专利名称：用于烃露点温度测量的方法和实施该方法的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及测量工程领域，并且具体地涉及用于研究天然气的烃薄膜的冷凝的方 法和装置，并用于对烃露点进行限定。
背景技术：
用于露点测量的许多公知的方法和装置采用基于对冷却的镜面上的冷凝物进行 目测的方法。这种装置包括与要被研究的气体接触的冷凝镜面，冷凝表面的照明通过可见 光源来实现，由其中冷却系统基于珀耳帖单元或基于气体膨胀(焦耳_汤姆逊效应)的温 度传感器测量镜面的温度。在冷却冷凝反射时，在镜面上进行目测，并且在冷凝发生时，作 为露点温度的反射温度被固定。然而，因为水以液滴的形式冷凝，因此水冷凝物可相当容易 地被发现，而烃在冷凝过程中在镜面上形成细小的薄透明膜，所述细小的薄透明膜很难发 现。因此，这种装置对烃膜的冷凝的灵敏度较低，并且膜的可视构造的观测和说明取决于操 作者的读写能力。因此，在烃薄膜冷凝时难以提供极精确的精度和测量结果的重复性。一种公知的用于露点测量的方法包括以下步骤将要研究的气体供给到光学透明 体的冷却部分上，光通量通过所述光学透明体的冷却部分被引导；以及记录光通量强度的 变化，根据记录的变化确定露点的出现，以及在给定方法中执行露点测量的装置，所述装置 包括光学透明体的冷却部分，所述部分包括在壳体内并且通过光导与辐射器和连接到记录 器的光通量转换器连接，所述装置还包括冷却器和温度传感器(见1992年6月30日公布 的在 Int. Cl. G01N25/66 下的 SU 专利第 1744618 号)。由于可能污染光学透明体的要被研究的气体的混合物，产生在操作中可能引起不 准确测量和效率损失的不必要的层，因此所述公知的技术方案的缺点是较低的可靠性。在技术本质上与所提出的方法最接近的方法是一种用于露点测量的方法，所述 方法包括以下步骤将要研究的气体供给到具有冷凝表面的冷却单元上，光通量被引导到 所述冷凝表面上；以及记录从冷凝表面反射的光通量的值，根据记录的值确定露点的出现 (见在1995年7月20日公布的Int. Cl. G01N25/08下的RF专利第22085925号)。所述公知方法的缺点是当进行测量时由于存在相对较长的瞬态过程而使测量具 有相对较低的精度。在技术本质上与所提出的装置最接近的装置是用于露点测量的装置，所述装置包 括冷却单元，所述冷却单元包括在配备有取样管的壳体内，冷却单元设置有冷凝表面并通 过光学元件连接到辐射器，提出的装置还包括记录器、冷却器和温度传感器(见1995年7 月20日公布的在Int. Cl. G01N25/08下的RF专利第22085925号)。所述公知装置的缺点是当进行固定时因为瞬态过程相对较长而降低测量精度，造 成相对较低的灵敏度。此外，所述公知装置的缺点是缺少关于用于冷却单元的冷凝表面的专用电介质的 选择的信息。实际上，例如，在将具有折射系数为1，5的玻璃或具有折射系数为1，45的石 英作为电介质使用时，由于冷凝的液态烃的折射的指示数接近1，45，因此装置将不会具有高灵敏度。因此，烃膜边缘和玻璃的对比将没有意义，从而使得当固定露点时，使记录烃冷 凝的时刻复杂，降低了露点测量的精度并且增加瞬态过程。此外，所述装置在烃薄膜冷凝时 难以提供测量结果的重复性。

发明内容
本发明所述的任务是增加烃露点测量的速度、灵敏度和精度。此任务通过一种用于烃露点温度测量的方法来解决，所述方法包括以下步骤将 要研究的气体供给到具有冷凝表面的冷却单元上，光通量以一定角度被引导到所述冷凝表 面上，从而在观测孔中提供所述光通量的反射；冷却冷却单元的冷凝表面，并且记录从冷凝 表面反射的光通量的值；根据记录值确定烃露点的出现；以及使用具有大于液态烃的折射 系数的折射系数的硅电介质作为用于冷却单元的冷凝表面的材料。根据本发明的另一方面，提供一种用于烃露点温度的测量的装置，所述装置包括 具有冷凝表面的冷却单元，所述冷却单元包括在具有透明窗的壳体内，所述壳体具有用于 输入要被研究的气体和使所述气体出去的开口 ；冷却器；温度传感器；光源，所述光源被定 位成使得来自所述光源的光通量在从冷却单元的冷凝表面反射之后被引导通过反射光束 的记录器上的观测孔，并且具有冷凝表面的冷却单元由硅制成，而壳体由透明分隔部提供， 所述透明分隔部将所述壳体的内部体积分割成气体部分和放置光源和观测孔的一部分，其 中具有冷凝表面的冷却单元、冷却器、温度传感器和开口位于所述气体部分中。本发明的本质在于由与液态烃的折射系数相比具有高折射系数的电介质材料形 成的冷却单元的冷凝表面的性能允许提供对冷凝杂质的产生的高度灵敏度和烃露点的测 量精度。此外，可提高测量过程的速度。初步试验允许评价较宽工业应用的可能性。


图1示出了实施所提出的方法的主张的装置的结构。
