SU1497531A1 - Способ определени влажности диэлектрического вещества - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике. Цель изобретени  - обеспечение возможности измерени  частотно недисперсных диэлектрических веществ (ДВ), движущихс  в потоке. Данный способ определени  влажности ДВ реализуетс  устройством, содержащим трубопровод 1 с исследуемым ДВ, резонаторы 2 и 3, автогенераторы 4 и 5, блок вычислений 6 и индикатор 7. Сущность данного способа состоит в том, что исследуемое ДВ (например, нефть или нефтепродукты) перемещаетс  по трубопроводу 1, определ   собственные частоты F₁ и F₂ резонаторов 2 и 3, расположенных на измерительном участке трубопровода 1. Резонаторы 2 и 3 включены как частотозадающие эл-ты в схеме соответствующих автогенераторов 4 и 5. Частоты F₁ и F₂,  вл ющиес  функци ми от диэлектрических проницаемостей воды и обезвоженного ДВ, а также от влажности ДВ, поступают на блок вычислений 6 дл  определени  влажности. 3 ил.

Description

CD

«

сл

оо

Фиг.1

3149

Изобретение относитс  к измери- тбльной технике и может быть использовано .дл  оперативного автоматического измерени  влажности диэлектри- ческих веществ независимо от величин их диэлектрических проницаемостей и их изменений в процессе измерени , в :Частности дл  измерени  влажности не|фти и нефтепродуктов, перемещаемых пс| трубопроводам независимо от их сЬртности.

Целью изобретени   вл етс  обеспечение возможности измерени  частотно нёдисперсных диэлектрических веществ движущихс  в потоке.

На фиг. 1 приведена структурна  электрическа  схема влагомера дл  осуществлени  способа определени  влажности диэлектрического вещества; на фиг. 2 - график аависимости ди- эЛектрической проницаемости воды от изменени  частоты электромагнитного сигнала; на фиг. 3 - график выбора рабочих частот электромагнитного сигнала.

Влагомер содержит трубопровод 1 с исследуемым диэлектрическим веществом , резонаторы 2 и 3, автогенераторы 4 и 5, блок 6 вычислений и индикатор 7.

Влагомер работает следующим образом .

Исследуемое диэлектрическое вещество перемещаетс  по трубопроводу 1, определ   собственные (резонансные ) частоты f и f- резонаторов 2 и 3, расположенных на измерительном участке трубопровода 1. Резонаторы 2 и 3 как ВЧ так и СВЧ-диапазона частот могут быть выполнены проточными Н(а содержащими каких-либо элементов. внутри трубопровода и не преп тствующими движению потока. Например, это могут быть резонаторы объемного типа с запредельными торцовыми участками , открытыми дл  потока или объемные резонаторы с пропущенной через отверсти  в стенках их полостей насквозь диэлектрической трубкой и другие. Резонаторы 2 и 3 включены как частотозадающие элементы в схеме соответствующих автогенераторов 4 и 5„ Частоты f , и f этих автогенераторов ,  вл ющиес  функци ми f , (5,{, W) и .PB W) поступают на блок 6 вычислений дл  определени  влажности . В функциональных зависимост х прин ты следующие обозначени : c

диэлектрическа  проницаемость обезвоженного исследуемого диэлектрического веп;ества; Eg - диэлектрическа  проницаемость воды соответственно на частотах f или f электромагнитного сигнала; W - влажность исследуемого диэлектрического вещества.

Дл  измерени  влажности необходимо знание аналитической зависимости 6(, W), в отсутствие такой расчетной зависимости дл  каких-либо измер емых диэлектрических веществ она устанавливаетс  экспериментально с последующей ее аппроксимацией подход щим аналитическим выражением.

Дл  диэлектрических веществ типа непол рных жидкостей в том числе дл  нефт ной эмульсии и нефтепродуктов зависимость(бц, 50, W) можно записать следующим образом:.

3W

и(

(1)

„ в+2еи

где D с -сГ CB-CK

С учетом (1) система двух уравнений дл  определени  W, записанна  дл  измерений диэлектрической проницаемости Е и соответственно на частотах f и f- имеет вид

5

3W

f, -би ±1

5

0

3W

(2)

где

,иО- ).

|,,.2.f,

-.. - fu .- fx

f.

5

0

- -H - Cuf.,

Уравнени  в системе (2) и решение этой системы можно существенно упростить , если положить Df,-Ws;Df ,; Df -W«:Df и не завис т от f j,, что допустимо при малых влагосодержани х (до 5%) и реальных пределах изменени  6ц .

Тогда, при ц бц Рб1иа  систему уравнений (2) относительно W находим

i, - fi-г

3 I

1

(3)

с с

С. п- -Ci

Df

, %. Измерение величин 6. и fj можно производить методами, известными в ВЧ и СВЧ-диэлькометрии. Например, . это можно осуществить, производ  резонансные измерени  с определением резонансных частот f -7 соответствующих колебательных систем ВЧ- и

5149

СВЧ-диапазонов или двух колебательных систем СВЧ-диапазона.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ определени  влажности диэлектрического вещества, включающий воздействие на исследуемое диэлектрическое вещество электромагнитным сигналом и определение по результатам воздействи  его диэлектрической проницаемости 5, о тлич.ающий- с   тем, что, с целью обеспечени  возможности измерени  частотно не- дисперсных диэлектрических веществ, движущихс  в потоке, повторно воздействуют на исследуемое диэлектрическое вещ ество дополнительным электромагнитным сигналом и определ ют по результатам воздействи  его диэлект тричес-кую проницаемость Е , причем частоты этих электромагнитных сигна s

   80 W 60

   50 40 30 20 10

   10 Ю Ю 10

   16

   лов соответствуют различным значени м диэлектрической проницаемости воды и частоту по меньшей мере одного из этих электромагнитных сигналов выбирают в СВЧ-диапазоне, а влажиост W исследуемого диэлектрического вещества определ ют по формуле

   f,

   LIT I I рГ

   D. -ч, )- f,

   3

   i, 2

   „, в{,. .

   где D,

   p CRi, tuo Св,Сд - значение диэлектрической проницаемости воды соответственно на частотах f,

   О ф.1 ; г CBij-CHo

   и f. электромагнитного сигнала;

   номинальное значение диэлектрической проницаемости обезвоженного исследуемого диэлектрического вещества.

   9 юю Qil /.

   Фиг, 2

   а

   Физ.д