Электронная измерительная рулетка-пробоотборник
Полезная модель направлена на совмещение отбора и повышение точности замеров уровней средних и точечных проб нефти, эмульсий, нефтепродуктов и подтоварной воды со снижением материальных и временных затрат па их проведение. Указанный технический результат достигается тем, что рулетка снабжена измерительной лентой, которая прикреплена к пробоотборнику, индикатором, состоящим из электронной схемы соединенной через контакты с измерительной лентой, пробоотборником или его металлическим корпусом, а через трос заземления с резервуаром. При наличии воды и эмульсий между ними замыкается цепь и загорается светодиод индикатора. Простыми измерительными рулетками подтоварную воду и слои эмульсии определяют с помощью неэффективной водочувствительной пасты. Электронные устройства такого же назначения по замеру подтоварной воды и эмульсий в нефти и нефтепродуктах частично решают в основном только локальные задачи и являются на сегодня очень дорогостоящим оборудованием.
Электронная измерительная рулетка-пробоотборник относится к контрольно-измерительной технике и предназначена для отбора проб, состава слоев нефти с эмульсией или подтоварной водой по всей высоте резервуара в любой точке, в сочетании кондуктометрического блока и датчика уровня воды с различными электрическими схемами.
Известно устройство пробоотборник с опрокидывающейся крышкой ПН-2, разработанное в соответствии с требованиями ГОСТ 2517-85 «Нефть и нефтепродукты. Методы отбора проб».
Устройство представляет собой цилиндрический сосуд с поворотной крышкой, к которой прикрепляются два металлических троса. Места крепления тросов расположены по разным сторонам оси, при натяжении одного из тросов крышка закрывается, при натяжении другого - открывается. Пробоотборник переносной, цельнометаллический с откидывающейся крышкой, предназначен для отбора точечных проб нефти и нефтепродуктов с давлением насыщенных паров не более 100 кПа из вертикальных и горизонтальных резервуаров, подземных хранилищ, нефтеналивных судов, железнодорожных и автомобильных цистерн и резервуаров траншейного типа.
Недостатком данного устройства является необходимость предварительного замера уровня продукта замерными рулетками, затем каким-то образом фиксировать отметки высоты отбора части пробы сверху, с половины уровня и со дна резервуара на тросе. Практически это делается в слепую, что влияет на точность отбора частей средней пробы нефти и нефтепродуктов и не на точном определении качества. Отсутствует возможность замера границ при прохождении пробоотборника через эмульсионный слой продукта, а так же невозможность определения донного слоя подтоварной воды в резервуаре ниже высоты пробоотборника.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство МПК G01F 23/04, рулетка индикационная, измерительная, металлическая (заявка России 
2010102631 МПК G01F 23/04).
Устройство содержит: ручку, корпус рулетки, ось, узел перемотки, рычаг, ленту измерительную, корпус индикатора, световые окна, проходной контакт заземления, контакт заземления корпуса рулетки, опорный валик, контактная петля, штифт узла крепления ленты, груз, подпятник груза из изоляционного материала. Подтоварная вода, вместе с механическими примесями в резервуарах с нефтью и нефтепродуктами, является электролитом, проводящим электрический ток. Для определения наличия воды, груз рулетки опускают до дна резервуара и отмечают высоту трафарета, на штриховой стороне ленты, при наличии воды в резервуаре, между контактами заземления корпуса индикатора и измерительной ленты, цепь замыкается и срабатывает электронная схема индикатора со световым диодом, в индикационных окнах появляется свет. Обратным ходом, извлекая груз из резервуара, по отключению светового диода, определяют границу раздела сред «нефть-вода», делают вторую отметку на штриховой стороне замерной ленты. Разница между отметками высотного трафарета и границы раздела сред, дает в сантиметрах высоту слоя подтоварной воды в резервуаре. По градуировочной таблице резервуара, определяют количество воды в литрах.
Недостатком устройства является невозможность одновременного отбора пробы и замера уровня эмульсии или подтоварной воды в любой точке резервуара.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является возможность точного отбора пробы продукта в любой точке резервуара, в том числе послойного определения наличия эмульсии и возможности определения начала и конца слоя, отбора донной пробы при наличии подтоварной воды более высоты пробоотборника и определения высоты подтоварной воды ниже пробоотборника. Повышение точности измерения уровня и границы раздела жидкостей разной плотности без применения водочувствительных паст, простота конструкции и обслуживания устройства, искробезопасность.
Фиг.1 иллюстрирует прототип рулетку индикационную, измерительную, металлическую в общем виде. Устройство содержит: ручку 1, корпус рулетки 2, ось 3, узел перемотки 4, рычаг 5, ленту измерительную 6, корпус индикатора 7, световые окна 8, проходной контакт заземления 9, контакт заземления корпуса рулетки 10, опорный валик 11, контактная петля 12, узел крепления ленты 13, сосуд 14, подпятник груза из изоляционного материала 15, винт крепления ленты 20.
Фиг.2 Иллюстрирует предложенное устройство в общем виде: Устройство содержит ручку 1, корпус рулетки 2, ось 3, узел перемотки 4, рычаг 5, ленту измерительную 6, корпус индикатора 7, световые окна 8, проходной контакт заземления 9, опорный валик 10, узел крепления ленты 11, пробоотборник 12, поворотная крышка пробоотборника 13, поворотные штифты 14, узел крепления троса 15, трос или шнур 16, крепежный винт 17, заземление 19.
