Спосіб експрес-контролю октанових та цетанових чисел рідких нафтових палив

Спосіб експрес-контролю октанових та цетанових чисел рідких нафтових палив, що включає етапи градуювання та вимірювання відношень резонансних радіочастот в дискретній, а потім інтерпольованій безперервній залежностях від зга C2 1 3 77966 заповненому невідомим досліджуваним паливом і, використовуючи безперервну градуювальну залежність, визначають його октанове або цетанове число. До недоліків цього способу можна віднести невисоку точність і достовірність вимірювання октанових (цетанових) чисел через неповне урахування інформації про частотну резонансну залежність згасання електромагнітних хвиль у порожньому та заповненому вимірювальному осередку. При використанні цього способу можна помилятися при визначенні октанового (цетанового) числа різних нафтових палив, які мають однакове відношення резонансних радіочастот, але різні октанові (цетанові) числа. Похибка вимірювання у такий спосіб сягає до 10% і більше з урахуванням похибки попереднього вимірювання октанових та цетанових чисел еталонних нафтових палив. У деяких випадках така похибка може бути неприпустимою. В основу винаходу поставлена задача удосконалення способу шляхом доповнення вимірювальної інформації значеннями частотних смуг за половинною потужністю резонансних характеристик одночасно з вимірюванням резонансних частот для порожнього та заповненого паливом вимірювального осередку, що дозволяє підвищити точність та достовірність вимірювань октанових (цетанових) чисел рідких нафтови х палив. Ця задача вирішується тим, що у способі експрес-контролю октанових та цетанових чисел рідких нафтови х палив в НВЧ діапазоні, який включає етапи градуювання та вимірювання відношень резонансних радіочастот в дискретної та потім інтерпольованої безперервної залежностях від згасання електромагнітних хвиль у вимірювальному осередку, порожньому та заповненому паливом, новим є те, що, на етапі градуювання вимірюють крім відношень резонансних радіочастот також тангенси кута діелектричних втрат та визначають їх дискретні залежності від октанових або цетанових чисел для вимірювального осередка у вигляді об'ємного резонатора порожнього та заповненого зразками палив з відомими октановими або цетановими числами для ряду еталонних палив, потім дискретні залежності тангенсів кута діелектричних втрат інтерполюють та одержують пезперервні градуювальні залежності, на наступному етапі вимірюють тангенси кута діелектричних втрат для вимірювального осередка порожнього та заповненого невідомим паливом і, використовуючи одночасно безперервні градуювальні залежності тангенсів кута діелектричних втрат та відношень резонансних радіочастот, визначають октанове або цетанове число невідомого палива. Технічний результат досягається тим, що: - на етапі градуювання визначають одночасно дві дискретні залежності: залежність Fe відношень резонансних радіочастот f0,гр / fi,гр від і-того октанового (метанового) числа Ті,гр. та залежність Fd Dfi,гр. Df0,гр. тангенса кута діелектричних втрат fi,гр f0,гр також від і-того октанового (цетанового) числа Ті,гр.. 4 для вимірювального осередка порожнього та заповненого зразками еталонних палив з відомими октановими (цетановими) числами для ряду із N еталонних зразків палив у вигляді: f0,гр . / fi,гр. = Fe ( Ti,гр . ), і = 1,2,..., N; (1) Dfi,гр. fi,гр Df0,гр. f0,гр. = Fd (Ti, гр.), і = 1 2,..., N, , (2) де f0,гр та fi,гр. - резонансні частоти вимірювального осередку, що заповнюється повітрям та еталонним і-тим зразком палива з відомим октановим (цетановим) числом Ti,гр . , відповідно; Df0,гр та D fi,гр -частотні смуги за половинною потужністю резонансних характеристик вимірювального осередку, що заповнюється повітрям та еталонним і-тим зразком палива з відомим октановим (цетановим) числом Ті,гр, відповідно. Отримані дискретні градуйовані залежності Fe та Fd інтерполюють та запам’ятають на комп’ютері для одержання безперервних градуювіальних залежностей Ge і Gd відповідно. - на етапі вимірювання визначають відношення резонансних радіочастот f0, в / f j,в , які вимірю ються для осередку, заповненого повітрям та невідомим паливом, відповідно, та тангенси кута Df j,в Df0,в діелектричних втрат які вимірюються fj,в f0,в для осередку, заповненого невідомим паливом та повітрям, відповідно. Використовуючи отримані значення відношень частот і тангенсів кута діелектричних втрат та безперервні градуювальні залежності Ge і Gd , які занесено у пам'ять комп'ютера, визначається октанове (цетанове) число Тj,в. у