Аналізатор безперервного контролю зміни прозорості світлих нафтопродуктів

1 Аналізатор безперервного контролю світлих нафтопродуктів, що містить датчик, який складається з сенсора, виконаного на двох оптичних випромінювачах, фотоприймачі та підсилювачі, вузол обробки сигналу, комутатор та стабілізатор їх живлення, а також пробник з шаром нафтопродукту та електронний блок, який складається з вузла сигналізації, зв'язаного з вузлом обробки сигналу і вузла живлення, що включає силовий трансформатор, елемент випрямлення і фільтрації, попередній стабілізатор та елемент іскрозахисту, ввімкнутий поміж виходом попереднього стабілізатора та входом стабілізатора датчика, причому оптичні випромінювачі ввімкнуті в вихідних ланцюгах комутатора і працюють в синій та червоній областях спектра, а фотоприймач ви конаний на фотодюді і оптично через волоконнооптичні джгути та шар нафтопродукту зв'язаний з випромінювачами, а електрично - через вузол обробки сигналу з вузлом сигналізації, який відрізняється тим, що в нього введений вузол захисту електронних елементів датчика від перенапруг з резервуванням живлення, ввімкнутий на виході стабілізатора датчика в ланцюг його зв'язку з комутатором та сенсором 2 Аналізатор безперервного контролю зміни прозорості світлих нафтопродуктів за п 1, який відрізняється тим, що вузол захисту електронних елементів датчика від перенапруг з резервуванням живлення виконаний на стабілізаторі постійної напруги типу LOW DROP 3 Аналізатор безперервного контролю зміни прозорості світлих нафтопродуктів за п 1, який відрізняється тим, що вузол захисту електронних елементів датчика від перенапруг з резервуванням живлення виконаний на стабілізаторі постійної напруги типу LOW DROP з вмонтованим органом індикації режиму нормальної роботи та режиму живлення датчика 1 Запропонований винахід відноситься до галузі газоаналітичного приладобудування і може бути використаний для безперервного контролю зміни прозорості світлих нафтопродуктів ВІДОМІ аналізатори безперервного контролю зміни прозорості світлих нафтопродуктів та способи визначення складу світлих нафтопродуктів В одному з відомих способів визначення прозорості світлих нафтопродуктів (див авт св СРСР № 953563, кл G01 № 33/22), склад світлих нафтопродуктів в нафті визначають шляхом и ректифікації, яку проводять в колоні безперервної дії з одночасним відбиранням контрольованого нафтопродукту та подальшим регулюванням його якості Недоліками такого способу є велика трудомісткість та значна його тривалість Відомий також аналізатор кольору нафтопродуктів (див Сигнализатор цвета нефтепродуктов СЦН Ленинградское СКБ "Нефтехимавтоматика" Номенклатурный перечень средств контроля и автоматизации разработанных НПО "НЕФТЕХИМАВТОМАТИКА", М — 1991 г), який складається з оптичного блока, включаючого випромінювач, фотоприймач та вузол обробки сигналу, і блоку живлення Суттєвими недоліками відомого аналізатора є підвищена потужність споживання, невисока надійність та малий ресурс роботи, а також низькі експлуатаційні характеристики Із відомих аналізаторів більш близьким за технічною суттю і прийнятим за прототип (див Анализатор ТОН-420 Технические условия ТУ УЗ 2700230013-123-94 АО "Украналит", г Киев), є аналізатор безперервного контролю зміни прозорості світлих нафтопродуктів, що містить в собі датчик, який складається з сенсора, виконаного на двох оптичних випромінювачах, фотоприймачі та підсилювачі, вузла обробки сигналу, комутатора та стабілізатора їх живлення, а також пробник з шаром ю 51997 нафтопродукту, та електронний блок, який складається з вузла сигналізації, зв'язаного з вузлом обробітки сигналу, і вузла живлення, включаючого силовий трансформатор, елемент випрямлення і фільтрації, попередній стабілізатор, та елемент іскрозахисту, ввімкнутий поміж виходом попереднього стабілізатора та входом стабілізатора датчика, причому оптичні випромінювачі ввімкнуті в вихідних ланцюгах комутатора і працюють в синій та червоній областях спектру, а фотоприймач виконаний на фотодюді і оптично через волоконнооптичні джгути та шар нафтопродукту зв'язаний з випромінювачами, а електрично через вузол обробки сигналу - з вузлом сигналізації Даний аналізатор безперервного контролю зміни прозорості світлих нафтопродуктів володіє меншою потужністю споживання Суттєвими недоліками відомого аналізатора безперервного контролю зміни прозорості світлих нафтопродуктів є низька надійність, недостатньо високий ресурс роботи, а також невисокі експлуатаційні характеристики Указані недоліки пояснюються тим, що у випадку виходу із ладу стабілізатора живлення електронних елементів датчика електричні вузли та ланцюги аналізатора, які знаходяться у вибухонебезпечній