专利名称：油罐原油含水率测定仪的利记博彩app
技术领域：
本发明属于一种测试仪器，特别涉及一种油罐原油含水率测定仪。
在石油、化工工业中广泛采用各种油罐，都存在一个急待解决的技术问题-即如何检测并控制油罐中油与水的含量，油水界面等问题。目前的监测仪器，一种是油田上使用的油水界面仪，该仪器由传感器、控制仪表和执行机构组成，传感器内装有电路，并通过导管与探头相连，控制仪表通过导线与传感器相联，控制输出驱动信号，使执行机构用来进行放水处理。这种仪器是用来监测油罐固定位置含水率变化的，因而不能多点监测，如果想多点监测，必须在油罐不同位置安装多个传感器，但因受造价影响、罐体性能的限制，传感器不能安装过多，况且安装也相当麻烦，此外，长期工作因探头结垢影响监测精度且不易清洗;另一种仪器为便携式储油罐测试仪，它由传感器和通过信号线与其相联的指针式电流表构成，测量时将仪器带上油罐顶部，将探头放入油罐中进行测量，这种仪器操作需要二人才能完成，传感器因粘油影响测试精度和稳定性，而指针式表头视差误差又大。
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种既能测量油罐不同位置的剖面分层含水率、及监测固定界面并有驱动信号输出，还可作为液面仪使用且测试稳定、工作安全可靠、使用时安装方便的油罐原油含水率测定仪。
本发明的技术解决方案是它由传感器、控制传感器升降的机构传动升降机构、显示控制仪表及接在传感器和显示控制仪表之间的I/V转换器四个部分组成。
所说的传感器内安装有微电机，在微电机的转轴上安装有偏心轮，以使微电机工作时，传感器外部产生机构振荡，达到粘在传感器上的油与传感器分离的目的，在传感器内还安装有短波振荡电路，其发射端通过导线与传感器发射体相联。
所说的机构传动升降机构，由电机带动的皮带轮、齿轮和蜗杆、蜗轮组成的三级减速机构，与蜗轮同轴的缠绕有一端固定在传感器上的钢丝绳的磙轮，及与蜗杆连接的光栅盘、红外线对管构成。
所说的I/V转换器通过电缆接在传感器和显示控制仪表之间，用于将电源电压转换为低电源电压给传感器供电，以保证油罐安全，同时将传感器输出的电流信号转换成电压信号送给显示控制仪表。
所说的显示控制仪表由调零电路、放大电路、A/D电路、线性化处理电路、含水率显示电路及译码电路、声光报警电路和驱动电路，接在调零电路输出端的比较电路和电机控制电路、与红外线对管相联的计数器和高度显示电路组成，I/V转换器输出的电压信号经调零电路、放大电路放大后，一路经A/D电路，送到线性化处理电路，以使传感器输出的信号与油中含水率及时跟踪并经含水率显示电路准确直观的显示传感器所在位置的含水率数值，经线性化处理电路输出的电压信号还传给译码电路，当含水率达到给定的极限值时，译码电路输出高电平，使声光报警电路工作，同时驱动电路输出驱动信号;另一路送到比较电路，当传感器高出油面时，比较电路动作，又使电机控制电路动作，进而使电机停转，而由红外线对管、计数器和高度显示电路构成液面显示电路，既可显示传感器所在位置高度，以便与该高度位置的含水率相对应，又可显示液面高度。
根据上述的油罐原油含水率测定仪，所说的传感器中的发射体由阶梯状圆柱形的金属材料制成且其表面涂敷有聚四氟乙稀层，以防止发射体表面腐蚀。
根据上述的油罐原油含水率测定仪，所说的传感器中的发射体罩上开有排油孔。
在上述的显示控制仪表中，在线性化处理电路的输出端接有D/A电路、模拟输出电路，用于将线性化处理电路处理的数字信号变为能与计算机、打印机联机的模拟电流信号。
由于频率幅度一定的电磁波，在发射体和接收体之间的距离一定的条件下，电磁波通过不同介质而被介质吸收的能量不同，传感器输出的电流信号也就不同，这种变化的电流信号通过信号电缆，I/V转换器送到显示控制仪表，则能显示准确的含水率数值，又可作为固定界面监测。
本发明的优点在于可防止传感器表面粘油，从而提高测试精度和稳定性，而利用短波吸收原理和该显示控制仪表，可测油罐不同位置的含水率，又能作为固定油水界面监测并有驱动信号输出，还可作为液面仪使用，因而可达到一机多用的使用效果并可与计算机、打印机联机打印出含水率曲线和有关数据，且显示数值准确直观，工作安全可靠，使用时安装方便。