вимірювіального палива. На Фіг.1 наведено приблизний вигляд графіків безперервних градуювальних залежностей Ge і Gd (лінії) від октанових (цетанових) чисел Ті,гр рідких нафтових палив, які отримані інтерполяцією дискретних залежностей Fe та Fd (крапки на лініях Ge і Gd ). На Фіг.2 наведено структурну схему пристрою для реалізації запропонованого способу. На графіках Ge і Gd (Фіг.1) крапки, які мають відношення до вимірювань октанового або цетанового чисел позначено двома трикутничками. На графіках словами наведено пояснення по реалізації запропонованого способу градуювання та вимірювання залежностей рідких нафтових палив. Пристрій (Фіг.2) складається з НВЧ-генератора 1, вентиля 2, спрямованих відгалужувачів 3,5, вимірювального осередку 4., узгодженого навантаження 6, високочастотних детекторів 7,5, принтера 9, генератора розгортки 10, електроннопроменевої трубки 11, вимірювача відношень 12, аналогово-цифрового перетворювача 13, персонального комп'ютера 14 і монітора 15. 5 77966 Як випливає з Фіг.2, високочастотна електромагнітна потужність, яка виробляється НВЧгенератором 1 проходить крізь вентиль 2, спрямовані відгалужувачі 3, 5 і вимірювальний осередок 4, який являє собою порожнистий об'ємний резонатор, що заповнено повітрям або рідким нафтовим паливом, і збуджує його. Далі НВЧ-потужність поступає на вхід узгодженого навантаження 6 і практично поглинається цим навантаженням. Таким чином, через високочастотні детектори 7 і 8 на вход вимірювача відношень 12 поступає два низькочастотних сигнали, які несуть інформацію про ослаблення електромагнітних хвиль у вимірювальному осередку 4 у заданому робочому частотному діапазоні. Генератор розгортай 10 керує зміною частоти електромагнітної енергії з часом (скануванням частоти), яку виробляє НВЧ генератор 1 і, отже, забезпечує вимірювання ослаблення електромагнітних хвиль у вимірювальному осередку 4 при скануванні частоти. Результати вимірювання ослаблення відображуються на екрані електронно-променевої трубки 11 у вигляді резонансної кривої (Фіг.2). Одночасно, інформація про ослаблення електромагнітних хвиль у вимірювальному осередку 4 у скануємому частотному діапазоні поступає на аналого-цифровий перетворювач 13. Аналогово-цифровий перетворювач 13 перетворює аналогову інформацію у цифрову і передає її до персонального комп'ютера 14, який оброблює цю інформацію відповідно заявленому способу і видає результати вимірювань на монітор 15 та принтер 9. Градуювання вимірювальної схеми, яка складається зі стандартного мікрохвильового аналогового приладу для вимірювання згасання електромагнітних хвиль у діапазоні частот, наприклад, приладу із серії Р-2, вимірювального осередку 4, аналогово-цифрового перетворювача 13 та звичайного персонального комп'ютера 14, можна проводити один раз на рік після державної щорічної провірки мікрохвильового приладу (з урахуванням марок нафтопродуктів та їх родовища). № п/п Найменування способу 1 2 Спосіб що заявляється Прототип Етапи вимірювань у випадку контролю окремих зразків палива складаються з наступних операцій: - підготовка приладу до роботи згідно з його технічною документацією; - вимірювання резонансної частоти f0,в вимірювального осередку, заповненого повітрям; - вимірювання частотної смути резонансної кривої за половинною потужністю D f0,в вимірювального осередку, заповненого повітрям; - заповнення вимірювального осередку паливом, що досліджується (50-200мл), в залежності від діапазону частот, що використовується; - вимірювання резонансної частоти fj,в вимірювального осередку, заповненого паливом; - вимірювання частотної смуги резонансної кривої за половинною потужністю Df j,в вимірювального осередку, заповненого паливом; - визначення відношення частот f0, в / f j,в та Df j,в Df0,в і fj,в f0,в знаходження невідомого октанового (метанового) числа Тj,в палива, використовуючи графіки градуювальних залежностей Ge і Gd Всі показані вище операції виконуються на комп’ютері у автоматичному режимі по програмам, які складено відповідно заявленому способу; крім операції 4 по заповненню вимірювального осередку паливом, що досліджується. На відміну від способа-прототипа, комп'ютер є складовою частиною вимірювального пристрою (Фіг.2) і з'єднано з вимірювальним аналоговим пристроєм за допомогою інтерфейсу і аналогово-цифрового перетворювача 13. Порівняльні характеристики запропонованого способу з прототипом наведено у таблиці нижче: тангенса вугла діелектричних втрат Час оцінки октаноВідносна похиб- вого числа нафтока вимірювань, вого рідкого пали%. ва, хв.