Разработка метода и алгоритма функционирования интеллектуального устройства контроля влагосодержания светлых нефтепродуктов на основе некогерентных волоконно-оптических преобразователей
Диссертация
Представленный материал является основой для создания интеллектуального устройства контроля влагосодержания светлых нефтепродуктов, отличающегося низкой стоимостью, простотой конструкции, а также удовлетворяющего требованиям взрыво-пожаробезопасности. В основе метода определения влагосодержания лежит передача и прием некогерентного излучения сквозь светлый нефтепродукт. Предложено использовать… Читать ещё >
Содержание
- Перечень использованных сокращений
- Глава 1. Методы и средства определения влагосодержания светлых нефтепродуктов
- 1. 1. Классификация анализаторов влагосодержания светлых нефтепродуктов
- 1. 2. Обзор методов определения влагосодержания светлых нефтепродуктов
- 1. 3. Анализ средств для определения влагосодержания светлых нефтепродуктов
- 1. 3. 1. Лабораторные анализаторы влагосодержания
- 1. 3. 2. Оперативные и поточные анализаторы влагосодержания
- 1. 4. Анализ целесообразности применения волоконно-оптических преобразователей для определения влагосодержания
- 1. 5. Устройство и принцип действия волоконно-оптического преобразователя контроля влагосодержания
- 1. 6. Выводы
- Глава 2. Математическая модель волоконно-оптического преобразователя контроля влагосодержания светлых нефтепродуктов
- 2. 1. Обобщенная математическая модель волоконно-оптического преобразователя контроля влагосодержания
- 2. 2. Обоснование выбора источника излучения волоконно-оптического преобразователя и особенности ввода излучения в световод
- 2. 3. Обоснование выбора фотоприемника волоконно-оптического преобразователя и особенности приема излучения из световода
- 2. 4. Обоснование выбора световодов и особенности расчета светопропускания передающим и приемным световодами
- 2. 5. Анализ оптических свойств дисперсных систем
- 2. 6. Построение функции преобразования волоконно-оптического преобразователя контроля влагосодержания для различных типов смесей
- 2. 6. 1. Коллоидная смесь
- 2. 6. 2. Мелкодисперсная эмульсия
- 2. 6. 3. Грубодисперсная эмульсия
- 2. 6. 4. Факторы, влияющие на функцию преобразования
- 2. 7. Выводы
- Глава 3. Моделирование и экспериментальное исследование волоконно-оптического преобразователя контроля влагосодержания светлых нефтепродуктов
- 3. 1. Моделирование волоконно-оптического преобразователя контроля влагосодержания светлых нефтепродуктов
- 3. 1. 1. Коллоидная смесь
- 3. 1. 2. Эмульсия
- 3. 2. Разработка программы и методики эксперимента
- 3. 2. 1. Разработка экспериментального стенда
- 3. 2. 2. Разработка методики эксперимента
- 3. 3. Экспериментальное исследование
- 3. 4. Источники погрешности волоконно-оптического преобразователя контроля влагосодержания светлых нефтепродуктов
- 3. 5. Выводы
- 3. 1. Моделирование волоконно-оптического преобразователя контроля влагосодержания светлых нефтепродуктов
- Глава 4. Разработка прототипа устройства контроля влагосодержания светлых нефтепродуктов
- 4. 1. Разработка конструкции волоконно-оптического преобразователя контроля влагосодержания светлых нефтепродуктов
- 4. 1. 1. Основные пути повышения эффективности контроля влагосодержания светлых нефтепродуктов
- 4. 1. 2. Методика расчета расстояний между торцами приемного и передающего световодов
- 4. 1. 3. Метод снижения влияния дисперсности частиц воды
- 4. 1. 4. Рекомендации для проектирования конструкции волоконнооптического преобразователя контроля влагосодержания светлых нефтепродуктов
- 4. 2. Структурная схема и принцип действия анализатора влагосодержания светлых нефтепродуктов на основе волоконно-оптического преобразователя контроля влагосодержания
- 4. 3. Разработка интеллектуального модуля обработки данных
- 4. 3. 1. Анализ способов компенсации температурной и временной нестабильности характеристик светодиодов и фотодиодов
- 4. 3. 2. Разработка алгоритма функционирования интеллектуального модуля обработки данных
- 4. 3. 3. Условия эксплуатации и технические требования к устройству контроля влагосодержания
- 4. 3. 4. Разработка функциональной и принципиальной схем интеллектуального модуля обработки данных
- 4. 3. 5. Разработка рекомендаций для проектирования конструкции интеллектуального модуля обработки данных
- 4. 3. 5. Технические характеристики прототипа анализатора влагосодержания светлых нефтепродуктов
- 4. 3. 6. Рекомендации и методика эксплуатации анализатора влагосодержания
- 4. 4. Выводы
- 4. 1. Разработка конструкции волоконно-оптического преобразователя контроля влагосодержания светлых нефтепродуктов
Список литературы
- Архипов Д.В., Беленький Б. Г. Анализ тенденций развития инструментальных методов разделения за 1952 1993 гг. // Журнал аналитической химии. 1995 г № 8, с.806−817
- Барноски М.К. Основы волоконно-оптической связи/ пер. с англ./ под ред. Е.М. Дианова-М.: Советское радио, 1980 г., с. 83
- Беляков B.JI. Автоматизация промысловой подготовки нефти и воды -М.: Недра, 1988 г., с. 204
- Беляков B.JI. Автоматический контроль параметров нефтяных эмульсий. М.: Недра, 1992, с. 204
- Бережинский Л.И., Валах М. Я., Лисица М. П. Волоконная оптика -Харьковская книжная типография «Коммунист», 1968г., с. 77−85
- Бойков А.Ю. Некогерентный волоконно-оптический датчик влагосодержания жидких сред // Тезисы докладов НТК студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ. М.:МИЭМ, 2005, с.256−257
- Бойков А.Ю., Зак Е.А. Структурная схема и модель некогерентного волоконно-оптического датчика влагосодержания светлых нефтепродуктов // Сенсор, 2005, № 4, с.26−32.
