сигнал используется блоком обработки сигналов для корректировки измеренных сигналов фотоприемников и устраняет погрешности измерений связанные с колебаниями мощности лазера. Фотоприемник контроля рассеянного излучения, расположенный под углом 90º к направлению прямопрошедшего через проточную кювету светового потока (прототип) заменен на фотоприемник рассеянного назад лазерного излучения, который крепится непосредственно на кювете со стороны лазера соосно к нему. Фотоприемник имеет центральное отверстие диаметром равным диаметру лазерного луча, проходящего через него в кювету. Расположение и конструкция фотоприемника рассеянного назад излучения позволяет регистрировать рассеяние в углах от 100 до 180º. Это обеспечивает возможность определения через зарегистрированные сигналы концентрации сразу двух контролируемых параметров в подтоварной воде – нефти и механических частиц. Для устранения погрешностей измерения устройства из-за колебаний температуры регистрирующих фотоприемников и контролируемой среды, протекающей через кювету, фотоприемники, проточная кювета и полупрозрачная пластина размещены в блоке термостатированном при температуре 25-30ºС с погрешностью ±1°С, имеющим отверстие для ввода в него лазерного луча направленного через делитель светового потока в кювету, что также улучшает точность измерений.
Технический результат, который может быть получен при использовании заявляемого устройства, достигается за счет использования гомогенизатора подтоварной воды, полупрозрачного делителя, размещенного между лазером и проточной кюветой, фотоприемника контроля интенсивности излучения лазера, фотоприемника рассеянного излучения размещенного на кювете со стороны лазера на одной оси с ним и имеющего центральное отверстие диаметром равным диаметру лазерного луча для прохода через него в кювету. Кювета, фотоприемники и полупрозрачный делитель размещены в закрытом измерительном блоке, термостатированном при постоянной температуре в диапазоне от 20 до 25°С с погрешностью ±1°С, имеющим входное отверстие для направления лазерного луча через полупрозрачный делитель в кювету. Гомогенизатор может представлять собой ультразвуковое устройство.
Таким образом, заявляемая совокупность признаков является существенной и необходимой для достижения поставленной цели.
Сущность изобретения устройства поясняется чертежом, где на фиг.1 приведена схема предлагаемого устройства.
Устройство содержит лазерный источник излучения 1, полупрозрачный делитель лазерного светового потока 2, фотоприемник контроля мощности лазера 3, фотоприемник регистрации рассеянного назад лазерного излучения частицами нефти и механических примесей 4, проточную кювету 5, гомогенизатор 6, фотоприемник 7, регистрирующий прямопрошедший через кювету световой поток, электронный блок обработки сигналов фотоприемников 8 и термостатированный блок 9.
Устройство работает следующим образом. Лазерное излучение от лазера 1 направляют на полупрозрачный делитель лазерного светового потока 2, который часть излучения направляет на фотоприемник 3, для контроля мощности лазера, прошедший через делитель световой поток попадает через центральное отверстие в фотоприемнике 4 в проточную кювету 5, через которую прокачивают пробу подтоварной воды прошедшую через гомогенизатор 6. Рассеянное назад частицами нефти и механических примесей лазерное излучение регистрируют фотоприёмником 4, а прямопрошедший через кювету лазерный луч регистрируется фотоприемником 7. Сигналы от фотоприемников 3, 4 и 7 поступают в блок обработки 8, который преобразует их в количественное содержание нефти и механических частиц в подтоварной воде. При этом кювета, фотоприемники и полупрозрачный делитель размещены в закрытом измерительном блоке 9 термостатированном при постоянной температуре в диапазоне от 25 до 30°С с погрешностью ±1°С, имеющим входное отверстие для направления лазерного луча через полупрозрачный делитель в кювету, что обеспечивает одинаковую температуру у всех регистрирующих фотоприемников и протекающей через кювету контролируемой пробы подтоварной воды.
Таким образом, представленное изобретение позволяет повысить точность измерений и контролировать содержание нефти и механических частиц в подтоварной воде.