下面结合附图和实施例对本发明做详细说明
图1是本发明的电路方框图;
图2是本发明中传感器结构示意图;
图3是本发明中传感器中短波振荡电路原理图;
图4、图5是本发明中机构传动升降机构结构示意图;
图6是本发明中I/V转换器电路原理图;
图7是本发明实际接线图;
如图1、图2和图3所示，本发明有一个传感器装置1，所说的传感器装置有一个由外罩18B和118D及与上述外罩分别通过螺纹连接的外罩接头体118A、118C构成的传感器外罩118，其螺纹连接处涂有密封胶(厌氧胶)，以起到密封作用，在外罩118D内装有一个电路盒111，在电路盒111的右端浇注有密封胶形成密封紧固层112，在外罩118D的内壁右端安装有一个中部开有二个用于引出导线116和钢丝绳115的通孔的封头114并通过防转销固定，所说的钢丝绳115的左端固定在封头114上，在外罩118D的右端通过螺纹连接有一个中部开有通孔的螺帽113，以将封头114紧固在外罩118D上，在外罩118B内壁左部加工有一个卡台，在外罩118B内安装有微电机109，在微电机109转轴上安装偏心轮108，在外罩118B内微电机109两侧与上述卡台和接头体118C之间分别安装有内垫圈107和110，以将电机109固定在外罩118B内，所说的外罩接头体118A左内壁上加工有台阶，在外罩接头体118A内插装有一个由白钢(也可采用低碳钢或铜)制成且表面涂敷聚四氟乙稀构成保护层的阶梯状圆柱形的发射体103，以防止其表面被油腐蚀，在发射体103和接头体118A之间安装有绝缘接头体104，所说的绝缘接头体104右端内壁和接头体118A之间通过螺纹连接，其间涂密封胶，在绝缘接头体104上开有环形凹槽104A，在凹槽104A内安装有密封胶圈105，以起到密封作用，在发射体103右端还安装有起紧固作用的螺母113和垫圈，在接头体118A的左部通过外螺纹连接有发射体罩102和屏蔽罩101，所说的发射体罩102上开有排油孔102A，以将粘在发射体103上的油通过排油孔102A迅速排出，所述的电路盒111内为短波发生器，它产生频率为4MHZ的振荡波，其电路结构如图3所示，它由电阻R11、电容C11～C15，反相器IC11～IC16、晶体振荡器UF和二极管D11～D12构成，其中反相器IC16、IC11和IC12及IC12、IC14和IC15可采用二个74HC04，以增大集成电路供电电流，该电路111的发射端01通过导线与外罩118、发射体103电联接，接收端01′与外罩118电联接。
所说的机构传动升降机构由电机208、电机三角皮带轮207、三角皮带轮206、齿轮轴205及直齿轮204、蜗杆203及蜗轮202、安装在蜗轮202轴上的钢丝绳磙轮201、与油罐中传感器1相连的钢丝绳115(211)、与蜗杆202安装在同轴上的光栅盘209及安装在与光栅盘209对应位置的红外线对管210组成，其中皮带轮207和206、齿轮205和204、蜗杆203及蜗轮202构成三级变速传动机构，其传动比1∶3×1∶2×1∶40，电机208正逆转，钢丝绳211伸缩，蜗杆203每转一周，由红外线对管209产生脉冲一次，而且磙轮201的周长为40mm，蜗轮202为40个齿，这样，蜗杆203转动一周，蜗轮202只转动1/40，钢丝绳211就控制1mm，而电机208采用过载、断相、短路保护电路及防爆处理装置。
所说的I/V转换器3，其结构如图4所示，在电源输入端05、06通过防止反向的二极管D31、D32、稳压管D33和退耦电容C31、限流电阻R301、电阻R303和调压电阻R304接有由放大器IC31和电阻R302、R305构成的负反馈放大器，并通过电阻R306接有由电阻R307～R311和放大器IC33构成的具有温度补偿性能的放大器，其中，电阻R308和热敏电阻R310构成温度补偿电路，调压电阻R307可调整放大器IC33输出端02′电压，而输出端02′的输出电压为4V左右(小于5V)，在调压电阻R304和电阻R305的结点接有跟踪器IC32，在跟踪器IC32输出端接有由放大器IC34、三极管BG31和电阻R312构成的二极放大电路，其中三极管BG31发射极与放大器IC33的输出端02′相联并通过二极管D34与放大器IC34输入端相联，电容C32～C34为退耦电容，所说的I/V转换器3的输入端，即二级放大电路的输入端03′和三极管BG1的发射极02′分别与短波发生器的二个输出端03、02相联，所说的IC31-IC34可采用运放LM324;上述I/V转换器3也可采用最大输出电流为10mA的可调的恒流源。