- Бойков А.Ю., Зак Е.А., Кудрявцев А. А. Экспериментальное исследование волоконно-оптического преобразователя влагосодержания светлых нефтепродуктов // Тезисы докладов НТК студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ. М.:МИЭМ, 2006, с.253−254
- МГТУ «СТАНКИН» ИММ РАН" по математическому моделированию и информатике. М.: «ЯНУС-К», ИЦ ГОУ МГТУ «Станкин», 2006, с84−87.
- Бойков А.Ю. Модель волоконно-оптического преобразователя состава прозрачных сред // Материалы 16 НТК с участием зарубежных специалистов «Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления». М.: МГИЭМ, 2004, с. 176
- Бойков А.Ю. Теоретическое исследование волоконно-оптического преобразователя влагосодержания светлых нефтепродуктов // Тезисы докладов НТК студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ. М.:МИЭМ, 2007, с.317−318
- Большаков Г. Ф., Тимофеев В. Ф., Сибарова И. И. Экспресс-методы определения загрязненности нефтепродуктов-JI.: Химия, 1977 г., с. 167
- Браго Е.Н., Демьянов А. А. Использование сверхвысоких частот для измерения содержания компонентов в водонефтяных и газожидкостных потоках М.: ВНИИОЭНГ, 1989 г. 36с.
- Бродин В.Б., Калинин А. В. Системы на микроконтроллерах и БИС программируемой логики -М.: Изд-во ЭКОМ, 2002 г., с. 152−154
- Бутусов М.М. Волоконная оптика и приборостроение Л.: Машиностроение, 1987 г., с. 82−84
- Ваня Я. Анализаторы газов и жидкостей/ под. ред. О. С. Арутюнова -М.: Энергия, 1970 г., с. 12−14
- Вейнберг В.Б., Саттаров Д. К. Пропускание света прозрачными световодами // Оптико-механическая промышленность, 1963, № 2, с. 19−24
- Вукс Ф. Электрические и оптические свойства молекул и конденсированных сред Л.: Издат-во Ленинградского ун-та, 1984 г., с. 46−47
- Демидова Панферова P.M., Малиновский В. Н., Попов B.C. Электрические измерения — М.: Энергоиздат, 1982 г., с. 24−26
- Дитчберн Р. Физическая оптика М.: Наука, 1965 г., с. 398−401
- Долгов В.В., Ованесов Е. Н., Щетникович К. А. Фотометрия в лабораторной практике СПб.: Витал диагностике СПб, 2004 г., с. 101−108, 37−38
- Жданкин В. Некоторые вопросы обеспечения взрывобезопасности оборудования// Современные технологии автоматизации, 1998, № 2, с. 98−106
- Жданкин В. Вид взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь//Современные технологии автоматизации, 1999, № 2, с. 72−83
- Зак Е.А. Волоконно-оптические преобразователи с внешней модуляцией -М.: Энергоатомиздат, 1989 г., с. 19−21, 82−83
- Зенин В.И., Зоря Е. И., Никитин О. В., Прохоров А. Д. Ресурсосберегающий сервис нефтепродуктов М.: Изд-во Нефть и газ РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина, 2004 г., с. 273−274
- Золотарев В.М., Морозов В. Н., Смирнова Е. В. Оптические постоянные природных и технических сред JI.: Химия, 1984 г., с. 54
- Исимару А. Распространение и рассеяние волн в случайнонеоднородных средах М.: Мир, 1981 г., с. 280
- Ишанин Г. Г., Панков Э. Д., Радайкин B.C. Источники и приемники излучения М.: Машиностроение, 1982 г., с. 222
- Кайдалов С.А. Фоточувствительные приборы и их применение -Изд. Радио и связь, 1995 г., с. 8−17
- Капани Н. Волоконная оптика Изд. Мир, 1969 г., с. 27
- Клейтон В. Эмульсии, их теория и практическое применение / Пер. с англ. под ред. П. А. Ребиндера. М.: Изд-во иностр. Лит-ры, 1950 г., с. 540
