В дополнение к сигнализаторам СИУР, которые наше предприятие поставляет в Китай еще с 2021 года, с 2025 года КБ «Физэлектронприбор» начало поставки в КНР влагомеров. 

В январе мы изготовили для контроля шихты на металлургического комбинате в Китае влагомер FIZEPR-SW100.10.46. Во влагомерах данного типа применен новый принцип измерения с контролем резонансной характеристики датчика по фазе распространяющейся в материале электромагнитной волны. Это единственные в мире влагомеры, за исключением радиоизотопных, которые позволяют контролировать влажность материалов с высокой электропроводностью. Видео работы установки с влагомером FIZEPR-SW100.10.46 приведено ниже.

Позднее тот же заказчик запросил у нас измеритель влажности шихты на ленте конвейера. Из предложенных вариантов они выбрали влагомер FIZEPR-SW100.17.12. Видео работы установки с влагомером см. ниже.

Что касается микроволновых сигнализаторов, закупаемых промышленными фирмами Китая, то выбор этих приборов обусловлен тем, сигнализаторы модификации СИУР-03В2.5М обладают экстремально высокой чувствительностью, превышающей 90дБ, что соответствует ослаблению СВЧ-сигнала на расстоянии  между приемным и передающим блоками, равном 800м.

Указанные сигнализаторы были разработаны по запросу фирмы Beijing Weifeng Technology Co., Ltd (Пекин, Китай) для применения в установках сухого тушения кокса (УСТК). При сравнительных испытаниях сигнализаторов разных фирм, проведенных в 2022г. в Китае, только сигнализаторы СИУР-03В2.5М обеспечили надежное измерение уровня с зондированием сквозь стены установок УСТК, причем, толщина стен доходила до 1м. С тех пор в Китай были поставлены десятки комплектов СИУР-03В2.5М, которые успешно эксплуатируются на нескольких заводах производства кокса Китая.

Установка УСТК на заводе в Китае. Специалисты КИП получили ящик с СИУР-03В2.5М

Установка УСТК. Специалисты КИП выполняют монтаж СИУР-03В2.5М

The SUR-03B2.5M detector is mounted on the wall of the control center

Авторизованный дилер КБ «Физэлектронприбор» в Китае – Фирма Beijing Weifeng Technology Co., Ltd - представляет СИУР-03В2.5М

На нижних фотографиях  показан стенд  фирмы  Beijing Weifeng Technology Co  на  ХХ Международной конференции, проводившейся в Шанхае в октябре 2024 и посвященной развитию коксохимической промышленности. 

Конструкция сигнализаторов СИУР-03В защищена патентом RU 2631519, с которым можно ознакомиться  на сайте: https://fizepr.ru/patenty

Описание и параметры СИУР-03В2.5М приведены в руководстве по эксплуатации:

Siur-03v2.5m_ Rus Manual_ Wer.10.3.pdf

Наши коллеги из КНР при установке сигнализаторов СИУР применяют неожиданные для нас технические решения, показанные на фотографиях ниже.

Сигнализатор СИУР-03В2.5М на высокотемпературной печи  Сигнализатор СИУР-03В2.5М на высокотемпературной печи

Для всех существующих влагомеров сырой нефти погрешность измерения возрастает при появлении в нефти газа. Для большинства из них при объемном содержании газа, превышающем 2 - 5%, ошибка измерений становится недопустимо большой.

Специально для поточных влагомеров серии FIZEPR-SW100 найдено решение, позволяющее точно измерять влажность сырой нефти  даже при высоком объемном содержании газа. Решение показано на рисунке.

Данное решение оказалось возможным благодаря тому, что в датчиках FIZEPR-SW100 измерением охвачен сразу большой объем. Например, в датчиках FIZEPR-SW100.20.12 (DN80, PN63) одновременно контролируемый объем материала составляет более 2-х литров. Сырая нефть, состоящая из плохо перемешанной смеси воды и углеводородов, при анализе такого большого объема, измеряется как однородная смесь. 

 Указанная особенность влагомеров  позволила применить решение, основанное на  резком замедлении скорости потока при расширении сечения трубопровода. При большом замедлении потока (на рисунке показан вариант с замедлением скорости в 30 раз)  газ сепарируется - отделяется от жидкости и проходит по отельному каналу вне влагомера. При этом сырая нефть, протекающая через влагомер, также расслаивается, но как показано выше, это расслоение мало  влияет на результаты измерений.

Предложенная конструкция сваривается из стандартных деталей трубопроводной арматуры:  тройников по ГОСТ 17376-2001 или  ТУ 1469-001-82932963-2009,  переходов по ГОСТ 17378-2001 и отводов по ГОСТ 30753-2001.  Суммарные затраты на показанные на чертеже тройники, переходы и отводы из стали 09Г2С не превышают  68 тыс. рублей. 

  По параметрам и размерам новый датчик влажности бетонной смеси повторяет  вариант  FIZEPR-SW100.17, но отличается от него конструкцией сенсорной головки. У нового варианта сенсорная головка  выполнена  съемной.  При износе она легко заменяется.

