一种柱状电容含水率检测系统及方法与流程

本发明传感器检测领域，具体涉及一种柱状电容含水率检测系统及方法。

背景技术：

原油含水率检测是石油行业一个多年未解决的问题，尤其是井口在线含水检测，受矿化度、结蜡、气体等影响，油水形态复杂，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，研发多种含水传感器检测系统，都不能很好解决。

因此，需要提供一种新的柱状电容含水率检测系统来解决上述问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种柱状电容含水率检测系统。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：

一种柱状电容含水率检测系统，包括金属管道、绝缘层、金属棒、电热丝、电容检测电路、微处理电路、显示电路、通讯电路、加热电路，所述金属管道内部设置有柱状电极、液流挡板模块，所述柱状电极输出端和电容检测电路输入端电性连接，所述电容检测电路输出端和微处理电路信号输入端连接，所述微处理电路输出端分别和通讯电路、显示电路输入端信号连接，所述柱状电极穿过金属管道，电容检测电路检测金属管道与柱状电极之间的电容值，经传送至微处理电路处理，得出通过金属管道的混合液含水率。

优选地，所述柱状电极由金属棒外面包裹绝缘层构成，绝缘层总长略小于金属棒总长，且两端均伸出金属管道。

优选地，所述柱状电极与金属管道之间实现严格密封，密封方式包括灌胶、o形圈等方式，确保金属棒与金属管道高度绝缘。

优选地，所述微处理电路通过将混合液含水率发送至显示电路，实现含水率的就地显示。

优选地，所述微处理电路通过将混合液含水率发送至通讯电路，实现含水率与上位机的交互。

优选地，所述金属管道形状为方管、圆管等各类形体管道均可。

优选地，所述电热丝穿过金属棒，通过加热电路控制电热丝对柱状电极进行加热，确保柱状电极不受结蜡影响。

优选地，所述液流挡板模块设置在金属管道内部、柱状电极下游端，且柱状电极的物理高度低于液流挡板模块，确保柱状电极始终处于混合液之中。

有益效果：

1、采用本发明的柱状电容含水率检测系统，可以有效规避矿化度、结蜡对含水率测量的影响。

2、同时，可以对气体影响井以及间歇性出液井进行很好的测量。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1本发明电路流程示意图；

图2本发明金属管道结构示意图；

图3本发明金属管道内外直径示意图；

附图中标号如下：

1-金属管道；101-柱状电极；102-液流挡板模块；2-绝缘层；3-金属棒；4-电热丝；5-电容检测电路；6-微处理电路；7-显示电路；8-通讯电路；9-加热电路。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

如图1-3所示，本发明为一种柱状电容含水率检测系统，包括金属管道1、绝缘层2、金属棒3、电热丝4、电容检测电路5、微处理电路6、显示电路7、通讯电路8、加热电路9，金属管道1内部设置有柱状电极101、液流挡板模块102，柱状电极101输出端和电容检测电路5输入端电性连接，电容检测电路5输出端和微处理电路6信号输入端连接，微处理电路6输出端分别和通讯电路8、显示电路7输入端信号连接，柱状电极101穿过金属管道1，电容检测电路5检测金属管道1与柱状电极101之间的电容值，经传送至微处理电路6处理，得出通过金属管道1的混合液含水率。

本实施例的具体应用为：常温下，油的介电常数为2.1，水的介电常数为81，因此，不同含水率的原油具有不同的介电常数。这样就能设计柱状电容传感器，通过检测柱状电容传感器的电容量变化，就可以检测油水混合物中的含水率。

其中，金属管道1作为柱状电容器的回路电极，柱状电极101作为柱状电容器的测量电极，根据柱状电容器基本知识，通过如下分析计算步骤可得：

cm为实测所得的电容；

εol为混合液介电常数；

εt为绝缘层2的介电常数；

d1为金属棒3的外径；

d2为绝缘层2外径。

步骤2：根据混合液介电常数计算原理，可求得原油含水；

步骤1：求得柱状电极101所浸没的混合液介电常数；

εoil为原油介电常数，常温下为2.1；

εw为水的介电常数，常温下为81；

yw为混合液含水率。

由此可求得：

实施例2：

其中，柱状电极101由金属棒3外面包裹绝缘层2构成，绝缘层2总长略小于金属棒3总长，且两端均伸出金属管道1，柱状电极101与金属管道1之间实现严格密封，密封方式包括灌胶、o形圈等方式，确保金属棒3与金属管道1高度绝缘，

实施例3；

微处理电路6通过将混合液含水率发送至显示电路7，实现含水率的就地显示，微处理电路6通过将混合液含水率发送至通讯电路8，实现含水率与上位机的交互；

实施例4：金属管道1形状为方管、圆管等各类形体管道均可，电热丝4穿过金属棒3，通过加热电路9控制电热丝4对柱状电极101进行加热，确保柱状电极101不受结蜡影响；

实施例5：

液流挡板模块102设置在金属管道1内部、柱状电极101下游端，且柱状电极101的物理高度低于液流挡板模块102，确保柱状电极101始终处于混合液之中，有效解决气体及间歇性出液对测量的影响。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料过着特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式，显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。