зоні, можуть опинитись під більш високою напругою, що збільшує імовірність виникнення вибухонебезпечної аварійної ситуації При цьому одночасно змінюються режими роботи електронних елементів аналізатора, що негативно впливає на достовірність його вихідних параметрів і може призвести до одержання помилкової інформації про хід технологічного процесу нафтопереробки А в разі виявлення виходу із ладу стабілізатора живлення датчика безперервність технологічного процесу нафтопереробки повинна бути зупинена на час ремонтних робіт В основу винаходу поставлена задача створення аналізатора безперервного контролю зміни прозорості світлих нафтопродуктів, в якому шляхом забезпечення захисту від перенапруг та резервуванням живлення електронних вузлів та ланцюгів датчика, які розташовані в вибухонебезпечній зоні, значно підвищена надійність роботи, подовжений ресурс роботи, покращені експлуатаційні характеристики Поставлена задача вирішується тим, що в аналізатор безперервного контролю зміни прозорості світлих нафтопродуктів, що містить в собі датчик, який складається з сенсора, виконаного на двох оптичних випромінювачах, фотоприймачі та підсилювачі, вузла обробки сигналу, комутатора та стабілізатора їх живлення, а також пробник з шаром нафтопродукту, та електронний блок, який складається з вузла сигналізації, зв'язаного з вузлом обробки сигналу, і вузла живлення, включаючого силовий трансформатор, елементи випрямлення і фільтрації, попередній стабілізатор, та елемент іскрозахисту, ввімкнутий поміж виходом попереднього стабілізатора та входом стабілізатора датчика, причому оптичні випромінювачі ввімкнуті в вихідних ланцюгах комутатора і працюють в синій та червоній областях спектру, а фотоприймач виконаний на фотодюді і оптично через волоконно-оптичні джгути та шар нафтопродукту зв'я заний з випромінювачами, а електрично через вузол обробки сигналу - з вузлом сигналізації 1 введений вузол захисту електронних елементів датчика від перенапруг з резервуванням живлення, ввімкнутий на виході стабілізатора датчика в ланцюг його зв'язку з комутатором та сенсором, 2 вузол захисту електронних елементів від перенапруг з резервуванням живлення виконаний на стабілізаторі постійної напруги типу LOW DROP, 3 вузол захисту електронних елементів від перенапруг з резервуванням живлення виконаний на стабілізаторі постійної напруги типу LOW DROP з органом індикації режиму нормальної роботи та режиму живлення При виході із ладу стабілізатора живлення електронних елементів датчика, коли падіння напруги на ньому зменшується до нульового значення, спрацьовує вузол захисту датчика від перенапруг, і напруга на елементах датчика не підвищується до недопустимої аварійної величини, а обмежується на рівні номінального значення Аналіз науково-технічної та патентної літератури не виявив аналогічних технічних рішень На Фіг показана функціональна схема запропонованого аналізатора безперервного контролю зміни прозорості світлих нафтопродуктів Запропонований аналізатор безперервного контролю зміни прозорості світлих нафтопродуктів містить в собі датчик 1, включаючий сенсор 2, виконаний на першому 3 і другому 4 оптичних випромінювачах, фотоприймачі 5, волоконнооптичних джгутах 6 та підсилювачі 7, комутатор 8, вузол 9 обробки сигналу, стабілізатор 10 живлення електронних елементів та вузол 11 захисту електронних елементів від перенапруг з резервуванням живлення, виконаний по схемі стабілізатора, а також пробник 12 з шаром нафтопродукту 13 та електронний блок 14, що складається з вузла 15 сигналізації і вузла 16 живлення, включаючого силовий трансформатор 17, елемент 18 випрямлення і фільтрації, попередній стабілізатор 19 та елемент 20 іскрозахисту Перший 3 та другий 4 оптичні випромінювачі сенсора 2 ввімкнуті в вихідних ланцюгах комутатора 3 і працюють в видимих синьому та червоному областях спектру Фотоприймач 5 виконаний на фотодюді і оптично через волоконно-оптичні джгути 6 та шар нафтопродукту 13 пробника 12 зв'язаний 3 першим 3 та другим 4 оптичними випромінювачами Вихідний ланцюг фотоприймача 5 підключений до підсилювача 7, який через вузол 9 обробки сигналу сполучений з вузлом 15 сигналізації Електронні елементи датчика 1 живляться вихідною напругою стабілізатора 10 через вузол 11 їх захисту від перенапруг з резервуванням живлення Стабілізатор 10 ввімкнутий в вихідний ланцюг елементу 20 іскрозахисту, який входить до складу блока живлення 16 електронного блоку 14 Блок живлення 16 містить в собі також силовий трансформатор 17, первинна обмотка якого підключена до напруги мережі живлення, а вторинна - через послідовно з'єднанні елемент 18 випрямлення і фільтрації та попередній стабілізатор 19 сполучена з входом елементу 20 