The 12 reference contexts in paper D. Kabanau M., Y. Lebiadok V., P. Shpak V., S. Zhuk M., S. Stashkevich P., Д. Кабанов М., Е. Лебедок В., П. Шпак В., С. Жук М., С. Сташкевич П. (2017) “ПРИБОР НА ОСНОВЕ GaInAsSb СВЕТОДИОДОВ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ВОДЫ В НЕФТИ // DEVICE BASED ON GAINASSB LEDS FOR MEASUREMENT OF WATER CONCENTRATION IN OIL” / spz:neicon:pimi:y:2017:i:2:p:142-150

  1. Start
    7449
    Prefix
    В настоящее время распространенными физико-химическими методами определения качества нефти являются хроматография, гравиметрический и титриметрические методы (заключающиеся в измерении массовых и объемных долей за счет титрования, осаждения), колориметрия, ионометрия
    Exact
    [1–3]
    Suffix
    . Основные проблемы применяемых методов: большие габариты лабораторных установок и относительно большое время измерений, малая селективность измеряемых величин, требование забора отдельных проб.
    (check this in PDF content)

  2. Start
    8650
    Prefix
    После включения источников и фотоприемника определятся величина мощности излучения доходящего от источников до фотоприемника (по каждому из трех источников отдельно), данные сопоставляются с калибровочной кривой
    Exact
    [4, 5]
    Suffix
    . Для детектирования содержания воды в нефти и нефтепродуктах в качестве оптической пары предлагается использовать матрицу из трех светодиодов LED 17, LED 19, LED 22 на основе твердых растворов GaInAsSb с мольной долью индия 0,05, 0,09, 0,19 (максимумы спектров испускания 1,7, 1,9, 2,2 мкм соответственно) [6] и фотодиод на основе гетероструктуры GaSb/GaInAsSb/ GaAlAsSb с равномерн
    (check this in PDF content)

  3. Start
    8973
    Prefix
    Для детектирования содержания воды в нефти и нефтепродуктах в качестве оптической пары предлагается использовать матрицу из трех светодиодов LED 17, LED 19, LED 22 на основе твердых растворов GaInAsSb с мольной долью индия 0,05, 0,09, 0,19 (максимумы спектров испускания 1,7, 1,9, 2,2 мкм соответственно)
    Exact
    [6]
    Suffix
    и фотодиод на основе гетероструктуры GaSb/GaInAsSb/ GaAlAsSb с равномерной спектральной чувствительностью в диапазоне от 1,4 до 2,4 мкм [7, 8]. Максимумы спектров излучения используемых светодиодов LED 17 и LED 19 совпадают с пиками поглощения нефти и воды – 1,7 и 1,9 мкм.
    (check this in PDF content)

  4. Start
    9120
    Prefix
    оптической пары предлагается использовать матрицу из трех светодиодов LED 17, LED 19, LED 22 на основе твердых растворов GaInAsSb с мольной долью индия 0,05, 0,09, 0,19 (максимумы спектров испускания 1,7, 1,9, 2,2 мкм соответственно) [6] и фотодиод на основе гетероструктуры GaSb/GaInAsSb/ GaAlAsSb с равномерной спектральной чувствительностью в диапазоне от 1,4 до 2,4 мкм
    Exact
    [7, 8]
    Suffix
    . Максимумы спектров излучения используемых светодиодов LED 17 и LED 19 совпадают с пиками поглощения нефти и воды – 1,7 и 1,9 мкм. Светодиод LED 22 используется в качестве источника опорного излучения, который в равной степени слабо поглощается водой и нефтью и служит для учета потерь на рассеяние и температурного сдвига чувствительности приемного фотодиода.
    (check this in PDF content)

  5. Start
    9945
    Prefix
    В экспериментальных исследованиях использованы образцы двух типов нефти: нефть марки Urals (образец предоставлен Мозырским НПЗ) и нефть с месторождения в г. Бугульма, Россия. Обе марки нефти имеют идентичные по форме полосы поглощения, отличие между ними состоит только в общей интенсивности поглощения
    Exact
    [5]
    Suffix
    . Это означает, что для измерения содержания воды в нефти можно использовать одни и те же светодиоды и фотоприемники (с одинаковыми спектрами излучения и фоточувствительности). Учет марки нефти осуществляется калибровкой интенсивности сигнала.
    (check this in PDF content)

