КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОГО ДАТЧИКА
ДЛЯ ЭКСПРЕСС-АНАЛИЗА КАЧЕСТВА НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ 

Татьяна Ивановна Мурашкина, доктор технических наук, профессор, профессор кафедры приборостроения, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: timurashkina.pgu@mail.ru
Елена Александровна Бадеева, доктор технических наук, доцент, профессор кафедры радиотехники и радиоэлектронных систем, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: badeeva_elena@mail.ru
Владислав Александрович Бадеев, студент, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: vladbadeev4464@gmail.com 

Аннотация

Актуальность и цели. От качества нефтепродуктов зависят технические характеристики и работоспособность оборудования. Анализ состава нефтепродукта проводят, как правило, в лабораторных условиях с помощью оптических способов диагностики. Из оптических способов наибольшее распространение получили рефрактометрические способы определения состава нефти по коэффициентам преломления, которое изменяется при изменении химического состава. Основной недостаток известных методов анализа – это большое время проведения измерений, связанный с необходимостью отбора пробы из трубопровода. Для экспресс-анализа состава веществ запатентованы рефрактометрический способ и волоконно-оптический датчик (ВОД) для его реализации. Объектом исследования являются процессы экспресс-анализа качества нефти и нефтепродуктов. Предметом исследования являются научно-технические решения рефрактометрических волоконно-оптических датчиков качества нефтепродуктов. Целью работы является разработка конструктивно-технологического решения повышенной надежности для экспресс-анализа качества нефти и нефтепродуктов не только в лабораторных, но в сложных эксплуатационных условиях. Материалы и методы. Авторы предлагают проводить экспресс-анализ состава нефтепродуктов непосредственно на участке трубопровода, по которому протекает жидкость, по аналогии с датчиками давления, которые устанавливаются непосредственно на трубу.
Для этого к трубке пробозаборного устройства предлагается присоединить ВОД качества жидкости. Основным подходом для достижения поставленной цели является адаптация известных технических решений ВОД путем модернизации микро-оптико-механической системы (МОМС). Для повышения надежности ВОД и систем на их основе предложено исключить механические информативные и неинформативные изгибы волоконно-оптического кабеля, что возможно на пути применения микро-оптико-механической системы, в которых оптические волокна не деформируются. Результаты. Разработано конструктивно-технологическое решение ВОД качества нефтепродуктов повышенной надежности на базе разработанного двухканального волоконно-оптического преобразователя с цилиндрической полой трубкой с жидкостью, коэффициент преломления которой определяется. Выводы. Разработанное конструктивно-технологическое решение ВОД, который осуществляет мгновенное измерение показателя преломления жидкости в трубопроводе, позволит повысить надежность пробоотборной системы нефтепроводов, снизить необоснованные затраты процесса пробоотбора, повысить точность измерения показателей качества жидкого прозрачного для видимого и ИК-излучения нефтепродукта. Разработанный ВОД можно использовать для экспресс-мониторинга не только в системах пробоотбора нефтетрубопроводов, но и для диагностики загрязнения водной составляющей окружающей среды, а также для определения типа жидкости практически во всех отраслях народного хозяйства. 

Ключевые слова

конструктивно-технологическое решение, волоконно-оптический датчик, экспресс-анализ, качество, рефрактометрический способ, показатель преломления, трубка, нефть и нефтепродукты 

 Скачать статью в формате PDF

Для цитирования:

Мурашкина Т. И., Бадеева Е. А., Бадеев В. А. Конструктивно-технологическое решение волоконно-оптического датчика для экспресс-анализа качества нефти и нефтепродуктов // Надежность и качество сложных систем. 2024. № 1. С. 108–115. doi: 10.21685/2307-4205-2024-1-12