专利名称：原油低含水率自动监测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于原油含水率的自动监测仪器。
为保证外输原油的质量，对外输原油中的含水率需经常进行监测，而原油的含水率又是相当的低，所以要求测量仪表应具有很高的计量精度和稳定性，否则就达不到监测目的。现有对原油含水率的监测方法有电容法、微波法、振动密度法、取样蒸馏化验法、射线吸收法等。电容法易使被测管道内结垢、结蜡，而且性能不稳定。微波法，由于原油对微波的反射系数与油水的状态有关，需根据具体情况加以修正，这样就很难适应现场多变的工作环境。振动密度法对现场条件要求比较苛刻，故其稳定性较差。取样蒸馏法费工、费时、样品代表性差，有时还会引入人为误差，尤其是它不能时时监测。射线吸收法是一种非接触式测量法，它完全可以适用于现场多变的环境，而且可以与计算机配合组成在线时时自动监测系统。但由于采集的信号幅度小，需被放大的信号即应包含发射源的透射信号还应包含散射信号，所以要求放大电路的信号频带比较宽，并能不失真的放大，才会达到测量精度，而已有的射线吸收监测原油含水率的仪器都没能很好地解决这一问题，故其精度满足不了实际需要。
本实用新型的目的是研制一种原油低含水率自动监测仪，该仪器应具有测量精度高、稳定性好的特点。
本实用新型由一次仪表和二次仪表组成，一次仪表由X射线源发射室、X射线接收室、壳体组成。壳体由原油通道管、射线传输管组成，原油通道管由法兰连接在输油管的中间，射线传输管与原油通道管互相垂直地连接在原油通道管的两端，X射线源发射室设置在射线传输管的一端内，X射线接收室设置在射线传输管的另一端内。X射线源发射室由铅防护壳体、放射源、发射窗口、螺纹帽组成。放射源放置在铅防护壳体内，铅防护壳体的前端开有一发射窗口，在发射窗口上设置有铍片，铍片的外面又设有聚四氟乙烯保护壳体，螺纹帽紧固在X射线源发射室的填料口端。X射线接收室由铅防护板、NaI晶体探测器组成，在铅防护板的前端开有一接收窗口，在接收窗口上设置有铍片，铍片的外面也设有聚四氟乙烯保护壳体，NaI晶体探测器设置在窗口后面的射线传输管内。二次仪表由高压电源、脉冲发生器、接收信号放大电路、脉冲量接口、模拟量发生器、模拟量接口、单片机、工业PC机、串并行接口、打印机、外部通信设备组成。接收信号放大电路由电源滤波电路、核信号放大电路、流量信号放大电路组成。核信号放大电路由阻抗匹配滤波电路、脉宽调制电路、整形放大器、跳键开关组成。流量信号放大电路由阻抗匹配滤波电路、整形放大器、跳键开关组成。电源滤波电路由电容C4、C5并联在电源与地之间组成。核信号放大电路的阻抗匹配滤波电路由电位器WO1、电容C1、电阻R3、R4组成；脉宽调制电路由容C3、电位器W1组成；整形放大器由比较器U1、电阻R5组成；跳键开关由J1-1、J6-1组成。流量信号放大电路的阻抗匹配滤波电路由电阻R1、R2、电容C2组成；整形放大器由比较器U2、电阻R6组成；跳键开关由J1-2、J6-2组成。
本实用新型适用于各种复杂和恶劣环境下外输原油低含水率的测量，它具有安装简单、自动化程度高、可时时在线检测的特点。而且不会对被测管道内造成结垢、结蜡的现象，尤其是它具有性能稳定可靠，长期使用误差小于千分之一。可准确测定出原油含水率范围在0～3％的准确值。其防辐射安全性完全达到国家规定标准。
图1是本实新型整体原理框图，图2是接收信号放大电路22的电路结构示意图，图3是一次仪表1的结构示意图。
