Измерительная кювета поточного анализатора серы в нефти и нефтепродуктах

Полезная модель относится к рентгено-абсорбционным анализаторам содержания серы в нефти и нефтепродуктах и может быть использована для измерения концентрации серы в технологических трубопроводах в потоке анализируемой среды. В измерительной кювете поточного анализатора серы в нефти и нефтепродуктах, включающей корпус кюветы, в котором расположен трубчатый корпус для пропуска потока анализируемой среды, снабженный расположенными напротив друг друга окнами, выполненными из рентгенопрозрачного материала, при этом корпус кюветы снабжен подводящим и отводящим патрубками, окна из рентгенопрозрачного материала размещены по торцам трубчатого корпуса, в корпусе кюветы выполнены сообщающиеся, соответственно, с подводящим и отводящим патрубками кольцевые камеры, в которых размещены концы трубчатого корпуса, напротив которых в корпусе кюветы выполнены отверстия для пропуска рентгеновского излучения, по концам трубчатого корпуса около окон из рентгенопрозрачного материала выполнены отверстия, сообщающие трубчатый корпус с кольцевыми камерами, при этом окна из рентгенопрозрачного материала герметично сопряжены с корпусом кюветы. Повышается точность измерений.

Полезная модель относится к рентгено-абсорбционным анализаторам содержания серы в нефти и нефтепродуктах и может быть использована для измерения концентрации серы в технологических трубопроводах в потоке анализируемой среды.

Известна измерительная кювета поточного анализатора серы в нефти и нефтепродуктах, включающая трубчатый корпус для пропуска потока среды. В стенках трубчатого корпуса напротив друг друга выполнены окна из рентгенопрозрачного материала, RU 53017 U1, опубл. 24.04.2006, фиг. 1.

Известна также измерительная кювета поточного анализатора серы в нефти и нефтепродуктах, включающая корпус кюветы, в котором расположен трубчатый корпус для пропуска анализируемой среды, снабженный расположенными напротив друг друга окнами, выполненными из рентгенопрозрачного материала - бериллия; корпус кюветы снабжен подводящим и отводящим патрубками, SU 351464, опубл. 05.04.1973.

Данное техническое решение принято в качестве прототипа настоящей полезной модели.

Поглощение рентгеновского излучения в веществе описывается выражением:

I=I ₀e^-µx

где I - интенсивность излучения, прошедшего через продукт, I₀ - интенсивность излучения, падающего на поверхность образца, µ - массовый коэффициент поглощения излучения с данной энергией в данном веществе, - плотность вещества, x - оптическая длина пути прохождения рентгеновского излучения через анализируемую среду.

Из данного выражения следует, что поскольку величина x находится в показателе экспоненты, ее увеличение существенно увеличивает поглощение излучения средой (/₀) и, соответственно, контрастность сигнала и чувствительность измерений.

В устройстве SU 351464, так же, как и в описанном выше аналоге, окна из рентгенопрозрачного материала расположены параллельно направлению потока в трубчатом корпусе. При этом оптическая длина пути рентгеновского излучения, проходящего через поток анализируемой среды, ограничивается расстоянием между окнами, равным диаметру трубчатого корпуса; таким образом, в устройстве-прототипе это расстояние ограничивается размерами сечения трубчатого корпуса и, соответственно, минимально допустимой скоростью потока анализируемой среды. При уменьшении скорости потока ниже допустимых значений в измерительной кювете образуются застойные зоны, что существенно искажает результаты измерений. Кроме того, поскольку в устройстве-прототипе поток среды ламинарный, он недостаточно интенсивно омывает окна, в результате оседающие на них загрязнения не удаляются, а постепенно нарастают. Соответственно, постепенно нарастает поглощение излучения указанными загрязнениями, что, в свою очередь, приводит к нарастанию ошибки измерений.

Задачей настоящей полезной модели является повышение точности измерений.

Согласно полезной модели в измерительной кювете поточного анализатора серы в нефти и нефтепродуктах, включающей корпус кюветы, в котором расположен трубчатый корпус для пропуска потока анализируемой среды, снабженный расположенными напротив друг друга окнами, выполненными из рентгенопрозрачного материала, при этом корпус кюветы снабжен подводящим и отводящим патрубками, окна из рентгенопрозрачного материала размещены по торцам трубчатого корпуса, в корпусе кюветы выполнены сообщающиеся, соответственно, с подводящим и отводящим патрубками кольцевые камеры, в которых размещены концы трубчатого корпуса, напротив которых в корпусе кюветы выполнены отверстия для пропуска рентгеновского излучения, по концам трубчатого корпуса около окон из рентгенопрозрачного материала выполнены отверстия, сообщающие трубчатый корпус с кольцевыми камерами, при этом окна из рентгенопрозрачного материала герметично сопряжены с корпусом кюветы.