іскрозахисту В роботі аналізатора закладений принцип двохвильової однопроменевої фотометри, при якій 51997 визначається відношення інтенсивності сигналів, що пройшли шар аналізуємого нафтопродукту Запропонований аналізатор безперервного контролю зміни прозорості світлих нафтопродуктів працює наступним чином Комутатор почергово з заданою шпаруватістю подає напругу на перший 3 та другий 4 оптичні випромінювачі, які працюють у видимих синій та червоній областях спектру СВІТЛОВІ сигнали першого 3 та другого 4 оптичних випромінювачів на фотоприймач 5 надходять через волоконнооптичні джгути 6 та досліджуваний шар нафтопродукту 13, який безперервно проходить через оглядове вікно пробника 12 Вихідний сигнал фотоприймача 5 підсилюється підсилювачем 7, проходить обробку, контроль та відповідне настроювання подальшого рівня за допомогою вузла 9 обробки сигналу і далі надходить на вузол 15 сигналізації При нормальній прозорості нафтопродукту ВИХІДНІ сигнали вузла 9 обробки сигналу та вузла 15 сигналізації малі і не перевищують заданий поріг У випадку зміни прозорості нафтопродукту, тобто його потемніння, змінюється інтегральна яскравість вихідного сигналу фотоприймача 7, оскільки ослаблення оптичного випромінювання в синій області спектру більше ніж у червоній області залежить від наявності в нафтопродукті забарвлюючої речовини В результаті порушуються ВИХІДНІ сигнали підсилювача 7 та вузла 9 обробки сигналу, величина сигналу на вході вузла 15 сигналізації перевищує заданий поріг Спрацювання при цьому світлової та звукової сигналізації свідчить про порушення технологічного регламенту в нафтопереробці і вказує на необхідність прийняття заходів для запобігання непродуктивних матеріальних та енергетичних витрат Оптичні випромінювачі 3, 4 в аналізаторі можуть бути виконаними на лампочках з синім та червоним світлофільтрами, або на ВІДПОВІДНИХ світлодюдах Вузол 16 живлення, виконаний на силовому трансформаторі 17, елементі 18 випрямлення і фільтрації, попередньому стабілізаторі 19 та елементі 20 іскрозахисту, забезпечує живлення електронних елементів датчика 1 через послідовно з'єднані стабілізатор 10 та вузол 11 захисту електронних елементів від перенапруг з резервуванням живлення Вузол 11 виконаний по схемі стабілізатора і настроєний на напругу порогу спрацювання, яка на 2 - 3% перевищує вихідну напругу стабілізатор 10 В зв'язку з цим в нормальному режимі роботи падіння напруги на вузлі 11 достатньо мале, і електронні елементи датчика 1 живляться вихідною напругою стабілізатора 10, величина якої є безпечною У випадку виходу з ладу стабілізатора 10, коли падіння напруги на ньому зменшується до нульового значення, спрацьовує вузол 11, і напруга на електронних елементах датчика 1 не підвищується до недопустимої величини, а обмежується на величині порогу спрацювання, яка практично відповідає рівню номінального значення В результаті значно зменшується імовірність виникнення вибухонебезпечної аварійної ситуації, тобто суттєво підвищується надійність роботи аналізатора Так як аналізатор продовжує працювати при нормальному живленні електронних елементів датчика І, режим їх роботи не змінюється, не змінюються і основні ВИХІДНІ параметри і характеристики самого аналізатора Тобто одночасно підвищується ресурс роботи аналізатора покращуються експлуатаційні характеристики Таким чином, одержаний аналізатор безперервного контролю зміни прозорості світлих нафтопродуктів, який одночасно володіє підвищеною надійністю, подовженим ресурсом роботи та покращеними експлуатаційними характеристиками У випадку виконання вузла 11 на стабілізаторі постійної напруги типу LOW DROP, падіння напруги на ньому зменшується до величини 0,1 - 0,2В, що покращує режим роботи електронних елементів та суттєво зменшує потужність розсіювання як стабілізаторів 10, 11, так і датчика в цілому А наявність в LOW DROP стабілізаторі вмонтованого органу індикації режиму нормальної роботи та режиму живлення датчика додатково покращує експлуатаційні характеристики аналізатора, оскільки спрацювання органу індикації LOW DROP стабілізатора дає важливу інформацію про виникнення аварійної ситуації та перехід на режим резервного живлення електронних елементів датчика Експериментальні дослідження підтвердили працездатність та позитивні якості запропонованого аналізатора безперервного контролю зміни прозорості світлих нафтопродуктів При штучному закороченні стабілізатора 10 напруга на електронних елементах датчика 1 залишалась на рівні номінального значення У відношенні до відомого аналізатора на 10% підвищені надійність та ресурс роботи, значно покращені експлуатаційні характеристики 51997 І2 13 Фіг. ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71