31和潜在干扰源的工作频率)中的电磁辐射。吸收器层67能够是特定频率范围的单独层的组合，因此这些单独层的组合提供屏蔽的较宽谱范围。
[0056]可通过为共振换能器12提供一种使共振换能器12能够对垂直于换能器、范围从0.1 mm至1000 mm的样本深度探测环境的几何结构，来降低共振传感器系统11的污垢。复阻抗谱的信号处理降低样本深度上的污垢的影响。
[0057]如图10所示，共振传感器系统11可用来确定流体处理系统111中的流体的液位和组成。流体处理系统111包括容器113，其中具有取样组合件115和共振传感器系统11。共振传感器系统11包括耦合到取样组合件115的至少一个共振换能器12。共振传感器系统11还包括分析器15和处理器16。
[0058]在操作中，流体的通常不互溶组合经过原始流体输入123进入容器。流体的组合可包括第一流体以及与第一流体通常不互溶的第二流体。当处理流体的组合时，将流体的组合分离到第一流体层117和第二流体层119中。在第一流体层117与第二流体层119之间，可存在毛边层(rag layer) 121。在处理之后，第一流体可经过第一流体输出125来提取，以及第二流体可经过第二流体输出127来提取。共振传感器系统11用来测量第一流体层117、第二流体层119和毛边层121的液位。共振传感器系统11还可用来表征第一流体层117、第二流体层119和毛边层121的含量。
[0059]流体处理系统111的一实施例是图11所示的脱盐器141。脱盐器141包括脱盐器容器143。原油经过原油输入145进入脱盐器141,并且与来自水输入147的水相混合。原油和水的组合流经混合阀149并且进入脱盐器容器143。脱盐器141包括经处理的油输出151和废水输出153。设置在脱盐器容器143中的是油收集管座(collect1n header) 155和水收集管座157。变压器159和变压器161向顶部电网(electrical grid) 163和底部电网165提供电力。设置在顶部电网163与底部电网165之间的是乳状液分发器167。
[0060]在操作中，与水混合的原油进入脱盐器容器143，以及两个流体由乳状液分发器167来混合和分发，由此形成乳状液。乳状液保持在顶部电网163与底部电网165之间。包含水的盐通过经过顶部电网163和底部电网165的通道从油/水混合物中分离，并且朝脱盐器容器143的底部滴下，其中将它作为废水来收集。
[0061]乳状液层的液位的控制和水中油、油中水乳状液的含量的表征在脱盐器141的操作中是重要的。乳状液层的液位的确定可使用取样组合件、例如耦合到脱盐器容器143并且具有设置在提炼管线(try-line)输出导管172上的至少一个共振换能器12的提炼管线组合件169来实现。共振换能器12可耦合到数据收集组件173。在操作中，共振换能器12用来测量水和油的液位，并且使操作人员能够控制该过程。提炼管线组合件169可以是在脱盐器容器143内部的一端开放的多个管道，其中开放端永久地定位在脱盐器容器143的预期垂直位置或液位，以用于收回那个液位的液体样本。处理容器中一般存在各具有其自己的样本阀的多个样本管道，其中各管道的开放端处于单元内部的不同垂直位置，使得液体样本能够从单元中的多个固定垂直位置收回。测量乳状液层的液位的另一种方式是使用摆臂(swing arm)取样器。摆臂取样器是具有脱盐器容器143内部的开放端的管道，通常连接到单元外部的取样阀。它包括用来通过将其旋转来改变脱盐器141中的有角度管道的开放端的垂直位置，使得液体样本能够从任何预期垂直位置收回。
[0062]测量油和水的液位的另一种方法是在量杆175上设置至少一个共振换能器12。量杆175可以是具有共振换能器12的杆，其被插入脱盐器容器143中。测量在多个液位进行。备选地，量杆175可以是具有多个复用共振换能器12的固定杆。共振换能器12可耦合到数据收集组件179，其从各种读数来收集数据供进一步处理。
