Электронная замерная рулетка - анализатор солей в нефти
Изобретение направлено на проведение анализа наличия и концентрации растворимых солей в сырой нефти, а так же повышение точности замеров уровня продукта и подтоварной воды со значительным снижением материальных и временных затрат на их проведение. Указанный технический результат достигается тем, что рулетка измерительная снабжена индикатором, измерительным блоком и световым дисплеем, состоящими из электронных схем, соединенных через контакты с измерительной лентой и корпусом резервуара. При наличии соли и подтоварной воды между ними замыкается цепь и загорается светодиод индикатора, а на дисплее при первом касании продукта токопроводящей частью груза рулетки появляются цифры наличия и количества соли в единице объема сырой нефти. Действующие приборы по определению концентрации соли в сырой нефти в основном лабораторные с большими временными и материальными затратами производства анализа, дорогостоящие.
Рулетка электронная измерительная металлическая RU 2423675 С1, 26.01.2010. - контактный кондуктометрический анализатор наличия и концентрации солей в нефти относится к контрольно-измерительной технике и предназначена для одновременного замера уровня нефти, уровня подтоварной воды, обнаружения и измерения массовой концентрации солей по всей высоте резервуара в любой точке уровня в металлических емкостях (танках) и резервуарах, посредством сочетания кондуктометрического блока и датчика уровня воды с различными электрическими схемами.
Может быть использована в различных отраслях промышленности, в том числе при добыче, транспортировке и переработке нефти.
Известно устройство для измерения массовой концентрации солей в нефти лабораторный АУМ 101М. Сертификат RU.С.31.065А 
12084. СПР.414311.001 ТО.
Устройство состоит из блока измерительного (БИ) и первичного преобразователя (ПП). Блок измерительный представляет собой печатную плату с расположенными на ней радиоэлементами, закрепленную в основании металлического корпуса прибора на лапках. На лицевой панели БИ имеются отверстия для органов управления и индикации. ПП представляет собой подставку - треногу с установленными в ней электродами, термосопротивлением и соединительным кабелем, установленную на круглую подставку. В подставке имеется ввинчиваемое дно для установки стакана с измеряемой пробой. Сбоку подставки, по образующей, имеется стопорный винт, предотвращающий самопроизвольное вывинчивание дна после настройки.
Недостатком данного устройства является сложность конструкции. Длительная выдержка в нормальных условиях перед применением, до 8 часов. Сложность приготовления рабочих растворов и загазованность помещений. Высокая степень электро- и взрывоопасности. По окончании измерений обязательна двойная промывка стакана и электродов ПП, вначале бензином, а затем растворителем. Оценки приблизительной концентрации солей требуют приготовления ряда проб с большими временными затратами производства анализа.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство Анализатор содержания солей в нефти кондуктометрический К23050. Фирмы «Koehler Instrument Company», США 46404-11 МП 242-0969-2010 1 год. Портативный кондуктометрический анализатор содержания солей в сырой нефти обеспечивает достоверное измерение содержание солей в соответствии с ASTM D3230, IP 265. Прибор поставляется готовым с предварительной калибровкой. Не требует сложной и длительной подготовки к работе. Результаты измерения отображаются в виде концентрации соли в г/м3. Одновременно измеряются температура и электропроводность пробы. Результаты измерений могут быть переданы на ПК через последовательный порт.
Недостатком данного устройства является сложность конструктивного решения и, как следствие, высокая стоимость. Устройство применимо для осуществления контроля содержания солей только в пробе. Непосредственно на резервуаре, вагоноцистерне или танкере на заданном уровне, при любой погоде, в любое время суток применяться не может.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является одновременный замер уровня нефти, обнаружение и измерение массовой концентрации солей и уровня подтоварной воды посредством сочетания кондуктометрического блока и электронной измерительной металлической рулетки с различными электрическими схемами, а также повышение оперативности, простоты и достоверности измерений.
Фиг.1 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 и измерительного блока 7, световые окна 8, дисплей 9, проходной контакт заземления 10, опорный валик 11, контактная петля 12, штифт узла крепления ленты 13, груз 14, подпятник груза из изоляционного материала 15.
Фиг.2 показывает принцип действия рулетки - анализатора наличия и концентрации соли кондуктометрическим методом, т.е. измерение проводимости тока растворимыми солями в сырой нефти. Концентрация солей в резервуаре с нефтью увеличивается сверху вниз за счет ее оседания. При первом касании, токопроводящей части груза рулетки 14, поверхности нефти 22, при наличии солей, между контактами заземления 10 резервуара, корпуса индикатора с измерительным блоком 7 и измерительной лентой 6 посредством штифта 23, замыкается цепь через провод заземления 19, срабатывает электронная схема платы 20 анализатора и происходит автоматическое включение измерительного блока 7 и на дисплее 9, высвечиваются цифровые показания концентрации солей в любой точке уровня нефти по всей высоте резервуара.
