一种多频微波含水率检测装置的制作方法

本实用新型涉及检测技术领域，尤其涉及一种多频微波含水率检测装置。

背景技术：

随着国内经济的发展和城市规模的日益扩大，原油含水率检测是石油行业一个多年未解决的问题，很多研究机构尝试过电导率法、电容法、射频衰减和微波谐振等方法，都不能很好解决。主要原因是原油成分复杂，矿化度含量有高有低，油水形态复杂，存在油包水或水包油等多种形态。

因此需要一种新的多频微波含水率检测装置来解决上述问题。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种多频微波含水率检测装置能够满足现有技术的技术需求。

一种多频微波含水率检测装置，所述多频微波含水率检测装置包括高频电路板、高频信号线、信号处理板、密封件、微波天线和天线支架，所述微波支架和微波天线组成微波探头，所述高频电路板和所述微波天线通过所述高频信号线连接，所述高频信号线由所述密封件密封，所述微波天线浸入被测介质中，所述高频电路板密封在所述装置内，所述信号处理板设置在所述高频电路板上，所述密封件与所述微波支架螺纹连接，灌注环氧树脂密封，所述密封件和所述装置本体以及电路板采用螺丝固定。

优选地，所述微波支架采用PEEK、聚酰亚胺或者聚四氟材料，所述微波天线采用铜质材料。

本实用新型的技术方案具有以下有益效果：

本实用新型提供的一种多频微波含水率检测装置，采用本实用新型的多频微波含水率检测装置，高频和低频信号分时输出，间隔时间从1ms~1s可以设定，由于矿化度对高频信号的衰减要低于低频信号，所以通过不同频率的微波信号测量，消除了矿化度的影响。

附图说明

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

图1是本实用新型一种多频微波含水率检测装置的系统框图；

图2是本实用新型一种多频微波含水率检测装置的硬件结构图。

具体实施方式

为了清楚了解本实用新型的技术方案，将在下面的描述中提出其详细的结构。显然，本实用新型实施例的具体施行并不足限于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本实用新型的优选实施例详细描述如下，除详细描述的这些实施例外，还可以具有其他实施方式。

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明。

结构图1-图2，本实施例提出了一种多频微波含水率检测装置，所述多频微波含水率检测装置包括微处理器电路、宽带功率放大器、宽带高频功分、鉴幅鉴相器、信号放大器、通讯电路和压控振荡器，所述微处理器电路输出电压控制信号，控制压控振荡器输出300MHz~2.4GHz的可变频率信号，由宽带功率放大器和宽带高频功率分配器后，一路输出到天线，另一路输出到宽带鉴幅鉴相器，从天线返回的信号也输送到宽带鉴幅鉴相器进行比较，所述鉴幅鉴相器输出的信号送微处理器电路采样处理,得到的数据发送至通讯电路输出。

所述多频微波含水率检测装置包括高频电路板1、高频信号线2、信号处理板3、密封件4、微波天线5和天线支架6，所述微波支架和微波天线组成微波探头，所述高频电路板和所述微波天线通过所述高频信号线连接，所述高频信号线由所述密封件密封，所述微波天线浸入被测介质中，所述高频电路板密封在所述装置内，所述信号处理板设置在所述高频电路板上，所述密封件与所述微波支架螺纹连接，灌注环氧树脂密封，所述密封件和所述装置本体以及电路板采用螺丝固定。

所述微波支架采用PEEK、聚酰亚胺或者聚四氟材料，所述微波天线采用铜质材料；共用天线，分时测量，由微处理器电路控制、采样和处理：矿化度对高频信号的衰减要低于低频信号，因此通过不同频率的测量，来消除矿化度的影响。

所述多频微波含水率检测装置具有以下测量原理：微波的有线传输受传输介质影响。当微波在不同的介质中传输时，传输的速度不一样。微波在空气中的传输速度要高于油，更大大高于水。当微波的频率固定不变时，速度越快波长越短，因此在同样的传输距离上，微波在空气中发生的传输相移要大于油，更大于水，这样就能通过检测相移的变化，来检测油水混合介质中的含水率。

当被测介质中存在高矿化度时，会产生微波传输信号强度的衰减，从而影响到含水率的检测，这个影响可以通过检测微波信号衰减幅度来获得。

由于鉴幅鉴相器只能进行180度或者360度的鉴相，所以如果本振信号和比较信号的相位差超过了180度或者360度，则会被误认为是180度以内的相位差。在天线长度固定的情况下，如果低频信号发生了180度的相移，在同等情况下，高频信号则会大大超出180度，这样就无法判断出实际产生的相移。

因此，在频率选择上，可以将高频选择为低频的倍数。譬如低频选择300MHz，则高频选1.2G，是低频的4倍。低频信号在天线上产生180度的相移，高频则会产生720度的相移。低频测量时测得的相移可以确定天线相移的大体范围，从而由高频测量的相移确定精度。譬如低频和高频测量的相移范围为180度，低频测量值为X，高频测量值为Y，实际高频相移为Z，则高低频测量范围的对应关系为下：

If 0度<=X<45度，Z=Y；

If 45度<=X<90度，Z=Y+45度；

If 90度<=X<135度，Z=Y+90度；

If 135度<=X<180度，Z=Y+135度；

在同样采样精度的情况下，相位测量精度比原来提高了4倍。

本实用新型提供的一种多频微波含水率检测装置，采用本实用新型的多频微波含水率检测装置，高频和低频信号分时输出，间隔时间从1ms~1s可以设定，由于矿化度对高频信号的衰减要低于低频信号，所以通过不同频率的微波信号测量，消除了矿化度的影响。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。