- Козлов М.Г. Метрология и стандартизация: Учебник -М., СПб.: Изд-во „Петербургский ин-т печати“, 2001 г., гл. 5.4
- Конюхов Н.Е., Марков П. И., Плют А. А., Оптоэлектронные контрольно-измерительные устройства М.: Электроатомиздат, 1985 г., с. 48
- Корсунский М.И. Оптика, строение атома, атомное ядро» М.: Наука, 1964 г., с. 107−108
- Кругер М.Я., Кругер Я. М., Кулагин В. В., Левинзон A.M., Панов В. А., Погарев Г. В. Справочник конструктора оптико-механических приборов Изд. Машиностроение, Ленинград, 1967 г., с. 62
- Кузелин М.О., Кнышев Д. А., Зотов В. Ю. Современные семейства ПЛИС фирмы Xilinx. Справочное пособие. М.: Горячая линия — Телеком, 2004 г., с. 9−15
- Кулебакин B.C. Теория инвариантности автоматических регулируемых и управляемых систем // Труды I Международного Конгресса IF АС. М.: Изд-во АН СССР, 1961 г, с. 447−455
- Ландау Л.Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика: учебное пособие. Т.6 Гидродинамика. М: Наука, 1986 г., с. 137
- Логинов В.И. Обезвоживание и обессоливание нефтей. М.: Химия, 1979 г.-с.216
- Любашин А.Н. Первое знакомство: краткий обзор промышленных сетей по материалам конференции FieldComms 95 / Мир компьютерной автоматизации, 1996, № 1
- Любашин А.Н. Промышленные сети / Мир компьютерной автоматизации, 1999, № 1
- Матвеев B.C. Перепелкин К. Е. Газовые эмульсии Л.: Химия, 1979 г., с.200
- Мухитдинов М., Мусаев Э. С. Светоизлучающие диоды и их применение М.: Радио и связь, 1988 г., с. 8−16
- Острейковский В.А. Теория надежности: Учеб. для вузов М.: Высш. шк., 2003 г. — с. 463
- Петров Б.Н., Викторов В. А., Лункин Е. В., Совлуков А. С. Принцип инвариантности в измерительной технике М.: Наука, 1976 г., с. 246
- Руденко А. Бомба под нефтяных магнатов // «Завтра», Москва, 15.05.2001 http://zavtra.rU/cgi/veil/data/zavtra/Q 1/3 89/53 .html
- Савчук В.П. Обработка результатов измерений. Физическая лаборатория Одесса: ОНПУ, 2002 г., с. 10−12
- Салов Г. В., Тихомиров Ю. Ф., Яковлев E.J1. Погрешности контрольно-измерительных устройств М.: Техника, 1975 г., с. 19−29,48−50
- Сапожников А.С. Теоретическая фотометрия М.: Энергия, 1977 г., с. 57−59
- Свистунов Б. JI. Разработка и исследование инвариантных преобразователей параметров электрических цепей в унифицированные сигналы: Автореф. дисс. на соиск. уч. степ, к.т.н. Пенза, 1978 г. — с. 20
- Стекольников Ю.И. Живучесть систем СПб.: Политехника, 2002 г., с. 155
- Тарасов JT.B., Тарасова А. Н. Беседы о преломлении света/под ред. В. А. Фабриканта -М: Наука, 1982, с. 147−148
- Тидекен Р. Волоконная оптика и ее применение Изд. Мир, 1975 г., с. 34−37
- Тишер Ф. Техника измерений на сверхвысоких частотах М.: Физматгиз, 1963 г.
- Фетисов B.C. Фотометрические полевые средства измерений концентрации жидких дисперсных систем Уфа: УГАТУ, 2005 г., с. 10−15
- Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии (Поверхностные явления и дисперсные системы): Учебник для вузов. М.: Химия, 1982 г., с. 400
- Цыренова С.Б., Чебунина Е. И., Балдынова Ф. П. Руководство к решению примеров и задач по коллоидной химии: Учебное пособие. Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2000 г., с. 73
- Шевелько П.С., Акиндеев А. Е., Брага В. Г., Константинов В. Д., Суханов С. С., Тихомиров Ю. П. Справочник авиационного техника М.: Воениздат, 1974, с. 490.
