一种采用射频导纳原理测量含水率的设备的制作方法

文档序号:14711221发布日期:2018-06-16 00:26阅读:238来源:国知局

本实用新型涉及含水率测量技术领域,具体涉及一种采用射频导纳原理测量含水率的设备。



背景技术:

目前国内外市场上的含水分析仪根据测量原理的不同,可分为电特性法、射线吸收法和密度法。其中电特性含水分析仪还可分为电容法、短波法、微波法和阻抗法等。

电特性含水仪的测量原理都是基于油和水的介电常数差异,而介电常数又与与油水混合比率相关,因此当介质流过特定的传感器时,通过的电学元件,可以检测出介电常数(即含水率)变化所引起的电容、电感、阻抗和(或)振荡频率等物理量的变化,再利用已知的数学公式可以间接求出油中的含水率。

电容法、短波法是依据油、水的电导率或介电常数不同的电学原理而设计的仪表,其含水率监测与水的游离相有关,无法实现0~100%线性监测含水率;

微波吸收法是依据油、水对短波微波的吸收有明显差距的测量原理而设计的仪表,但由于微波、短波作用于分子,与油水状态(油包水或水包油)有关,因此从原理上说不能全量程监测含水率,也无法实现0~100%线性监测含水率;

射线吸收法由于存在放射源,使用不便,所以目前市场上已停止使用。

密度测量法是通过油和水的密度不同,提前设定好油的密度和水的密度,实时测量混合介质的综合密度,然后通过公式计算出油水比率。此测量方法测量误差较大,因为油和水的密度不是固定不变的,随着开采阶段油层层位的变化,油和水的密度也在不断变化,而且介质中如果含有气泡的话混合密度就很难测量准确,对测量结果造成影响。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于提供一种采用射频导纳原理测量含水率的设备,本实用新型的设备能够采用射频导纳原理0-100%全量程测量含水率。

为实现上述目的,本实用新型提供一种采用射频导纳原理测量含水率的设备,所述设备包括金属容器、由上至下伸入所述金属容器中的射频导纳探头以及导纳测量单元,所述射频导纳探头的下端通过电阻与所述金属容器相连,金属容器接地。

可选的,所述导纳测量单元包括电桥、振荡器和解调器,所述电桥分别与所述振荡器与射频导纳探头和解调器相连。

可选的,所述电桥包括RDA电容、探头电容、参比电容和电感,所述射频导纳探头通过参比电容与所述振荡器串联,所述射频导纳探头通过RDA电容与所述振荡器串联,所述射频导纳探头通过探头电容和电感与所述解调器串联,所述解调器通过电感与所述振荡器串联。

可选的,所述射频导纳探头通过中心线与振荡器相连。

可选的,所述中心线的外周设置有电缆电容。

本实用新型还提供一种采用射频导纳原理测量含水率的方法,该方法包括:

a、采用本实用新型所提供的设备测定放置在金属容器中待测油品的电容ε和电流R,电容和电流由所述调节器输出;

b、将所述电容ε和电流R进行相乘后与标准曲线上的含水率进行比较;所述标准曲线由含水量为0重量%、10重量%、20重量%、30重量%、40重量%、50重量%、60重量%、70重量%、80重量%和90重量%的辛烷以及水进行组成,横坐标为电容ε和电流R的乘积,纵坐标为含水率。

可选的,所述待测油品的密度小于1.05克/毫升,沸点小于300℃。

本实用新型具有如下优点:

1、采用射频导纳原理0-100%全量程测量含水率;

2、在一定范围内不受油品密度、粘度、温度的影响,可以提供多条标定曲线,一台仪表可测量多种油品;

3、结构合理,使用方便,维护简单。

附图说明

图1是本实用新型提供的采用射频导纳原理测量含水率的设备一种具体实施方式的结构示意图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本实用新型,但不用来限制本实用新型的范围。

如图1所示,本实用新型提供一种采用射频导纳原理测量含水率的设备,所述设备包括金属容器1、由上至下伸入所述金属容器1中的射频导纳探头2以及导纳测量单元4,所述射频导纳探头2的下端通过电阻3与所述金属容器1相连,金属容器1接地。本实用新型提供的含水仪采用射频导纳技术,该技术曾广泛应用于液态、固态的料位界面测量控制,取得了非常好的效果。射频导纳含水仪中导纳的含义为电学中阻抗的倒数,它由电阻性成分,电容性成分,电感性成分综合而成,而射频即高频无线电谱,所以射频导纳可以理解为用高频无线电波测量导纳。

导纳测量单元是根据电桥原理,如图1所示,所述导纳测量单元4包括电桥41、振荡器42和解调器43,所述电桥41分别与所述振荡器42与射频导纳探头2和解调器43相连,具体地,所述电桥41包括RDA电容411、探头电容412、参比电容413和电感414,所述射频导纳探头2通过参比电容413与所述振荡器42串联,所述射频导纳探头2通过RDA电容411与所述振荡器42串联,所述射频导纳探头2通过探头电容412和电感414与所述解调器43串联,所述解调器43通过电感414与所述振荡器42串联。导纳测量单元内部有一高频正选振荡器用来提供稳定的测量信号源,用于测量传感与元件上的电容或导纳。射频导纳含水仪具有经改进的线性及防挂料性能。它同时在输入/输出两接线上具有内置的RFI(射频干扰)防护装置以及内置的温度补偿单元,保证测量结果的稳定性和准确性。

如图1所示,为了方便稳定连接振荡器,所述射频导纳探头2通过中心线21与振荡器42相连,所述中心线21的外周可以设置有电缆电容22,从而防止外界的电磁波的干扰。

本实用新型还提供一种采用射频导纳原理测量含水率的方法,该方法包括:a、采用本实用新型所提供的设备测定放置在金属容器1中待测油品的电容ε和电流R,电容和电流由所述调节器43输出;优选地,b、将所述电容ε和电流R进行相乘后与标准曲线上的含水率进行比较;所述标准曲线由含水量为0重量%、10重量%、20重量%、30重量%、40重量%、50重量%、60重量%、70重量%、80重量%和90重量%的辛烷以及水进行组成,横坐标为电容ε和电流R的乘积,纵坐标为含水率。采用本实用新型的方法进行测定含水率,偏差在5%以内,并且所述待测油品的密度小于1.05克/毫升,沸点小于300℃,测量效果更好,偏差基本在3%以内。

另外,本实用新型的此含水分析仪可以与配套的手机APP软件相连接,通过智能手机直接读取当前测量的含水率,读数方便,可直接通过手机安装APP进行数据读取,采用射频导纳原理测量适应0-100%全量程测量。存储空间大,存储多条测量曲线,适应多种油品的测量,具有温度补偿功能,排出温度对测量的影响,探头带自发热功能,防止结蜡影响测量精度。

虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述,但在本实用新型基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本实用新型要求保护的范围。

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