在上述I/V转换器3的输出端04接有由调零电路401、放大电路402、A/D电路403、线性化处理电路404、含水率显示电路410、接在线性化处理电路404输出端的译码电路405、声光报警电路406及驱动电路407和接在线性化处理电路和404输出端的D/A电路411及模拟输出电路412、接在调零电路401输出端的比较电路408及电机控制电路409、与机构传动升降机构2中的红外线对管210相联的计数器413、高度显示电路414组成的显示控制仪表4，所说的放大电路402用于将I/V转换器3输出的电压信号放大，线性化处理电路404由事先编好线性化程序并固化的存贮器构成，以按线性化程序与传感器1输出电流的对应曲线关系进行显示，含水率显示电路410为三位LCD(数码管)显示，译码电路405中给定含水率极限值为60%、70%、80%、90%四个可供选择值(对应四档监测选择开关)，供实际选择，一旦监测点含水率超过极限值，声光报警电路406报警，同时驱动电路407输出驱动信号(高电平)，给外接的执行机构，进行排水，D/A电路411、模拟输出电路412用于将线性化处理电路404处理后的数字信号变为4～20mA的模拟电流信号，以便与计算机或打印机联机，打印出有关含水率曲线和有关数据;利用传感器1在油中和在空气中输出电压有很大差异的特点，以传感器1在油中时调零电路401输出电压作为比较电路408基准电压，当传感器1升到油面时，比较电路408输出高电平，使电机控制电路409动作，从而使电机208停转，再按反转按钮后，传感器1降至油中继续监测;同时由红外线对管210、计数器413和高度显示电路414构成的液面仪显示传感器所在位置高度，与含水率相对应，并可显示液面高度。
实际使用时，将传感器1经人孔放入油罐中，而将I/V转换器3接在油罐和显示控制仪表4之间一半距离左右的位置，若油罐与监测室的距离小于100米，I/V转换器3也可放在显示控制仪表内，升降机构2可采用微动开关或连动开关控制传感器1升降;传感器1垂直运动时，使微电机109运转，以防传感器1表面粘油，当传感器1固定某一高度时，使微电机109停转。
在测试时，I/V转换器3将电源电压转换为小于5V的电源电压给短波发生器111供电，短波发生器111发出的短波信号传到发射体103→油层→发射体罩102→外罩118，被吸收，油水层作为短波发生器111负载，当油中含水率增大时→使短波发生器111中的集成电路IC11～IC16的供电电流增大→使I/V转换器3的输入端02′电压增大，输入端03′电压减小，经IC34反相输入后，使其输出端电压增大→使I/V转换器3输出端电压增大，送至显示控制仪表4的输入端;反之，若油中含水率减小时，I/V转换器3的输出端04电压降低，再经显示控制仪表4，即可显示对应高度的原油含水率，并可打印出有关曲线和数据，若含水率超过给定的极限值，则译码电路405输出高电平，使声光报警电路406报警，同时，驱动电路407输出驱动信号，使外接的执行机构工作，进行排水处理;当传感器1高出油面时，比较器408输出高电平，通过电机控制电路409使升降机构2中的电机208停转，通过手动按钮，使其反转后，可继续监测。
权利要求