Заявителем не выявлены какие-либо технические решения, идентичные заявленному, что позволяет сделать вывод о соответствии полезной модели условию патентоспособности «Новизна».

Сущность полезной модели иллюстрируется чертежами, на которых изображено:

на фиг. 1 - устройство в разрезе по продольной оси трубчатого корпуса;

на фиг. 2 - разрез A-A на фиг. 1.

Измерительная кювета поточного анализатора серы в нефти и нефтепродуктах включает корпус 1 кюветы, в котором расположен трубчатый корпус 2 для пропуска потока анализируемой среды - нефти или нефтепродуктов. Трубчатый корпус 2 снабжен расположенными напротив друг друга по его торцам окнами 3, 4, выполненными из рентгенопрозрачного материала, в данном примере, из бериллия. Корпус 1 кюветы снабжен подводящим 5 и отводящим 6 патрубками. В корпусе 1 кюветы выполнены сообщающиеся, соответственно, с подводящим и отводящим патрубками 5, 6 кольцевые камеры 7, 8, в которых размещены концы трубчатого корпуса 2, напротив которого в корпусе 1 кюветы выполнены отверстия 9, 10 для пропуска рентгеновского излучения. По концам трубчатого корпуса 2 около окон 3, 4 из рентгенопрозрачного материала выполнены отверстия 11, 12, сообщающие трубчатый корпус 2 с кольцевыми камерами 7, 8. Окна 3, 4 герметично сопряжены с корпусом 1 кюветы.

Корпус 1 измерительной кюветы включается в отводную трубу 15, отводящую поток от магистрального трубопровода. Поток анализируемой среды через подводящий патрубок 5 попадает в кольцевую камеру 7, из которой через отверстие 11 поступает в трубчатый корпус 2, проходит через него и затем через отверстие 12 поступает в кольцевую камеру 8. Из кольцевой камеры 8 поток через отводящий патрубок 6 возвращается в отводную трубу 15. Через отверстия 9 и окно 3 рентгеновское излучение от рентгеновской трубки 13 поступает в трубчатый корпус 2, проходит через анализируемую среду и через окно 4 и отверстие 10 попадает на детектор 14, который измеряет интенсивность прошедшего через кювету рентгеновского излучения. Данная величина пересчитывается по известным соотношениям в значение Cs концентрации серы в анализируемой среде, при этом Cs~I. Калибровочная кривая строится с использованием эталонных образцов серы.

Благодаря тому, что в заявленной полезной модели окна из рентгенопрозрачного материала размещены не в цилиндрических стенках трубчатого корпуса, а по его торцам, достигается важный технический результат, состоящий в том, что оптическая длина x пути прохождения рентгеновского излучения через анализируемую среду не зависит от внутреннего диаметра трубчатого корпуса и может быть существенно увеличена. Соответственно увеличивается чувствительность и точность измерений.

Реализация признаков, связанных с изменением конфигурации корпуса измерительной кюветы, обеспечивает турбулентность потока, благодаря чему достигается технический результат, состоящий в интенсивном омывании окон, при этом предотвращается оседание на них загрязнений, содержащихся в анализируемой среде, и, соответственно, исключается поглощение рентгеновского излучения и обусловленные этим ошибки измерений.

Опытный образец устройства разработан и изготовлен ООО «НПО СПЕКТРОН», Санкт-Петербург, Россия.

Измерительная кювета поточного анализатора серы в нефти и нефтепродуктах, включающая корпус 1 кюветы, в котором расположен трубчатый корпус 2 для пропуска потока анализируемой среды, снабженный расположенными напротив друг друга окнами 3,4, выполненными из рентгенопрозрачного материала, при этом корпус 1 кюветы снабжен подводящим 5 и отводящим 6 патрубками, отличающаяся тем, что окна из рентгенопрозрачного материала размещены по торцам трубчатого корпуса 2, в корпусе 1 кюветы выполнены сообщающиеся, соответственно, с подводящим и отводящим патрубками 5,6 кольцевые камеры 7,8, в которых размещены концы трубчатого корпуса 2, напротив которых в корпусе 1 кюветы выполнены отверстия 9,10 для пропуска рентгеновского излучения, по концам трубчатого корпуса 2 около окон 3,4 из рентгенопрозрачного материала выполнены отверстия 11,12, сообщающие трубчатый корпус 2 с кольцевыми камерами, при этом окна 3,4 из рентгенопрозрачного материала герметично сопряжены с корпусом 1 кюветы.

РИСУНКИ