Для определения наличия воды, груз рулетки опускают до дна резервуара 16 и отмечают высоту трафарета 17, на штриховой стороне ленты 6. При наличии воды в резервуаре, между контактами заземления 10 резервуара, корпуса индикатора 7 и измерительной ленты 6 посредством штифта 23, цепь замыкается, срабатывает электронная схема платы 21 индикатора со световым диодом 8 и в индикационных окнах появляется свет. Обратным ходом, извлекая груз из резервуара 16, по отключению светового диода, определяют границу раздела сред «нефть-вода» 18, делают вторую отметку на штриховой стороне замерной ленты 6. Разница между отметками высотного трафарета 17 и границы раздела сред 18, дает в сантиметрах высоту слоя подтоварной воды в резервуаре 16. По градуировочной таблице резервуара определяют количество воды в литрах.
Фиг.3 представляет электронную схему устройства, состоящую из усилителя постоянного тока на двух транзисторах с гальванической связью. Источником питания устройства является элемент напряжением до 3,0 В и ЭДС в цепи: лента рулетки, проходной контакт индикатора через трос заземления на корпус резервуара до 0,12 mA.
Технические характеристики полезной модели замерной рулетки - анализатора солей в нефти.
| - диапазон измерений | от 0 до max мг/л |
| - приведенная погрешность | не более 3% |
| - индикация результатов измерения | 0-9999 мг/л |
| - контрольные точки | соответствуют точкам отбора проб и отсчета измерения высоты уровня продукта на ленте рулетки |
| - запуск измерения | автоматический |
| - контроль показаний концентрации | визуальный, цифровой |
| - режим работы | периодический |
| - 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°C |
| - диапазон измеряемых температур | -40+90°C |
| - 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 | от 2,5 до 3,0 кг |
| - материал корпуса индикатора | сплавы алюминия |
| - материал измерительной ленты | нержавеющая и углеродистая сталь |
Возможность многократного воспроизведения полезной модели электронной замерной рулетки - анализатора солей в нефти.
Многократное, точное воспроизведение полезной модели рулетки - анализатора наличия и определения концентрации солей в нефти, с использованием измерительного блока производства РФ, типа СПР.426331.002 и индикатора подтоварной воды для рулеток по ГОСТ 7502-98 возможно при монтаже электрических схем в одном корпусе с дисплеем концентрации на существующем оборудовании без перестройки технологических процессов производства, при монтаже корпуса индикатора на оси барабана узла намотки ленты рулетки. Устройство не громоздко, симметрично, исходя из запасов механической прочности, рассчитано на полный ресурс рулеток и источников питания. Герметичность корпусов анализатора и индикатора обеспечивается стандартными уплотнениями.
Перечень существенных признаков полезной модели электронной замерной рулетки - анализатора солей в нефти.
Предлагаемое Устройство позволяет рулетки измерительные металлические по ГОСТ 7502-98 и ТУ предприятий изготовителей, превратить в индикационный электронный прибор с дисплеем, определяющий не только уровень нефтепродукта и подтоварной воды в резервуарах одним ходом замера без использования водочувствительной пасты, но и видеть наличие и концентрацию растворимых солей непосредственно на резервуаре с продуктом, что позволит совместить время замерных операций и производства анализа концентрации соли, например в сырой нефти, в любой точке по всей высоте резервуара.
В настоящее время нет простого, надежного и доступного устройства для одновременного проведения операций замера уровня продукта, уровня подтоварной воды, определения наличия и концентрации солей в сырой нефти, нет и устройства для контроля дренажа, мехпримесей, грязи и воды из резервуаров по цепочке от добычи до потребления нефти и нефтепродуктов. Предлагаемое устройство решает эти задачи, а если индикационную рулетку закрепить на резервуаре и откачивать подтоварную воду любым способом, то индикатор четко покажет окончание процесса откачки воды без потерь продукта и ухудшения экологии.
Рулетка-анализатор, кроме замера уровня продукта и подтоварной воды в основном предназначена для определения наличия и концентрации солей в нефти в стационарных резервуарах с сырой нефтью и нефтепродуктами, отличается от прототипа:
- наличием светового электронного индикатора, в корпус которого вмонтирована схема и дисплей анализатора соли, корпус закреплен на оси механизма наматывания ленты рулетки;
- наличием четырехразрядного дисплея показаний концентрации соли в сырой нефти;
- наличием контакта на электронных схемах, который соединен с измерительной лентой;
- наличием второго изолированного проходного контакта на корпусе индикатора, соединенного с электронными схемами индикатора и дисплея, и через трос заземления рулетки с корпусом резервуара;
- возможностью одновременно и быстро, в полевых условиях, производить в любое время суток и при любой погоде, операции по определению наличия и концентрации солей в сырой нефти;
- возможностью одновременно и быстро, в комфортных условиях, производить в любое время суток и при любой погоде, все операции по замеру нефтепродуктов и подтоварной воды в резервуарах без применения водочувствительных паст;
- контролировать откачку или дренаж подтоварной воды из резервуаров с нефтью и нефтепродуктами.
Рулетка - анализатор наличия и определения концентрации солей в нефти, содержащая рулетку индикационную, измерительную, металлическую для одновременного измерения уровня и/или границы раздела воды и жидких органических сред, отличающаяся тем, что в корпусе индикатора электронной рулетки дополнительно монтируется управляемая электронная схема с дисплеем солевого измерительного блока типа СПР.426331.002, один выходящий контакт схемы соединен через ось и крепежный винт с лентой рулетки, другой изолированный проходной контакт на корпусе индикатора через трос заземления соединяется с корпусом резервуара, надежность контакта на узле крепления груза с лентой обеспечивается закрепленным проводником в виде петли.