1.一种油罐原油含水率测定仪，其特征在于，它由传感器1、控制传感器1升降的机构传动升降机构2、显示控制仪表4及接在传感器1和显示控制仪表4之间的I/V转换器3四个部分组成，1.1).所说的传感器1内安装有微电机109，在微电机109的转轴上安装有偏心轮108，在传感器1内还安装有短波振荡电路111，其发射端01通过导线与传感器发射体103电联接。1.2).所说的机构传动升降机构2，由电机208、电机208带动的皮带轮207和206、齿轮轴205和直齿轮204、及蜗轩203和蜗轮202组成的三级减速机构，与蜗轮202安装在同轴上的缠绕有与传感器1相连的钢丝绳115(211)的磙轮201，及与蜗杆202连接的光栅盘209、红外线对管210构成。1.3).所说的I/V转换器3通过电缆接在传感器1和显示控制仪表4之间、用于将电源电压转换为低电源电压给传感器1供电，同时将传感器1输出的电流信号转换成电压信号送给显示控制仪表4。1.4).所说的显示控制仪表4由调零电路401、放大电路402、A/D电路403、线性化处理电路404、含水率显示电路410及接在线性化处理电路404输出端的译码电路405、声光报警电路406和驱动电路407，接在调零电路401输出端的比较电路408和电机控制电路409、与红外线对管210相联的计数器413和高度显示电路414组成，I/V转换器3输出的电压信号经调零电路401、放大电路402放大后，一路经A/D电路403，送到线性化处理电路404，以使传感器1输出的信号与油中含水率及时跟踪并经含水率显示电路410准确直观的显示传感器1所在位置的含水率数值，经线性化处理电路404输出的电压信号还传给译码电路405，当含水率达到给定的极限值时，译码电路405输出高电平，使声光报警电路406工作，同时驱动电路407输出驱动信号；另一路送到比较电路408，当传感器1升到油面时，比较电路408动作，又使电机控制电路409动作，进而使电机208停转，而由红外线对管210、计数器413和高度显示电路414构成液面显示电路，用来显示传感器1所在位置高度及液面高度。
2.根据权利要求1所述的油罐原油含水率测定仪，其特征在于，所说的传感器1中的发射体103由阶梯状圆柱形金属材料制成，且表面涂敷有聚四氟乙稀构成保护层。
3.根据权利要求1或2所述的油罐原油含水率测定仪，其特征在于，所说的传感器1中的发射体罩102上开有排油孔102A。
4.根据权利要求1或2所述的油罐原油含水率测定仪，其特征在于，在所说的显示控制仪表4中的线性化处理电路404的输出端接有D/A电路411、模拟输出电路412，用于将线性化处理电路404处理的数字信号变为能与计算机、打印机联机的模拟电流信号。
5.根据权利要求1或2所述的油罐原油含水率测定仪，其特征在于，所说的I/V转换器3，由防止反向的二极管D31、D32、稳压管D33和退耦电容C31～C34、限流电阻R301、电阻R303和调压电阻R304、由放大器IC31和电阻R302、R305构成的负反馈放大器，电阻R306，由电阻R307～R311和放大器IC33构成的具有温度补偿性能的放大器，其中，电阻R308和热敏电阻R310构成温度补偿电路，调压电阻R307可调整放大器IC33输出端02电压，接在调压电阻R304和电阻R305的结点的跟踪器IC32，接在跟踪器IC32输出端的由放大器IC34、三极管BG31和电阻R312构成的二级放大电路，其中三极管BG31发射极与放大器IC33的输出端02′相联并通过二极管D34与放大器IC34输入端相联，所说的二极放大电路的输入端03′和三极管BG1的发射极02′即为该I/V转换器3的输入端，所说的三极管BG31的集电极04即为该I/V转换器的输出端。
全文摘要
本发明公开了一种油罐原油含水率测定仪，它由传感器、控制传感器升降的机构传动升降机构、显示控制仪表及接在传感器和显示控制仪表之间的I/V转换器四个部分组成，所说的传感器内安装有微电机、偏心轮及短波振荡电路，其发射端通过导线与传感器发射体相联，所说的机构传动机构由三级减速机构及光栅盘、红外线对管构成。其优点是可防止传感器表面粘油，从而提高测试精度和稳定性，并可测油罐不同位置的含水率，又能作为固定油水界面监测并有驱动信号输出，还可作为液面仪使用。
文档编号G01N27/00GK1087172SQ9211188
公开日1994年5月25日 申请日期1992年11月20日 优先权日1992年11月20日
发明者崔长林, 朱广升, 马海, 朱润山, 王家桐 申请人:锦州电子应用技术研究所