ru en

Технология регистрации точки росы и температуры конденсации углеводородов

Особенности регистрации конденсата
Гигрометры, выпускаемые «НПО «Вымпел» основаны на лазерно-конденсационном методе измерения (метод охлаждаемого зеркала с ЛСР). Регистрация конденсата на поверхности охлаждаемого зеркала основана на использовании эффекта полного преломления лазерного луча.
Полное преломление — эффект, проявляющийся при падении продольных плоскополяризованных волн на границу раздела разнородных сред, и заключающийся в отсутствии отражённой волны. Эффект возможно наблюдать только в случае падения потока вертикально поляризованной волны на границу раздела сред под углом Брюстера.
Элементы:
  • Полированный диэлектрик — материал зеркала
  • Поляризованный лазер — источник света
  • Луч лазера падает под углом Брюстера для выбранного материала диэлектрика.
Процесс происходит следующим образом:
Когда зеркало чистое, луч, падающий на поверхность под углом Брюстера, полностью преломляется. В результате на выходе фотодетектора получаем нулевой сигнал. При появлении конденсата на фотодетекторе скачкообразно повышается уровень сигнала.
Особенности регистрации конденсата
У гигрометров серии «Hygrovision» есть возможность визуального наблюдения за процессами, происходящими на поверхности зеркала через запатентованную двухканальную оптическую систему наблюдения с 40-кратным увеличением (микроскоп).
Для визуальной регистрации конденсата применяются различные системы (оптические каналы), в которых в качестве материала зеркала используется диэлектрик, но разные источники излучения:
  • Для водного конденсата — лазер с вертикально поляризованным излучением (боковая подсветка);
  • Для углеводородного и водного — источник видимого неполяризованного света (белый светодиод), встроенный в оптическую систему (вертикальная подсветка).
Особенности регистрации конденсата
Особенности регистрации конденсата
Углеводородный конденсат
При образовании на зеркале тонкой плёнки углеводородов, имеющей показатель преломления отличный от материала зеркала, условие полного преломления нарушается и появляется волна, отражённая от границы раздела сред «газ — плёнка». Кроме того, ввиду оптической прозрачности сконденсированной плёнки, появляется вторая отражённая волна от границы раздела «плёнка — зеркало». В результате фотоприемник фиксирует два отражённых луча, которые образуют интерференционную картину. Измерение точки росы по углеводородам происходит при достижении толщины плёнки равной примерно 5–10 нм.
Конденсацию углеводородов можно наблюдать только при включении вертикальной подсветки поверхности охлаждаемого зеркала.
Водный конденсат
При охлаждении зеркала и появлении на поверхности капель конденсирующихся паров воды происходит интенсивное рассеяние света. Система регистрации реагирует на процесс конденсации паров воды возрастанием уровня фотосигнала. Уровень сигнала фотоприемника зависит от количества воды, сконденсировавшейся на поверхности охлаждаемого зеркала. Конденсацию воды можно наблюдать как при включении вертикальной подсветки, так и боковой подсветке поверхности охлаждаемого зеркала. Так как в «Hygrovision-mini» для боковой подсветки используется диод красного цвета, конденсация воды при включении боковой подсветки выглядит иначе.