一种多介质分界面检测传感器及方法

本发明涉及多相流参数测量领域，特别是涉及一种多介质分界面检测传感器及方法。

背景技术：

1、液位(介质分界面)检测是石油、纺织、化工、水利等领域研究的重点和难点。常用的液位测量方法有红外法、超声法、电导法、雷达法、磁翻板法等，现有测量方法只能针对两种介质形成的一个分界面进行测量，并且容易受沾污等影响，测量效果较差。

2、在实际生产生活中，经常需要对多种介质形成的多个分界面进行检测，如石油生产油气水多相流在井口分离罐内会形成油气和油水两个分界面。现有方法无法对多个分界面进行有效测量。

3、因此，针对上述问题，为满足生产生活的实际要求，一种针对多介质分界面测量的新型多介质分界面检测传感器及方法的研究成为当前亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种多介质分界面检测传感器及方法，可实现多种不同密度介质的多个介质分界面的准确测量。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、一种多介质分界面检测传感器，包括：控制系统、光发射器阵列和光电转换器阵列；

4、所述光发射器阵列和所述光电转换器阵列平行设置；所述光发射器阵列和所述光电转换器阵列均与所述控制系统连接；所述控制系统用于根据所述光电转换器阵列检测的光发射器阵列的信号确定分界面的位置；

5、所述光发射器阵列包括多个从上到下依次设置的光发射器；所述光电转换器阵列包括多个从上到下依次设置的光电转换器。

6、可选地，多介质分界面检测传感器还包括控制盒；所述控制系统设置在所述控制盒内。

7、可选地，多介质分界面检测传感器还包括保护壳；所述光发射器阵列和所述光电转换器阵列均设置在所述保护壳内。

8、可选地，所述保护壳包括光发射器阵列保护壳和光电转换器阵列保护壳；所述光发射器阵列设置在所述光发射器阵列保护壳内；所述光电转换器阵列设置在所述光电转换器阵列保护壳内；一个所述光发射器对应一个所述光电转换器；不同所述光发射器对应不同所述光电转换器。

9、可选地，所有所述光发射器均设置在一条直线上；所有所述光电转换器均设置在一条直线上。

10、可选地，多个所述光发射器串联在所述控制系统的两端；多个所述光电转换器并联在所述控制系统两端。

11、可选地，多个所述光发射器并联在所述控制系统的两端；多个所述光电转换器并联在所述控制系统两端。

12、本发明还提供一种多介质分界面检测方法，所述多介质分界面检测方法应用于所述的多介质分界面检测传感器，所述多介质分界面检测方法包括：

13、控制每个光电转换器接收所述光发射器的信号；所述光发射器从上到下依次发光；

14、根据所述信号的跳变确定分界面的位置。

15、可选地，根据所述信号的跳变确定分界面的位置，具体包括：

16、根据所述信号的跳变确定检测周期内的时间；

17、根据所述检测周期内的时间确定光发射器在光发射器阵列中位置；

18、根据所述光发射器在光发射器阵列中位置确定分界面的位置。

19、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

20、本发明通过平行设置的光发射器阵列和光电转换器阵列，光发射器阵列包括多个从上到下依次设置的光发射器；光电转换器阵列包括多个从上到下依次设置的光电转换器；利用控制系统对信号进行分析，从而确定出分界面的位置。

技术特征：

1.一种多介质分界面检测传感器，其特征在于，包括：控制系统、光发射器阵列和光电转换器阵列；

2.根据权利要求1所述的多介质分界面检测传感器，其特征在于，还包括控制盒；所述控制系统设置在所述控制盒内。

3.根据权利要求1所述的多介质分界面检测传感器，其特征在于，还包括保护壳；所述光发射器阵列和所述光电转换器阵列均设置在所述保护壳内。

4.根据权利要求3所述的多介质分界面检测传感器，其特征在于，所述保护壳包括光发射器阵列保护壳和光电转换器阵列保护壳；所述光发射器阵列设置在所述光发射器阵列保护壳内；所述光电转换器阵列设置在所述光电转换器阵列保护壳内；一个所述光发射器对应一个所述光电转换器；不同所述光发射器对应不同所述光电转换器。

5.根据权利要求1所述的多介质分界面检测传感器，其特征在于，所有所述光发射器均设置在一条直线上；所有所述光电转换器均设置在一条直线上。

6.根据权利要求1所述的多介质分界面检测传感器，其特征在于，多个所述光发射器串联在所述控制系统的两端；多个所述光电转换器并联在所述控制系统两端。

7.根据权利要求1所述的多介质分界面检测传感器，其特征在于，多个所述光发射器并联在所述控制系统的两端；多个所述光电转换器并联在所述控制系统两端。

8.一种多介质分界面检测方法，其特征在于，所述多介质分界面检测方法应用于权利要求1-7任意一项所述的多介质分界面检测传感器，所述多介质分界面检测方法包括：

9.根据权利要求8所述的多介质分界面检测方法，其特征在于，根据所述信号的跳变确定分界面的位置，具体包括：

技术总结
本发明公开一种多介质分界面检测传感器及方法，涉及多相流参数测量领域，该传感器包括控制系统、光发射器阵列和光电转换器阵列；所述光发射器阵列和所述光电转换器阵列平行设置；所述光发射器阵列和所述光电转换器阵列均与所述控制系统连接；所述控制系统用于根据所述光电转换器阵列检测的光发射器阵列的信号确定分界面的位置；所述光发射器阵列包括多个从上到下依次设置的光发射器；所述光电转换器阵列包括多个从上到下依次设置的光电转换器。本发明实现多种不同密度介质的多个介质分界面的准确测量。

技术研发人员：陈基亮,李欣,郝虎,孔维航,吴培良,赵逢达,田立强,王帅,韩坤,薄静仪,赵立强,孔令富,杨林燕
受保护的技术使用者：河北科技师范学院
技术研发日：
技术公布日：2024/4/29