在線式原油低含水傳感器的製作方法
2023-11-11 14:27:52 2
專利名稱：在線式原油低含水傳感器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種傳感器，尤其是涉及一種在原油開發和生產過程中測量原油低含水率的傳感器。
背景技術：
目前，國內測量原油低含水傳感器大多採用超短波法、微波法、射頻法，精度只能 達到0. 1%。而現在油田原油脫水工藝水平很高，外輸淨化原油含水率普遍在0. I %
0.25%之間，含水超過0.3%需要及時處理，故精度0. I %的傳感器其性能就滿足不了生產實際的要求。所以研製開發高品質的原油低含水傳感器，將含水率測量精度提高到±0. 05%，具有可觀的社會經濟效益。
發明內容本實用新型的目的在於克服上述技術中存在的不足之處，提供一種結構簡單、設計合理，使用維護方便、測量精度高，工作穩定的在線式原油低含水傳感器。為了達到上述目的，本實用新型採用的技術方案是包括傳感器機體和內置電路，傳感器機體是一個以原油乳化液為介質的同軸電容器CX，內置電路為電容頻率轉換電路，所述的電容頻率轉換電路包括一個振蕩電路，用於把電容值轉換為頻率信號，一個推挽放大電路，此電路把頻率信號放大，它的輸出端接原油含水分析儀的輸入端，一個信號穩定電路，此電路保證振蕩電路和推挽放大電路穩定工作。本實用新型的優點是I、測量範圍0 3%，精度達到±0. 05% ；2、電源線與信號線共線，抗幹擾性強；3、基本上不受壓力、流速的影響；4、結構簡單、設計合理，維修率低，可在線檢修，工作穩定可靠；5、適用於工廠中含有A、B級T1-T6組爆炸性氣體(蒸汽)環境中。
圖I是原油低含水傳感器電路原理具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的實施例作進一步詳細描述。由圖I可知，本實用新型包括傳感器機體和內置電路，傳感器機體是一個以原油乳化液為介質的同軸電容器CX，內置電路為電容頻率轉換電路，所述的電容頻率轉換電路包括一個振蕩電路3，用於把電容值轉換為頻率信號，一個推挽放大電路1，此電路把頻率信號放大，它的輸出端接原油含水分析儀的輸入端，一個信號穩定電路2，此電路保證振蕩電路3和推挽放大電路I穩定工作。[0014]所述的振蕩電路3由電容C3、C4、C7、C8、C9，電感LI和同軸電容器CX組成，所述的電容C7、C8、C9和同軸電容器CX並聯後一端與電感LI 一端相連，電容C7、C8、C9和同軸電容器CX並聯後另一端接地，電容C3和電容C4串聯後由電容C3 —端與電感LI另一端相連，電容C4另一端接地。所述的推挽放大電路I由電阻R2 R5、二極體Dl、D2和電容C2組成，振蕩電路3產生的頻率信號由電容C2的一端輸入，放大後的頻率信號經電阻R4、電阻R5的公共端由電容Cl的一端輸出，電容C2的另一端經電阻R3與晶體三極體Q2的基極相連，所述的晶體三極體Q2的發射極依次經過電阻R4、電阻R5與晶體三極體Ql的集電極相連，晶體三極體Q2的基極依次經由二極體D2、二極體D3與晶體三極體Ql的基極相連，同時晶體三極體Q2的基極經由電阻R2與晶體三極體Q2集電極相連，晶體三極體Q2集電極經二極體D1、電阻Rl與電源相連，晶體三極體Ql的發射極接地。所述的信號穩定電路2由一個晶體三極體Q3、電阻R8 R13和電容C6、C11組成，晶體三極體Q3的集電極經電容C5與電容C2、C3、電感LI的公共端相連，晶體三極體Q3的發射極與電容C3、C4的公共端相連，晶體三極體Q3的基極經電阻R6、R8與晶體三極體Q2集電極相連，晶體三極體Q3的基極依次經電阻R8，電阻R9，電阻RlO與其集電極相連，電阻Rll和電容C6並聯後一端接地，一端與晶體三極體Q3的基極相連，晶體三極體Q3的集電極依次經過電阻R10、電阻R9、電容C11、電阻R13、電阻R12與晶體三極體Q3的發射極相連，其中電容Cll電阻R13公共端接地。它只有兩條引出線，電源線與信號線共線。所述的振蕩電路3三極體Ql的基極接有電阻R7與地相接。本實用新型同軸電容器CX就是原油低含水傳感器本身，它以原油乳化液為介質，當它的結構尺寸確定後，同軸電容器CX的電容量就僅與原油乳化液的介電常數有關。而原油乳化液的介電常數在含水率小於10%時，原油乳化液含水率與介電常數成線形關係。因此對原油乳化液含水率在0 3%範圍內變化時，會引起同軸電容器CX的電容量線性變化。同軸電容器CX，電容C3、C4、C7、C8、C9和電感LI組成振蕩電路3，電容C7、C8、C9和同軸電容器CX並聯後一端與電感LI 一端相連，電容C7、C8、C9和同軸電容器CX並聯後另一端接地；電容C3和電容C4串聯後由電容C3 —端與電感LI另一端相連，電容C4另一端接地。因此同軸電容器CX的電容量變化會引起振蕩電路3的振蕩頻率的變化。振蕩電路3產生的頻率信號由電容C2的一端輸入到推挽放大電路I中。