[0063]流体处理系统111的另一个实施例是图12所示的分离器191。分离器191包括具有用于原油的输入导管195的分离器容器193。从输入导管195流动的原油碰撞入口分流器197。原油对入口分流器197的碰撞使水粒子开始与原油分离。原油流入处理室199中，其中将它分离为水层201和油层203。将原油传送到处理室199中的油/水界面204下面。这迫使油和水的入口混合物在容器底部与水连续相进行混合，并且经过油/水界面204上升，由此促进油中携带的水微滴的沉淀。水沉淀到底部，而油上升到顶部。油滑过堰205，其中将它收集在油室207中。水可经过水输出导管209 (其由水位控制阀211来控制)从系统收回。类似地，油可经过油位控制阀215所控制的油输出导管213从系统收回。油/水界面的高度可使用具有设置在提炼管线输出导管218并且耦合到数据处理器221的至少一个共振换能器12的提炼管线组合件217来检测。备选地，具有耦合到处理器227的至少一个共振换能器12的量杆223可用来确定油/水界面204的液位。所确定的液位用来控制水位控制阀211以允许水被收回，使得油/水界面保持在预期高度。
[0064]以下示例仅作为说明来给出，而不是要作为对本公开的范围的限制。重矿物油、自来水和清洁剂的模型系统用来执行共振换能器12的各种设计的静态测试。清洁剂的液位对所有混合物保持恒定。
[0065]示例I。在提炼管线或摆臂取样组合件13上设置的三维共振换能器31的情况下，将油和水的不同组成倒入样本管中，其中三维共振换能器31卷绕样本管的外部。图13示出随着油浓度增加而根据Fp (实阻抗的频移)的提炼管线/摆臂响应。水中油乳状液中的油的组成的所计算检测极限(图13部分A)为0.28%，以及油中水乳状液中的油的所计算检测极限(图13部分B)为0.58%。
[0066]示例2。在二维共振换能器25的情况下，二维共振换能器25浸入油和水的不同组成中。图14示出随着油浓度增加而根据Fp (实阻抗的频移)的二维共振换能器25(2 cm圆形)的响应。水中油乳状液中的油的组成的所计算检测极限(图14部分A)为0.089%，以及油中水乳状液中的油的所计算检测极限(图14部分B)为0.044%。这个示例说明，一个流体的小浓度混合另一流体的大浓度能够以高程度准确性来测量。
[0067]示例3。模型系统装载有250 mL的矿物油，并且以每50 mL I滴(5滴)的浓度采用清洁剂来处理。矿物油经过传感器来搅动和注入，并且记录阻抗谱。以恒定盐分和相同清洁剂处理来添加水的少量添加。在水容量超过水的66%或500 mL之后，清洁该系统，并且实验采用不同盐分水重复进行。二维共振换能器25的多元响应在模型系统的测试容器中的所有液位对组成和导电率的变化敏感。虽然导电率和组成的作用略微费解(convoluted)，但是传感器监测组成梯度的事实允许数据过程对这些作用进行解释(deconvolute)。
[0068]图15是示出用于确定作为高度的函数的油和水混合物的组成的方法261的一般化过程图。
[0069]在步骤263，数据(LCR共振电路参数集合)作为由顶至底的高度的函数来收集(在实验室中，这通过以100%油开始并且逐渐添加水来模拟)。
[0070]在步骤265，确定使用校准的水的导电率。在100%水，将多元响应与水导电率的校准进行比较。
[0071]在步骤267，流体相逆转点使用Z参数来确定。
[0072]在步骤269，Z参数与导电率和流体相数据相结合。
[0073]在步骤271，应用油相模型。油相模型是将所测量频率值、阻抗值和导电率值与油和水混合物中的油含量相互关联的值集合。
[0074]在步骤273，应用水相模型。水相模型是将所测量频率值、阻抗值和导电率值与水和油混合物中的水含量相互关联的值集合。
[0075]在步骤275,作为高度的函数的组成使用导电率和流体相逆转点作为多元分析中的输入参数来确定，并且生成报告。
[0076]图16示出由右到左包含0-66%水的剖面的原始阻抗(Zp)对频率(Fp)数据。在大约8.12 MHz，水含量足够高(~25%)以引起从油到水连续相的流体相逆转。这从因水连续相中的测试流体的增加导电率引起的Zp的急剧变化是显而易见的。将油连续相模型应用于流体相逆转右边的任何数据点，以及将水模型应用于左边。另外，将校准应用于端点，以确定水的导电率，其在本例中为2.78 mS/cm。
[0077]图17示出来自三维共振传感器