[发明专利]油中含水监测方法和监测仪

说明书

技术领域

本发明属于石油仪表分析技术领域，涉及一种原油含水量的检测，具体涉及一种基于电磁波方法检测油中含水量的监测方法和监测仪。 

背景技术

原油含水率是石油化工行业一个重要参数，检测原油含水率是原油开采脱水处理集输计量储运销售及湿疣是由炼制等过程被普遍关注的问题。若原油含水率检测不准，将直接影响油井及油层动态分析，破坏电脱水器重电场，降低脱水效果，给原油集输造出很大能源浪费。因此原油含水率的检测十分重要，历来倍受关注，先后提出多种测量方法，设计出不同形式的含水率测试仪表，但由于原油含水率测量受到多种因素的影响，且与其影响因素具有复杂的非线性关系，始终缺乏一种既简便快捷、又准确实用的预测模型。 

发明内容

本发明的目的是提供一种简便快捷、又准确实用的油中含水的监测方法和监测仪。 

本发明提供的油中含水监测方法为：将恒幅、稳频的电磁波信号发射到含水的油中，利用油水的介电常数不同，引起阻抗变化，从而可以测得电磁波信号能量损失，进而得到油中的含水值。 

优选地，所述电磁波信号振幅为±12V，频率为5-20MHZ。 

油中的含水量与损失后的电磁波能量关系通过实际测量进行参数标定而预得。 

优选地，方法根据温度对介质界电常数的影响，进行了温度补偿。例如，用温度传感器PT1000进行温度补偿，将测量到的电阻信号转换为4-20MA电流信号。 

优选地，采用24位高精度转换器AD7799和微处理器芯片STM32，通过RS485节点组网，基于前期对原油含水率的研究，利用监控中心的上位机的数据和软件。 

本发明提供的油中含水监测仪包括电磁波发射装置、探测监测介质中电磁波能量的探测装置、模数转换器、处理器和操控装置，所述探测装置连接所述模数转换器，所述电磁波发射装置、所述模数转换器、所述操控装置都与所述处理器连接。 

还可以包括都与所述处理器连接的电源模块和显示器。 

优选地，所述模数转换器为AD7799，所述处理器为STM32。 

本发明提供的油中含水监测方法和监测仪既简便快捷，又准确实用。该方法可广泛地应用于油田原油脱水站、转运站、计量站、卸油站、输油管道及炼油厂等需要计量、监测油中含水量的部位。由于该监测仪的性能优异及其广泛的应用性，给石油、石化工业准确迅速监测油中含水量提供了新的，有效的方法和手段，受到使用单位的好评。油中含水监测仪经实 验室例行试验的严格考核，经油田、炼油厂多处现场历时几年全天候、具有爆炸性气体、在线连续运行考验，充分显示出该仪器所具有的运行稳定可靠、测量准确迅速、安装操作方便、安全防爆、不用维修、适应性强、体积小、重量轻、耗电少、不锈蚀，对人体无害等独具一格的优异性能。 

附图说明

图1是本发明油中含水监测仪实施例的结构示意图； 

图2是本发明油中含水监测仪结构示意图； 

图3本发明油中含水监测仪表示意图； 

图4本发明油中含水监测仪组成RS485网络流程图； 

图5本发明油中含水监测仪4-20Ma流程图； 

图6本发明油中含水监测仪高精度AD7799流程图。 

图7为本发明油中含水监测仪用PT1000经XTR101转换模块进行温度信号采集的流程图。 

图中：1-电磁波发射装置、2-探测装置、3-模数转换器、4-处理器、5-操控装置、6-显示器、7-电源模块。 

具体实施方式

本发明主要涉及一种基于高频(例如5--20M)电磁波产生和放大电路，应用高性能ARM处理器采集油水变化率信号，同时设计了温度测量电路来消除温度变化对测量结果造成的不利影响。 

以10％为间隔点，对0-100％含水范围内的油水混合液进行静态分析，实验结果表明，通过测量电磁波吸收的方法来测量原油含水率的方法是可行的。具体的处理算法例如为：以10％为间隔点，对0-100％含水范围内的油水混合液进行静态分析，需要11个标定数据。11个标定数据从小到大排列，首先测量纯水采样值和纯油采样值，然后再测量10％，每隔10％进行采样值测量。假设AD采样到一个不是在每隔10％的采样值，这是就需要计算采样在那个含水段，配合采样得到的温度值进行补偿，就可以得到相对精确的含水采样值。 

本发明所采用的主要原理是：