книги / Электронные приборы контроля и автоматизации нефтехимического производства

всего выбирают в несколько мегагерц. Чтобы резонансную кри­ вую контура сделать более острой, в схемах часто применяют кварцевые резонаторы.

Измерение влажности нефти и нефтепродуктов этим методом осложняется тем, что е нефти сильно зависит от удельного веса

испецифических свойств нефти данного месторождения. В связи

сэтим особенно осложняется измерение влажности нефти па нефте­

перерабатывающих заводах, куда обычно поступает нефть из нескольких месторождений. Для каждого нефтезавода состав нефти, идущей на переработку, может быть неопределенным и нестабильным.

При измерениях влажности в лабораторных условиях указан­ ные затруднения можно обойти, применив дифференциальный метод. В этом случае емкость датчика, наполненного продуктом, имеющим определенную влажность (например, осушенным), сра­ внивается с емкостью второго такого же датчика, наполненного продуктом с неизвестным содержанием воды. Таким методом может быть достигнута высокая точность, однако он не всегда применим даже в лабораторных условиях, так как необходимо быстро и надежно осушивать продукт. В производственных усло­ виях этот метод может быть применен очень редко. Кроме того, здесь возникают специфические трудности.

В лабораторных приборах датчик находится в непосредствен­ ной близости от других элементов колебательного контура и электронной схемы; в производственных приборах это связано либо с неудобством, либо вообще с невозможностью по соображе­ ниям взрывобезопасности. Поэтому датчик соединяется с электрон­ ным блоком кабелем длиной несколько метров, емкость которого прибавляется к емкости датчика. В результате этого процентное изменение емкости системы датчик — кабель при рабочих пре­ делах изменения влажности значительно сокращается, что умень­ шает точность и надежность измерений. Указанные обстоятельства требуют применения специальных схем, в которых влияние емкости кабеля сведено к минимуму.

При измерении влажности нефтепродуктов в потоке возникают трудности с заполнением датчика контролируемым продуктом. Наличие в датчике газовых пробок совершенно искажает пока­ зание прибора. Устранение этого явления достигается рациональ­ ной конструкцией датчика и продуманной схемой монтажа его на трубопроводе.

Практика эксплуатации опытных образцов анализаторов воды в нефти типа АВП-2, разработанных СКВ АНН, показала, что, несмотря на указанные выше трудности, промышленное использо­ вание влагомеров, работающих по методу диэлектрической проницаемости, при постоянном химическом составе нефти вполне себя оправдывает. Приборы использовались со шкалами 0—3, О—5 и 0—10% содержания воды и обеспечивали точность изме­ рения ±3% от диапазона шкалы, т. е. максимальную точность приблизительно 0,1% от содержания воды.

ки анодного контура вызывает изменение амплитуды колебаний й изменение величины сеточного тока лампы, который измеряется микроамперметром цА. Падение напряжения на сопротивлениях и i?2, пропорциональное сеточному току, подается на вход регистратора. Чтобы была возможность поставить регистратор на нуль шкалы, на сопротивлении Я2 создается добавочное паде­ ние напряжения нз-за протекания тока от анодного источника. Анодный настроенный контур состоит из конденсаторов С2 (компенсатор емкости кабеля), С3 (поправка на плотность нефти), С4 (установка нуля), находящихся в электронном блоке, емкости датчика Д, емкости вариоконда Вк (конденсатор, изменяющий свою емкость от температуры и служащий для температурной компенсации) и катушки с магнетитовым сердечником L, находя­ щихся в датчике. Кроме того, параллельно конденсаторам С2, С3 и С4 включаются емкость кабеля РК и собственная емкость лампы. Резонансный контур в этом случае представляет собой П-образную цепь (рис. 225, б). Резонансная частота такого кон­ тура определяется емкостью цепи, состоящей из включенных последовательно конденсаторов С" и С". Так как емкость датчика, представляющая собой конденсатор С", во много раз меньше, емкости конденсаторов С", расположенных в электронном блоке, то оказывается, что резонансная частота контура в основном определяется емкостью датчика. Этим|устраняется влияние емкости

кабеля и емкости лампы.

Конденсатор Сх представляет собой эталонную емкость, кото­ рая включается при помощи электромагнитного реле Р вместо датчика для проверки схемы. Проверка осуществляется черев определенные промежутки времени автоматически посредством ключа К3, замыкаемого синхронным двигателем СД или вручную нажатием ключа Кг.