实施例本实施例由一次仪表1、二次仪表2组成，一次仪表1由X射线源发射室3、X射线接收室4、壳体组成。壳体由原油通道管5、射线传输管6组成，原油通道管5由法兰7连接在输油管道8的中间，射线传输管6与原油通道管5互相垂直地连接在原油通道管5的两端。X射线源发射室3设置在射线传输管6的一端内，X射线接收室4设置在射线传输管6的另一端内。X射线源发射室3由铅防护壳体19、PU238放射源9、螺纹帽11组成，铅防护壳体19的前端开有一发射窗口10，PU238放射源9放置在铅防护壳体19内，并靠近窗口10处，在窗口10上设置有1.5～2.5mm厚的铍片12，在铍片12的外面又设有1.5～2mm厚的聚四氟乙烯保护壳体13，螺纹帽11紧固在X射线源发射室3的装料口端上。X射线接收室4由铅防护板14、NaI晶体探测器15组成，在铅防护板14的前端开有一接收窗口16，在接收窗口16上设置有1.5～2.5mm厚的铍片17，在铍片17的外面也设有聚四氟乙烯保护壳体18，NaI晶体探测器15设置在窗口16后面的射线传输管6内。聚四氟乙烯保护壳体13与18之间的距离L为5.2～5.5cm。二次仪表2由高压电源20、脉冲发生器21、接收信号放大电路22、脉冲量接口23、模拟量发生器24、模拟量接口25、单片机26、工业PC机27、串并行接口28、打印机29、外部通信设备30组成。接收信号放大电路22由电源滤波电路31、核信号放大电路32、流量信号放大电路33组成。核信号放大电路32由阻抗匹配滤波电路34、脉宽调制电路35、整形放大器37、跳键开关组成。电源滤波电路31由电容C4、C5并联在电源Vcc与地之间组成。阻抗匹配滤波电路34由电位器W01、电容C1、电阻R3、R4组成；脉宽调制电路35由电容C3、电位器W1组成；整形放大器37由LM339比较器U1、电阻R5组成；跳键开关由J1-1、J6-1组成。R3连接在U1的反相输入端和电源Vcc之间，U1的反相输入端同时还连接着R4的一端和C1的一端，R4的另一端接电位器WO1的调整端和地，C1的另一端接电位器WO1的一个固定端，WO1的另一个固定端接地。C3的一端接电位器WO1的调整端，C3的另一端接W1的调整端和U1的同相输入端，W1的一固定端接电源Vcc，W1的另一端固定端接地。J1-1的一端接在C1和WO1的连接点上，J1-1的另一端接NaI晶体控测器15的输出端IN1上，J6-1的一端接U1的输出端，J6-1的另一端接接收信号放大电路22的输出端OUT，R5接在Vcc与OUT端之间。流量信号放大电路33由阻抗匹配滤波电路36、整形放大器38、跳键开关组成，阻抗匹配滤波电路36由电阻R1、R2、电容C2组成；跳键开关由J1-2、J6-2组成。整形放大器由LM339比较器U2、电阻R6组成，U2的同相输入端接W1的调整端，U2的反相输入端接C2和R2的一端，C2的另一端接地，R2的另一端接R1的一端和J1-2的一端，J1-2的另一端接在流量计的脉冲发生器的输出端IN2上R1的另一端接地。J6-2的一端接U2的输出端，J6-2的另一端接接收信号放大电路22的输出端OUT，R6接在Vcc与OUT端之间。
当跳键开关J1-1、J6-1闭合，J1-2、J6-2断开时，核信号放大电路32处理NaI晶体探测器15传送过来的核脉冲信号，此信号为0.4～0.5峰值的负脉冲信号，经过电位器WO1阻抗匹配后，再经C1、R3、R4滤波传给U1的反相输入端。电位器WO1调整到的最佳值为95～150欧姆。经W1和C3的脉宽调制电路后，输出为1.2～1.5μS周期的电脉冲信号。经U1放大后使其幅度为4～5V的正脉冲规则信号给脉冲量接口23，再由计算机处理。当J1-1、J6-1断开，J1-2、J6-2闭合时，流量信号放大电路33处理流量计传来的脉冲信号