- Шигапов А.Б., Ярхамов Ш. Д. Теоретические основы нефелометрии дисперсных сред Казан, гос. энерг. ун-т., 2003 г. — с. 94
- Шифрин К.С. Введение в оптику океана JL: Гидрометеоиздат, 1983 г., с. 278
- Элион Г., Элион X. Волоконная оптика в системах связи Изд. Мир, 1981 г., с. 95−101,65
- Яковлев В. Основы оптоволоконной технологии//Современные технологии автоматизации, 2002, № 4, с. 74−81
- Ялунин М.Д. Экспресс метод оценки влагосодержания нефтяного сырья// Тезисы 31 НТК по результатам работы профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов СевКавГТУ, 2000 г.
- ГОСТ 305–82 «Топливо дизельное. Технические условия».
- ГОСТ 21 046–86 «Нефтепродукты отработанные. Общие технические условия».
- ГОСТ 1012–72 «Бензины авиационные. Технические условия».
- ГОСТ 10 227–86 «Топлива для реактивных двигателей. Технические условия».
- ГОСТ 10 541–78 «Масла моторные универсальные и для автомобильных карбюраторных двигателей. Технические условия».
- ГОСТ 2084–77 «Бензины автомобильные. Технические условия».
- ГОСТ Р 51 946−2002 «Нефтепродукты и битуминозные материалы. Метод определения воды дистилляцией»
- ГОСТ 18 995.2−73 «Продукты химические жидкие. Метод определения показателя преломления»
- ГОСТ 15 150–69 «Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов».
- ГОСТ 14 254 «Степени защиты, обеспечиваемые оболочками»
- ГОСТ 2477 «Нефть и нефтепродукты. Метод определения содержания воды».
- ГОСТ 3900 85 «Нефть и нефтепродукты. Методы определения плотности»
- ГОСТ 14 870–77 «Продукты химические. Методы определения воды»
- ГОСТ 2667–82 «Нефтепродукты светлые. Метод определения цвета»
- ГОСТ 25 950–83 «Топливо для реактивных двигателей с антистатической присадкой. Метод определения удельной электрической проводимости»
- ГОСТ 13 005–67 «Интерферометры для определения концентрации жидкостей и газов. Методы и средства поверки»
- ГОСТ 8.258−77 «Поляриметры и сахариметры. Методика поверки»
- ГОСТ 22 372–77 «Материалы диэлектрические. Методы определения диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь в диапазоне часто от 100 до 5МГц».
- ГОСТ 51 069–97 «Нефть и нефтепродукты. Метод определения плотности, относительной плотности и плотности в градусах API ареометром».
- ГОСТ 29 024–91 «Анализаторы жидкости турбидиметрические и нефелометрические. Общие технические требования и методы испытаний».
- Бесконтактный ультразвуковой измеритель плотности жидкости // Рекламный проспект фирмы НПК «РИПС» (Россия) http://rips.narod.ru/plotnost.htm
- Прибор для определения содержания влаги в твердых и жидких материалах «ВАД-40М» // Рекламный проспект фирмы НПФ «Микроаналитические системы» (Россия) — http://www.mas-spb.narod.ru/
- Спектральный экспресс-анализатор нефтепродуктов Спектролаб Ц120// Рекламный проспект радиофизического факультета Нижегородского государственного университета http://rf.unn.ru/rus/chairs/k4/diolasirsp/irsp.htm
- Электронное оборудование фирмы FMA Могег (по материалам фирмы) // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности, 1996, № 2.
- Этикетка на микросхему K9F5608U0D http://www.samsung.com/products/semiconductor/NANDFlash/SLC SmallBlock/ 256Mbit/K9F5608U0D/K9F5608U0D.htm
- Fussell Е. Shedding Light on Industrial Fiber Optics// ISA, 01.06.2003
- Johnson M., Stacker D. A non-fouling optical interface for environmental measurements // Measurement Science &. Technology, 1998, № 9, p.399−408
- Potter R.J., Donath E., Tynan R. Light-colleting properties of a perfect circular optical fiber // J. Opt. Soc. Of America, 1963, v.53, № 2, p.256−260
- Potter R.J. Transmission properties of optical fibres // J. Opt. Soc. Of America, 1961, v.51 № 10, p.1079−1089
- Webster John G. Measurement, Instrumentation, and Sensors Handbook CRC Press, 2000, p. 72
- ASTM D4007−02(2006) Standard Test Method for Water and Sediment in Crude Oil by the Centrifuge Method (Laboratory Procedure)
- On-line Turbidity and Solid Matter Measurement // Рекламный проспект фирмы WTW (Германия), 2003 // http://www. wtw. com.
- OptiQuant Suspended Solids and Turbidity Analyzer // Рекламный проспект компании HACH (США), 2001 // http://www. hack com.
- Turbidity Sensor TurbiMax WCUS31// Рекламный проспект компании Endress+Hauser (Германия) // http://www. endress. com