Claims (2)
1. Устройство экспресс-контроля содержания нефти в подтоварной воде, состоящее из источника лазерного излучения, проточной кюветы для анализируемого продукта, фотоприемников для регистрации прямопрошедшего через кювету и рассеянного частицами среды излучения блока обработки сигналов фотоприемников, отличающееся тем, что с целью повышения точности измерений и определения дополнительно в подтоварной воде механических примесей оно содержит гомогенизатор подтоварной воды, полупрозрачный делитель, размещенный между лазером и проточной кюветой, фотоприемник контроля интенсивности излучения лазера, фотоприемник рассеянного излучения, прикрепленный к кювете со стороны лазера соосно с ним и имеющий центральное отверстие диаметром, равным диаметру лазерного луча, проходящего через него в кювету, фотоприемники, кювета и полупрозрачный делитель размещены в закрытом измерительном блоке, термостатированном при постоянной температуре в диапазоне от 20 до 25°С с погрешностью ±1°С, имеющем входное отверстие для направления лазерного луча через полупрозрачный делитель в кювету.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что гомогенизатор представляет собой ультразвуковое устройство.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021105294A RU2755652C1 (ru) | 2021-03-02 | 2021-03-02 | Устройство экспресс-контроля содержания нефти и механических частиц в подтоварной воде |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021105294A RU2755652C1 (ru) | 2021-03-02 | 2021-03-02 | Устройство экспресс-контроля содержания нефти и механических частиц в подтоварной воде |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2755652C1 true RU2755652C1 (ru) | 2021-09-17 |
Family
ID=77745525
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021105294A RU2755652C1 (ru) | 2021-03-02 | 2021-03-02 | Устройство экспресс-контроля содержания нефти и механических частиц в подтоварной воде |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2755652C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2781503C1 (ru) * | 2022-03-22 | 2022-10-12 | Сергей Станиславович Беднаржевский | Способ и устройство определения нефти, механических частиц и их среднего размера в подтоварной воде |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1436893A3 (ru) * | 1977-08-26 | 1988-11-07 | Ай-Ти-Ти-Индастриз, Инк (Фирма) | Устройство дл измерени концентрации нефти в воде |
RU2083972C1 (ru) * | 1995-04-28 | 1997-07-10 | Ульяновское высшее военно-техническое училище им.Богдана Хмельницкого | Устройство индикации загрязнения сточных вод нефтепродуктами |
RU52185U1 (ru) * | 2005-09-19 | 2006-03-10 | Научно-исследовательский центр прикладной электродинамики Казанского государственного технического университета имени А.Н. Туполева | Детектор концентрации нефти в воде |
RU2308707C2 (ru) * | 2005-08-04 | 2007-10-20 | Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования Казанский государственный технический университет им.А.Н.Туполева | Детектор концентрации нефти в воде |
US20160252457A1 (en) * | 2013-11-25 | 2016-09-01 | Ldi Innovation Oü | Device for remote oil detection |
RU2741041C1 (ru) * | 2020-02-10 | 2021-01-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ижевская государственная сельскохозяйственная академия" (ФГБОУ ВО Ижевская ГСХА) | Способ контроля и очистки сточных вод |
-
2021
- 2021-03-02 RU RU2021105294A patent/RU2755652C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1436893A3 (ru) * | 1977-08-26 | 1988-11-07 | Ай-Ти-Ти-Индастриз, Инк (Фирма) | Устройство дл измерени концентрации нефти в воде |
RU2083972C1 (ru) * | 1995-04-28 | 1997-07-10 | Ульяновское высшее военно-техническое училище им.Богдана Хмельницкого | Устройство индикации загрязнения сточных вод нефтепродуктами |
RU2308707C2 (ru) * | 2005-08-04 | 2007-10-20 | Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования Казанский государственный технический университет им.А.Н.Туполева | Детектор концентрации нефти в воде |
RU52185U1 (ru) * | 2005-09-19 | 2006-03-10 | Научно-исследовательский центр прикладной электродинамики Казанского государственного технического университета имени А.Н. Туполева | Детектор концентрации нефти в воде |
US20160252457A1 (en) * | 2013-11-25 | 2016-09-01 | Ldi Innovation Oü | Device for remote oil detection |
RU2741041C1 (ru) * | 2020-02-10 | 2021-01-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ижевская государственная сельскохозяйственная академия" (ФГБОУ ВО Ижевская ГСХА) | Способ контроля и очистки сточных вод |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2798259C1 (ru) * | 2022-02-14 | 2023-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Малое инновационное предприятие" (ООО "МИП "ПрогнозРНМ") | Установка мониторинга качества и управления потоками подтоварной воды для системы ППД |
RU2781503C1 (ru) * | 2022-03-22 | 2022-10-12 | Сергей Станиславович Беднаржевский | Способ и устройство определения нефти, механических частиц и их среднего размера в подтоварной воде |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3255597B2 (ja) | 溶血、黄疸または脂肪血症の存在を決定する方法と装置、血清指数を決定する方法、試料を移す方法と装置、および予検を行う方法と装置 | |
US6052184A (en) | Miniature, submersible, versatile, light scattering probe for absolute equilibrium and non-equilibrium characterization of macromolecular and colloidal solutions | |
CA1242595A (en) | Sample cell for light scattering measurements | |
US5194909A (en) | Apparatus and method for measuring volume and hemoglobin concentration of red blood cells | |
CN104730054B (zh) | 一种一体化探头式光电水质多参数在线测量系统 | |
AU597168B2 (en) | Sensor and method for detecting the presence of air bubbles in liquid | |
US4747685A (en) | Biological microparticle inspection apparatus | |
US20090185160A1 (en) | Measuring device for determining the size, size distribution and quantity of particles in the nanoscopic range | |
US6618144B1 (en) | Device and method of simultaneously measuring the light scattering from multiple liquid samples containing polymers and/or colloids | |
US4907884A (en) | Sample cell monitoring system | |
US3819270A (en) | Blood cell analyzer | |
JPH0141934B2 (ru) | ||
CA2567452A1 (en) | Automatic mixing and dilution methods and apparatus for online characterization of equilibrium and non-equilibrium properties of solutions containing polymers and/or colloids | |
CN108287126B (zh) | 纳米颗粒粒径测量系统 | |
US6632679B1 (en) | Method to determine the speed of sedimentation of blood and other parameters correlated thereto, and relative apparatus | |
US6653150B1 (en) | Automatic mixing and dilution methods for online characterization of equilibrium and non-equilibrium properties of solutions containing polymers and/or colloids | |
RU2343456C1 (ru) | Устройство для определения агрегационной способности тромбоцитов и свертываемости крови | |
JP6359535B2 (ja) | 血液沈降速度およびそれに関連する他のパラメータを決定する装置および方法 | |
CN1727902A (zh) | 全自动尿液分析系统 | |
JP4309107B2 (ja) | 溶解度測定用のフローセルシステム | |
RU2755652C1 (ru) | Устройство экспресс-контроля содержания нефти и механических частиц в подтоварной воде | |
US3013466A (en) | Turbidity measuring instrument | |
US5120979A (en) | Apparatus and method for analysis of a sample medium in a gap between a tube and a float | |
CN201408166Y (zh) | 投入式快速水质分析仪 | |
JPS61110033A (ja) | 凝集反応の測定装置 |