权利要求1.原油低含水率自动监测仪，它由一次仪表(1)、二次仪表(2)组成，一次仪表(1)由X射线源发射室(3)、X射线接收室(4)、壳体组成；壳体由原油通道管(5)、射线传输管(6)组成，原油通道管(5)由法兰(7)连接在输油管道(8)的中间，射线传输管(6)与原油通道管(5)互相垂直地连接在原油通道(5)的两端；X射线源发射室(3)设置在射线传输管(6)的一端内，X射线接收室(4)设置在射线传输管(6)的另一端内；二次仪表(2)由高压电源(20)、脉冲发生器(21)、接收信号放大电路(22)、脉冲量接口(23)、模拟量发生器(24)、模拟量接口(25)、单片机(26)、工业PC机(27)、串并行接口(28)、打印机(29)、外部通信设备(30)组成；接收信号放大电路(21)由电源滤波电路(31)、核信号放大电路(32)、流量信号放大电路(33)组成；其特征在于核信号放大电路(31)由阻抗匹配滤波电路(34)、脉宽调制电路(35)、整形放大器(37)、跳键开关组成；阻抗匹配滤波电路(34)由电位器WO1、电容C1、电阻R3、R4组成；脉宽调制电路(35)由电容C3、电位器W1组成；整形放大器(37)由电阻R5、比较器U1组成；跳键开关由J1-1、J6-1组成；R3连接在U1的反相输入端和电源Vcc之间，U1的反相输入端同时还连接着R4的一端和C1的一端，R4的另一端接电位器WO1的调整端和地，C1的另一端接电位器WO1的一个固定端，WO1的另一个固定端接地；C3的一端接电位器WO1的调整端，C3的另一端接W1的调整端和U1的同相输入端，W1的一固定端接电源Vcc，W1的另一端固定端接地；J1-1的一端接在C1和WO1的连接点上，J1-1的另一端接NaI晶体探测器(15)的输出端IN1上；J6-1的一端接U1的输出端，J6-1的另一端接接收信号放大电路(22)的输出端OUT，R5接在Vcc与OUT端之间。
2.根据权利要求1所述的原油低含水率自动监测仪，其特征在于流量信号放大电路(33)由阻抗匹配滤波电路(36)、整形放大器(38)、跳键开关组成，阻抗匹配滤波电路(36)由电阻R1、R2、电容C2组成；跳键开关由J1-2、J6-2组成；整形放大器(38)由电阻R6、比较器U2组成，U2的同相输入端接W1的调整端，U2的反相输入端接C2和R2的一端，C2的另一端接地，R2的另一端接R1的一端和J1-2的一端，J1-2的另一端接在流量计的脉冲发生器的输出端IN2上，R1的另一端接地；J6-2的一端接U2的输出端，J6-2的另一端接接收信号放大电路(22)的输出端OUT，R6接在Vcc与OUT端之间。
3.根据权利要求1所述的原油低含水率自动监测仪，其特征在于X射线源发射室(3)由铅防护壳体(19)、PU238放射源(9)、螺纹帽(11)组成，铅防护壳体(19)的前端开有一发射窗口(10)，PU238放射源(9)放置在铅防护壳体(19)内，并靠近窗口(10)处，在窗口(10)上设置有1.5～2mm厚的铍片(12)，在铍片(12)的外面又设有1.5～2mm厚的聚四氟乙烯保护壳体(13)，螺纹帽(11)紧固在X射线源发射室(3)的装料口上；X射线接收室(4)由铅防护板(14)、NaI晶体探测器(15)组成，在铅防护板(14)的前端开有一接收窗口(16)，在接收窗口(16)上设置有1.5～2mm厚的铍片(17)，铍片(17)的外面也设有1.5～2mm厚的聚四氟乙烯保护壳体(18)，NaI晶体探测器(15)设置在窗口(16)后面的射线传输管(6)内；聚四氟乙烯保护壳体(13)与(18)之间的距离L为5.2～5.5cm。
4.根据权利要求1所述的原油低含水率自动监测仪，其特征在于电位器W01调整到的最佳值为95～150欧姆。
专利摘要原油低含水率自动监测仪的一次仪表由法兰7连接在输油管道8的中间,二次仪表2的特征在于核信号放大电路32的结构,它由电阻R
文档编号G01N23/223GK2359692SQ9824781
公开日2000年1月19日 申请日期1998年12月2日 优先权日1998年12月2日
发明者柴连善, 吴长利, 宁利, 王东升, 张森, 寿焕根 申请人:大庆石油管理局第五采油厂