  6. Start
    12677
    Prefix
    Как следует из рисунка 1, ширина спектров излучения на полувысоте для используемых светодиодов составляет 150–300 нм. Ширина характерных линий спектров поглощения нефти и нефтепродуктов и большинства углеводородов вблизи длины волны 1,7 мкм составляет 100 нм
    Exact
    [9]
    Suffix
    . Таким образом, использование узкополосных фильтров на установленные диапазоны позволяет улучшить соотношение сигнал-шум и повысить точность измерений. Для этого следует использовать светофильтры, пропускающие излучение в диапазонах 1,65–1,75 мкм (линия поглощения нефти), 1,85–1,95 мкм (линия поглощения воды), 2,15–2,25 мкм (опорное излучение).
    (check this in PDF content)

  7. Start
    13663
    Prefix
    По отношению к широкому спектру излучения используемых светодиодов (ширина спектра на полувысоте около 200 нм) отличия между спектрами различных сортов нефти и нефтепродуктов не существенны для измерения концентрации на основе предложенного метода с учетом предварительной калибровки
    Exact
    [5]
    Suffix
    . Таким образом, данный набор свето- и фотодиодов можно использовать для измерения концентрации воды в перечисленных выше нефтепродуктах. Приборы и методы измерений 2017. – Т. 8, No 2. – С. 142–150 Кабанов Д.
    (check this in PDF content)

  8. Start
    14433
    Prefix
    Использование проточной кюветы, в отличие от стандартной кюветы для стационарных измерений, позволяет повысить точность измерений за счет постоянного перемешивания водонефтяной смеси, что позволяет избегать ошибок измерений
    Exact
    [10]
    Suffix
    . В ходе экспериментов по калибровке и измерениям использовалась оптическая схема, представленная на рисунке 2. В расширительный бачок заливается анализируемая смесь, которая прокачивается через оптическую кювету с помощью помпы.
    (check this in PDF content)

  9. Start
    17014
    Prefix
    Для детектирования излучения данных светодиодов используется фотодиод на основе GaSb/GaInAsSb/ GaAlAsSb, работающий при напряжении обратного смещения 0,5 В, номинальном напряжении питания 5 В, при этом входной ток (на уровне шумов) составляет 100 пА
    Exact
    [11]
    Suffix
    . Для определения предельных значений измерения концентрации воды в водонефтяной эмульсии с помощью прибора, построенного на основе схемы, приведенной на рисунке 4, были проведены эксперименты по измерению концентрации воды в заранее подготовленных водонефтяных смесях с концентрацией воды от 0 до 95 %.
    (check this in PDF content)

  10. Start
    19207
    Prefix
    17 (1), LED 19 (2), LED 22 (3) при температуре 0 oC (пунктирная линия) и при 50 oC (сплошная линия) Figure 5 – Emission spectra of LED 17 (1), LED 19 (2) and LED 22 (3) at temperature of 0 oC (dashed line) and 50 oC (solid line) Коэффициент температурной зависимости положения пика излучения для исследуемых светодиодов не превышает 0,5 нм/К для всех трех используемых светодиодов
    Exact
    [6]
    Suffix
    . Однако при изменении температуры светодиодов в диапазоне от 0 до 50 oC интенсивность излучения изменяется до 1,5 раз. Таким образом, для проведения эффективных измерений содержания воды в нефти и достоверности использования калибровочных кривых необходима термостабилизация светодиодов как в процессе калибровки, так и в процессе проводимых измерений.
    (check this in PDF content)

  11. Start
    21246
    Prefix
    Для повышения точности измерения следует использовать единую калибровочную кривую, которая определяется как зависимость изменения разницы нормированных сигналов, получаемых от светодиодов LED 17 и LED 19, относительно нормированного сигнала, получаемого от светодиода LED 22, и может быть представлена следующей формулой
    Exact
    [4]
    Suffix
    : K II I C CC C () ()−() () =1719 22 , Приборы и методы измерений 2017. – Т. 8, No 2. – С. 142–150 Кабанов Д.М. и др. где I17(C), I19(C), I22(C) – нормированные по уровню сигналы от светодиодов LED 17, LED 19, LED 22 соответственно; С – концентрация воды в водно-нефтяной смеси.
    (check this in PDF content)

  12. Start
    23770
    Prefix
    В разработанном приборе измерения концентрации воды в нефти за данный промежуток времени происходило не менее 6 циклов перемешивания и прокачки полного объема пробы анализируемой жидкости через оптическую кювету при использовании перемешивающей роторной помпы
    Exact
    [10]
    Suffix
    . Для увеличения соотношения сигнал-шум взаимное расположение передатчиков и приемника фиксировались, чтобы их диаграммы направленностей максимально совпадали. При юстировке положения измерительного канала светодиод-фотодиод относительно оптической кюветы с анализируемой средой для улучшения соотношения сигнал-шум необходимо использовать диоды с параболическим отражат
    (check this in PDF content)