具体实施例方式用于烃露点温度测量的方法包括以下步骤将要研究的气体供给到具有冷凝表面 的冷却单元上，光通量以一定角度被引导到所述冷凝表面上，从而在观测孔内提供所述光 通量的反射。然后，使冷却单元的冷凝表面冷却，并且记录从冷凝表面反射的光通量的值， 根据记录值确定烃露点的出现，并且使用具有大于液态烃的折射系数的折射系数的硅电介 质作为用于冷却单元的冷凝表面的材料。用于烃露点温度测量的装置包括具有冷凝表面的冷却单元(4)，所述冷却单元 包括在壳体(1)内，所述壳体具有用于输入要被研究的气体和使所述气体出去的开口(2) 和(3)；冷却器(5)；温度传感器(6)；光源(7)，所述光源被定位成使得来自所述光源的光 通量在从冷却单元(4)的冷凝表面反射之后被引导通过反射光束的记录器(9)上的观测孔 (8)的光学系统。具有冷凝表面的冷却单元(4)由具有大于液态烃的折射系数的折射系数 的硅电介质制成。
壳体(1)由透明分隔部(10)提供，所述透明分隔部将所述壳体的内部体积分割成 气体部分和放置光源(7)和观测孔(8)的一部分，期中具有冷凝表面的冷却单元(4)、冷却 器(5)、温度传感器(6)和开口(2)和(3)位于所述气体部分内。所述装置以以下方式操作。将要研究的气体供给到具有冷凝表面的冷却单元(4)上，光通量以限定的角度被 引导到所述冷凝表面上，并且通过观测孔(8)记录从冷凝表面反射的光通量的值。在冷却单元(4)的冷凝表面上的要研究的气体中存在冷凝混合物的情况下，在限 定的温度下形成冷凝层，所述冷凝层显著地改变反射束的强度。此时，温度传感器(6)记录 冷凝镜面的温度值。应该注意的是即使在冷却单元(4)的冷凝表面上出现不明显的冷凝时也记录光 通量。这限定了装置的高灵敏度，并因此限定了测量精度。所述方法和装置的改进在于使用具有高反射系数的电介质材料作为用于冷却单 元的冷凝表面(冷凝镜面)的材料。可见光源(7)放置在壳体(1)内，从而在保证光学系统 的孔(8)中的反射光到达的小角度下通过作为测量单元的一部分的玻璃透明分隔部(10) 提供对冷凝表面的照明。因此，在冷却单元的冷却冷凝表面(冷凝镜面)处设置有温度传 感器(6)，用于以温度的方式在电介质表面上使冷凝物-液态烃(11)形成薄膜的冷却系 统-冷却器(5)使反射束的记录器(9)(观测者或摄像机)很好地可见由来自没有冷凝物 的镜面的射束(12)和来自冷凝膜的射束(13)的反射系数的变化产生的视觉效果。因此，提出的本发明实现了所述的增加烃露点的测量的速度、灵敏度和精度的技 术效果。工业适用性提出的技术方案的所述优点确保所述技术方案可以在研究天然气的烃薄膜冷凝 时进行露点温度测量的测量工程领域中广泛地使用。
权利要求
一种用于烃露点温度测量的方法，包括以下步骤将要研究的气体供给到具有冷凝表面的冷却单元上，光通量以一定角度被引导到所述冷凝表面上，从而在观测孔内提供所述光通量的反射；对冷却单元的冷凝表面进行冷却，并且记录从所述冷凝表面反射的所述光通量的值；根据记录值确定所述烃露点的出现；以及使用硅作为用于冷却单元的冷凝表面的材料。
2.一种用于烃露点温度测量的装置，包括具有冷凝表面的冷却单元(4)，所述冷却单元包括在壳体(1)内，所述壳体具有用于输 入要研究的气体和使所述气体出去的开口(2)和(3)； 冷却器(5)； 温度传感器(6)；和光源(7)，所述光源被定位成使得来自所述光源的光通量在从冷却单元(4)的冷凝表 面反射之后被引导到反射束的观测孔(8)和记录器(9)，并且 具有冷凝表面的所述冷却单元(4)由硅制成。
3.根据权利要求2所述的装置，包括壳体(1)，所述壳体由透明分隔部(10)提供，所述 透明分隔部将所述壳体的内部体积分割成气体部分以及放置光源(7)和观测孔(8)的一部 分，其中具有冷凝表面的所述冷却单元(4)、所述冷却器(5)、所述温度传感器(6)和所述开 口(2)和(3)位于所述气体部分中。
全文摘要
本发明涉及测量工程领域。为了增加烃露点测量的速度、灵敏度和精度，提供一种用于烃露点温度测量的方法，包括步骤将要研究的气体供给到具有冷凝表面的冷却单元上，光通量以一定角度被引导到冷凝表面上，从而在观测孔中提供光通量的反射；对冷却单元的冷凝表面进行冷却并记录从冷凝表面反射的光通量的值；根据记录值确定烃露点的出现；以及使用硅作为用于冷却单元的冷凝表面的材料。用于烃露点温度测量的装置包括具有冷凝表面的冷却单元(4)，冷却单元包括在壳体(1)内，壳体具有用于输入要研究的气体和使气体出去的开口(2)和(3)；冷却器(5)；温度传感器(6)；和光源(7)，光源被定位成使得来自光源的光通量在从冷却单元(4)的冷凝表面反射之后被引导到反射束的记录器(9)上的观测孔(8)，并且具有冷凝表面的冷却单元(4)由具有大于液态烃的折射系数的折射系数的电介质制成。
文档编号G01N25/66GK101990637SQ200980000517
公开日2011年3月23日 申请日期2009年7月15日 优先权日2009年5月22日
发明者亚历山大·米哈伊洛维奇·杰列维亚金, 亚历山大·谢尔盖耶维奇·弗明, 谢尔盖·维克托维奇·谢列兹尼奥夫 申请人:亚历山大·米哈伊洛维奇·杰列维亚金