§ 2. Применение хроматографов для анализа газовых смесей

Хроматографический метод газового анализа основан на раз­ личии адсорбционных свойств составных частей (компонентов) смеси, которые проявляются при движении ее через слой адсор­ бента — вещества, способного адсорбировать (удерживать) на своей поверхности компоненты газовой смеси. Различие адсорбционных свойств проявляется в том, что лучше адсорбирующийся компо­ нент вытесняет с данного участка адсорбента компонент с худшей адсорбционной способностью. Если газовая смесь потоком какогонибудь инертного газа (газ-носитель) увлекается и протекает через слой адсорбента, то вследствие различной адсорбционной способности компонентов скорость их передвижения будет раз­ лична. При достаточной толщине слоя адсорбента компоненты полностью разделятся в пространстве.

Задача хроматографического метода газового анализа — разде­ ление образца газовой смеси на составные части и измерение процентного содержания каждой из частей. Существует много

различных разновидностей хроматографического метода, которые отличаются друг от друга видами адсорбента и газа-носителя и способами определения процентного содержания разделенных компонентов. В некоторых случаях (при использовании хроматермографов) применяется метод движущегося теплового поля, чем достигается большая чувствительность.

На рис. 226 приведенаупрощенная схема хроматографа, работающего по объемномуметоду. По такой схеме построен разработанный ВНИИ НИ совместно с СКВ АНН лабораторный хроматограф типа ХЛ-2.

Определенный объем испытуемого газа, заключенный

всосуд i, переводится при соответствующем положении крана 2

вразделительную ко­ лонку 3, наполненную адсорбентом. После этого колонка продувается инертным газом-носителем

на отдельные составляющие еекомпоненты, которые будут

один за другим в виде бинарной смеси ССЬ — компонент выходить из колонки.

На выходе из колонки помещена измерительная бюретка 4, наполненная 40 %-ным раствором КОН. Вначале опыта из колонки будет выходить двуокись углерода, которая полностью погло­ тится щелочью. Как только вместе с СОа выйдет какой-либо углеводород, не поглощающийся щелочью, он вытеснит из бюретки в склянку 7 КОН, в объеме, равном содержанию данного угле­ водорода в анализируемом образце. Объем компонента V может быть определен приблизительно по делениям бюретки. В при­ боре ХЛ-2 применена автоматическая регистрация объемов компо­ нентов посредством фотоуровнемера. Принцип действия и электри­

твора КОН в бюретке, перо каретки чертит на диаграмме, при­ крепленной к вращающемуся барабану 8, ступенчатую линию. Высота ступеней (a, av а2) кривой (рнс. 227) характеризует

454

объемы компонентов, а горизонтальные участки е е (Ъ) при посто­ янном уровне раствора свидетельствуют об их полном разделении. Методика анализа на конкретных адсорбентах при определенных условиях (расход газа-носителя, температура, длина и диаметр колонки) предусматривает очередность и время выхода из колонки предполагаемых компонентов смеси.

Объемный метод определения соотношения компонентов в газо­ вой смеси имеет ряд преимуществ, в частности большую универ­ сальность и возможность достижения большой точности. Однако для автоматических производственных приборов этот метод неудобен, так как при полной ав­ томатизации процесса заполнения бюретки раствором щелочи при­ бор получается сложным. Поэтому обычно применяют другой спо­ соб регистрации результатов ана-

лиза, основанный на различии теплопроводностей газа-носителя и компонентов газовой смеси. В качестве газа-носителя в этом случае используют водород, гелий, азот, иногда воздух.

Чувствительным элементом измерительного узла (детектора), через который пропускают газы, выходящие из разделительной колонки, являются платиновые нити или чаще термисторы бусинкового типа очень малых размеров. Два таких чувствительных элемента (например, термистора) включают в смежные плечи неуравновешенного моста (рис. 228). Термисторы используют в режиме средних нагрузок (см. главу II, § 5), т. е. протекающий по термисторам ток уже заметно их нагревает. В этом режиме температура термисторов, а также и их сопротивление зависят от теплопроводности среды, окружающей термисторы. Один термистор Тсг помещается в камере, через которую протекает чистый газ-носитель, а второй Тс2 — в измерительной камере, через которую протекает газ, прошедший колонку, т. е. газноситель, содержащий компоненты газовой смеси.

Если через обе камеры протекает газ одного состава (чистый газ-носитель), то t и R обоих термисторов одинаковы и мост

455

Рис. 229. Образец записи одного анализа промышленным хро­ матографом типа ХПА-1.

Рис. 230. Схема газовы х потоков промыш ленного хроматографа типа Х П А -1 .

456