推挽放大電路I由電阻R2 R5、二極體Dl、D2和電容C2組成；晶體三極體Q2的發射極依次經過電阻R4、電阻R5與晶體三極體Ql的集電極相連，晶體三極體Q2的基極依次經由二極體D2、二極體D3與晶體三極體Ql的基極相連，同時晶體三極體Q2的基極經由電阻R2與晶體三極體Q2集電極相連，晶體三極體Q2集電極經二極體D1、電阻Rl與電源相連，晶體三極體Ql的發射極接地；電容C2的另一端經電阻R3與晶體三極體Q2的基極相連。振蕩電路3放大後的頻率信號經電阻R4、電阻R5的公共端由電容Cl的一端輸出到原油含水分析儀的輸入端。為了使信號不失真，並具有一定的抗幹擾性，穩定電路2設計方案可以如下由一個晶體三極體Q3、電阻R8 R13和電容C6、Cll組成；晶體三極體Q3的集電極經電容C5與電容C2、C3、電感LI的公共端相連，晶體三極體Q3的發射極與電容C3、C4的公共端相連，晶體三極體Q3的基極經電阻R6、R8與晶體三極體Q2集電極相連；電阻Rll和電容C6並聯後一端接地，一端與晶體三極體Q3的基極相連；晶體三極體Q3的集電極依次經過電阻 R10、電阻R9、電容C11、電阻R13、電阻R12與晶體三極體Q3的發射極相連，其中電容Cll電阻Rl3公共端接地。
權利要求1.一種在線式原油低含水傳感器，包括傳感器機體和內置電路，傳感器機體是一個以原油乳化液為介質的同軸電容器CX，其特徵在於內置電路為電容頻率轉換電路，所述的電容頻率轉換電路包括一個振蕩電路(3)，用於把電容值轉換為頻率信號，一個推挽放大電路(I)，此電路把頻率信號放大，它的輸出端接原油含水分析儀的輸入端，一個信號穩定電路(2)，此電路保證振蕩電路(3)和推挽放大電路⑴穩定工作。
2.根據權利要求I所述的在線式原油低含水傳感器，其特徵在於所述的振蕩電路(3)由電容C3、C4、C7、C8、C9，電感LI和同軸電容器CX組成，所述的電容C7、C8、C9和同軸電容器CX並聯後一端與電感LI 一端相連，電容C7、C8、C9和同軸電容器CX並聯後另一端接地，電容C3和電容C4串聯後由電容C3 —端與電感LI另一端相連，電容C4另一端接地。
3.根據權利要求I所述的在線式原油低含水傳感器，其特徵在於所述的推挽放大電路(I)由電阻R2 R5、二極體Dl、D2和電容C2組成，振蕩電路(3)產生的頻率信號由電容C2的一端輸入,放大後的頻率信號經電阻R4、電阻R5的公共端由電容Cl的一端輸出，電容C2的另一端經電阻R3與晶體三極體Q2的基極相連，所述的晶體三極體Q2的發射極依次經過電阻R4、電阻R5與晶體三極體Ql的集電極相連，晶體三極體Q2的基極依次經由二極體D2、二極體D3與晶體三極體Ql的基極相連，同時晶體三極體Q2的基極經由電阻R2與晶體三極體Q2集電極相連，晶體三極體Q2集電極經二極體D1、電阻Rl與電源相連，晶體三極體Ql的發射極接地。
4.根據權利要求I所述的在線式原油低含水傳感器，其特徵在於所述的信號穩定電路⑵由一個晶體三極體Q3、電阻R8 R13和電容C6、C11組成，晶體三極體Q3的集電極經電容C5與電容C2、C3、電感LI的公共端相連，晶體三極體Q3的發射極與電容C3、C4的公共端相連，晶體三極體Q3的基極經電阻R6、R8與晶體三極體Q2集電極相連，晶體三極體Q3的基極依次經電阻R8，電阻R9，電阻RlO與其集電極相連；電阻Rll和電容C6並聯後一端接地，一端與晶體三極體Q3的基極相連，晶體三極體Q3的集電極依次經過電阻R10、電阻R9、電容C11、電阻R13、電阻R12與晶體三極體Q3的發射極相連，其中電容Cll電阻R13公共端接地。
5.根據權利要求I所述的在線式原油低含水傳感器，其特徵在於它只有兩條引出線，電源線與信號線共線。
6.根據權利要求I所述的在線式原油低含水傳感器，其特徵在於所述的振蕩電路(3)三極體Ql的基極接有電阻R7與地相接。
專利摘要本實用新型涉及一種在線式原油低含水傳感器，包括傳感器機體和內置電路，傳感器機體是一個以原油乳化液為介質的同軸電容器(CX)，內置電路為電容頻率轉換電路，所述的電容頻率轉換電路包括一個振蕩電路，用於把電容值轉換為頻率信號，一個推挽放大電路，此電路把頻率信號放大，它的輸出端接原油含水分析儀的輸入端，一個信號穩定電路，此電路保證振蕩電路和推挽放大電路穩定工作。本實用新型結構簡單、設計合理，維修率低，可在線檢修，工作穩定可靠，測量範圍0～3％，精度達到士0.05％，電源線與信號線共線，抗幹擾性強，基本上不受壓力、流速的影響，適用於工廠中含有A、B級T1——T6組爆炸性氣體(蒸汽)環境中。
文檔編號G01N27/00GK202494656SQ20112049405
公開日2012年10月17日 申請日期2011年12月2日 優先權日2011年12月2日
發明者姜海濤, 張玉茹, 時丹丹, 李雲, 李俊玲, 李恩臨, 蘇曉東, 趙明, 閆新男 申請人:哈爾濱商業大學