[发明专利]一种基于射频法的双天线结构原油含水率测量传感器

权利要求书

1.一种基于射频法的双天线结构原油含水率测量传感器，其特征在于，包括天线保护套以及设置于天线保护套(1)内部的双天线——发射天线(2)和接收天线(3)；天线保护套(1)的上半部分(1-1)为圆筒形，下半部分(1-2)为半球体；所述的发射天线(2)与接收天线(3)对称垂直设置于天线保护套(1)内，发射天线(2)与接收天线(3)两者处于同一平面，其分别设置于天线保护套(1)横截面直径D的1/4和3/4处，保护套(1)与双天线接触部分的空隙通过胶性填充物(4)填充，双天线不穿透天线保护套下半部分(1-2)的半球体；超出保护套上半部分(1-1)的发射天线(2)与接收天线(3)的馈电端口进行机械处理，设置与同轴传输线相连接的传输接头(5)，所述的传输接头(5)用于连接外接处理电路；

所述的天线保护套(1)不粘黏原油、具有承受一般环境下外力的机械强度、具有防腐蚀作用，所述的天线保护套(1)所选用的材料对于发射天线(2)上加载的馈电电压U(t)的发射系数S₁₁小于-10dB，所述的天线保护套(1)对于接收天线(3)上射频信号电压的传输损耗S₂₁应接近-3dB,且电磁波能够穿透天线保护套，要能够承受井下高温高压的情况，具有固定发射天线与接受天线的作用，天线保护套(1)的厚度不小于被测介质内射频信号波长的四分之一；

所述的发射天线(2)与接收天线(3)的直径为均采用导电性非常好的金属作为天线材质，f为被测介质中射频信号的频率；所述的发射天线(2)与接收天线(3)之间的间距D/2应大于被测介质内射频信号波长的十六分之一。

2.根据权利要求1所述的一种基于射频法的双天线结构原油含水率测量传感器，其特征在于，所述的发射天线2与接收天线3均为单极子天线，长度为λ/4，λ为被测介质中射频信号的波长，单极子发射天线与单极子接收天线都可以等效为无数个电偶极子的和。

3.根据权利要求1所述的一种基于射频法的双天线结构原油含水率测量传感器，其特征在于，所述的发射天线2上的馈电电压U(t)应是接收天线3上接收到的电压幅度最小值的信噪比达到最大值时的值，馈电电压U(t)的频率应使σ为含水原油的电导率，ω为射频信号的角频率，ε_c为含水原油的复介电常数；所述的发射天线上的馈电电压U(t)的功率应使接收天线在纯油时接收到的电压幅度的信噪比达到最大。

4.根据权利要求1所述的一种基于射频法的双天线结构原油含水率测量传感器，其特征在于，所述的发射天线(2)的辐射方向垂直于发射天线(2)、接收天线(3)以及被测介质的横切面。

5.根据权利要求1所述的一种基于射频法的双天线结构原油含水率测量传感器，其特征在于，所述的发射天线(2)、接收天线(3)与天线保护套(1)边缘的间距不小于被测介质内射频信号波长的四分之一。