Цена сенсорной головки – менее 15 000рублей. Сенсорные головки   изготовлены по технологии, применяемой в производстве буровых долот.  На поверхность головок  нанесен защитный слой  хромо-алмазного покрытия, а сами сенсорные головки выполнены из особо твердого  коррозионностойкого сплава. Как и буровые шарожки, изготовленные по данной технологии,  сенсорные головки  датчиков FIZEPR-SW100.17.8  отличаются  высокой устойчивостью  к абразивному износу.  Гарантийный срок - 2 года.

 Сенсорная головка, выполненная  из сверхпрочного сплава, обусловила не только прочность и стойкость датчика к ударам, но, что еще важнее,  позволила увеличить чувствительность влагомера, его глубину зондирования (благодаря исключению из области, зондируемой микроволнами, толстой керамической прослойки).  Проведенные сравнительные испытания подтвердили данное положение. Различия в чувствительности датчиков  FIZEPR-SW100.17.х   и датчиков с керамическими пластинами особенно заметны на жестких бетонных смесях.

Датчик для бетоносмесителей FIZEPR-SW100.17.8 со сменной сенсорной головкой

____________________________________________________________________________________

   Реализованное  в новой конструкции техническое решение позволяет  без изменения точности  проводить измерения сред с экстремальными температурами и давлениями. Новая конструкция анализатора и реализованный способ измерения описаны в патенте  RU2576552:

http://fizepr.ru/sites/default/files/patent_2_576_552_n7.pdf

     Суть данного изобретения: приемник и передатчик микроволнового сигнала выполнены как отдельные узлы, которые соединены однородной линией передачи, например, кабелем. В средней части к кабелю подключен первичный преобразователь - зонд. При резонансе  преобразователя он шунтирует передачу  сигнала по кабелю. Это позволило контролировать частоту резонанса на удалении от области измерения с экстремальными условиями. Рабочий диапазон температур датчика теперь определяется лишь допустимыми температурами керамики и металла зонда. Выполненная модернизация практически не повлияла на погрешность измерения диэлектрической проницаемости ε_r. Точность измерения ε_r   –  до 4-х значащих цифр. 

   Данное решение позволяет проводить дистанционные измерения не только состава материалов, но и на расстоянии контролировать уровень жидких сред, например, уровень охладителя на АЭС или уровень жидкости в сосудах под давлением в сотни атмосфер. Патент на уровнемер для экстремальных условий выложен здесь:

http://fizepr.ru/sites/default/files/patent_2_597_809_n10.pdf

На фотографиях  показан  измеритель сухости пара, выполненный на основе приведенных патентов. Измеритель сухости пара применен в составе парогенераторной установки, эксплуатируемой  на месторождении нефти с высокой вязкостью. Рабочее давление -  22 ат, рабочая температура – около 220ºС, показатель сухости пара – около 90%.

Спектры, полученные с датчика сухости параПароводяная смесь в трубе оказалась весьма стабильной, что видно  из приведенного спектра. Запись проводилась в течение 10мин и  спектры, записанные с периодом 1мин, оказались практически совпадающими.

___________________________________________________________________

В качестве примера применения анализатора FIZEPR-SW100 для контроля активности катализатора ниже приведены результаты измерений четырех проб  порошкообразного алюмохромового катализатора КДМ-М, применяемого в производстве синтетического каучука. Пробы взяты из действующей установки дегидрирования изобутана в изобутилен. Перед проведением испытаний на этикетках проб были указаны только условные номера этих проб.

При измерении снимается спектр - частотная характеристики датчика, помещаемого в исследуемый материал. Измеренные спектры проб №№ 1- 4 приведены на графиках:

По спектрам анализатор FIZEPR-SW100 определяет диэлектрические параметры, результаты измерений диэлектрических параметров  катализатора приведены в таблице:

Видно, что с увеличением загрязнения катализатора коксом растут и его диэлектрическая проницаемость и тангенс диэлектрических потерь.

Диэлектрическая проницаемость увеличивается в 2 раза (т.е. на 100%), это весьма резкое изменение, если учесть, что чувствительность анализатора - не хуже 0,06% от величины измеряемого параметра.

Тангенс диэлектрических потерь у проб изменяется более чем в 50 раз.

Следует отметить, что катализаторы всех типов, выполненные на основе оксидов алюминия и кремния, будут давать такие же результаты. Возможность контроля содержания кокса обусловлена тем, что диэлектрическая проницаемость частиц угля, кокса значительно превышает диэлектрическую проницаемость оксида алюминия и, тем более, оксида кремния, а проводимость угля на много порядков выше, чем проводимость указанных материалов.

Пересчет диэлектрических  параметров в процент содержания углерода (или другую величину, например, процент активности катализатора) анализатор FIZEPR-SW100 производит на основе заложенных в него калибровочных таблиц. Калибровочные таблицы составляются по результатам измерений проб катализатора в химической лаборатории.

Таким образом, с помощью диэлькометра - анализатора FIZEPR-SW100 можно обеспечить надежный контроль за качеством катализатора, его активностью непосредственно в реакторах при температурах до 800ºС и выше.