Фиг.3 Для отбора пробы нефтепродукта электронную измерительную рулетку-пробоотборник с закрытой крышкой 13 опускают по направляющей вставке 18 в резервуар с нефтепродуктом до дна. на замерной ленте 6 мелом ставят отметку базовой высоты резервуара, при извлечении рулетки-пробоотборника и прохождении границ раздела вода-нефть или нефть с эмульсией производят записи уровней слоев, извлекают ленту до линии смачивания общего уровня нефти и производят его запись. Вторым ходом, опуская вниз пробоотборник 12, делают первую отметку отбора пробы, на середине уровня вторую отметку. Далее, держась за трос 16, в соответствии с ГОСТ опускаем сосуд на отмеченную высоту отбора одной части верхней пробы, открываем крышку, резко встряхиваем пробоотборник, и оставляем на данной отметке на 10-15 секунд. После заполнения извлекаем пробоотборник из резервуара, сливаем нефтепродукт в емкость для приготовления объединенной пробы. Такие же действия производим по второй отметке на замерной ленте и отбираем три части средней пробы, затем одну часть нижней.
Фиг.4 представляет электронную схему устройства, состоящую из усилителя постоянного тока, состоящего из сопротивления R! И двух транзисторов Т1 и Т2 , с гальванической связью. Источником питания устройства является элемент напряжением до 3,0 В и ЭДС в цепи: лента рулетки, пробоотборник, проходной контакт индикатора через трос заземления на корпус резервуара до 0,12 mA.
Технические характеристики электронной измерительной рулетки-пробоотборника.
| - погрешность индикации воды | ±2 мм |
| - представление показателей | световое/визуальное |
| - длина ленты рулетки | 10 м, 20 м, 30 м, 50 м |
| - маркировка ленты | метрическая |
| - цена деления ленты | 1 мм |
| - погрешность ленты | 2,5 мм/30 м |
| - температура окружающей среды | -30 +50°С |
| - диапазон измеряемых температур | -40+90°С |
| - исполнение устройства | искробезопасное |
| - источник питания | элемент 3,0 В |
| - ток | 0,12 мА |
| - провод заземления | типа МКШВ 2×0,35 |
| - источник света | светодиод |
| - запас по искробезопасности | 140 кратный |
| - масса рулетки-пробоотборника | от 2,0 до 2,5 кг |
| - материал корпуса рулетки | сплавы алюминия |
| - материал сосуда пробоотборника | искробезопасный |
- материал измерительной
| ленты | нержавеющая и углеродистая сталь |
| - объем отбираемой пробы | от 0,1 до 0,8 л |
Возможность многократного воспроизведения электронной измерительной рулетки-пробоотборника.
Многократное, точное воспроизведение электронной измерительной рулетки по ГОСТ 7502-98 и пробоотборника в соответствии с ГОСТ 2517, ГОСТ Р 52659, ASTM D 4057, ISO 3170 возможно на существующем оборудовании без перестройки технологических процессов производства, при закреплении замерной ленты рулетки на опрокидывающуюся крышку сосуда пробоотборника.
Устройство не громоздко, симметрично, исходя из запасов механической прочности, рассчитано на полный ресурс рулеток. Опрокидывание крышки пробоотборника обеспечивается тросом или шнуром.
Предлагаемое Устройство позволяет рулетки измерительные металлические по ГОСТ 7502-98 в сочетании с пробоотборником в соответствии с ГОСТ 2517, ГОСТ Р 52659, ASTM D 4057, ISO 3170 и ТУ предприятий изготовителей, превратить в индикационный электронный пробоотборник. Уровень нефти, нефтепродукта, эмульсии и воды в резервуарах определяется одним ходом замера с отбором любых проб без использования водочувствительной пасты на заданном уровне, что позволит сократить время замерных операций и повысить точность замера границы раздела жидкостей разной плотности, в частности, воды эмульсий и жидких органических сред. В настоящее время нет устройства для четкого контроля уровня отбора проб и границ разделения вода, эмульсия и органический продукт, например нефть. Сочетание электронной измерительной рулетки и металлических пробоотборников позволяет решить эти задачи.
Электронная измерительная рулетка-пробоотборник в основном предназначена для стационарных резервуаров с нефтью и нефтепродуктами, отличается от прототипа:
- наличием металлического пробоотборника, который крепится к замерной измерительной металлической ленте электронной рулетки через крепежные винты;
- возможностью одновременно и быстро производить в любое время суток и при любой погоде отбор проб с одновременным проведением всех операций по оперативному замеру уровня нефтепродуктов, эмульсий и подтоварной воды в резервуарах без применения водочувствительных паст;
- контролировать откачку эмульсий или дренаж подтоварной воды из резервуаров с нефтью и нефтепродуктами.
Электронная измерительная рулетка-пробоотборник для отбора проб и контрольного измерения уровня и/или границы раздела воды, эмульсионных и жидких органических сред в металлических резервуарах, содержащая пробоотборник и световой индикатор на рулетке, отличающаяся тем, что замерная металлическая лента крепежными винтами закрепляется на крышке металлического пробоотборника, в который при достижении контролируемого уровня продукта отбирается проба.
