[发明专利]一种基于双线圈的导电液位及电导率测量方法和装置

说明书

技术领域

本发明属于导电液体液位及电导率测量领域，涉及一种基于双线圈的电磁传感器的导电液位和电导率的测量装置和方法。

背景技术

在许多工业应用中，水是一个重要的过程组分。而在很多情况下，水是导电的。比如，在海底石油开采中过程水的电导率可高达4西门/米。对电导率和水位的监测是有效运作石油分离设施的必要条件。另外水位和电导率的测量在许多地球物理，海洋工程中，也有很重要的应用。非接触测量在许多场合中是理想的选择。已有研究成果中，有许多利用电容、雷达、超声和激光技术测量水位高度的技术，也有一些接触式测量电导率的产品；但是没有一个传感器可以非接触地同时测量水位和电导率。利用电磁传感器对水的电导率进行非接触式测量的理论基础是，电磁传感器在水中会引起涡流，而涡流会改变传感器的阻抗特性，涡流的大小和电导率及水位均有关系，因此从理论上讲通过测量传感器的阻抗特性是可以推知水位及电导率。可是通常一个线圈只能给出一个测量数据，而无法同时确定水位及电导率。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足，提供一种可以同时确定水位及电导率的电感式传感器及其测量方法。它使用两个不同半径的线圈、基于一个简化的简析模型来同时确定水位及电导率。

本发明的目的是这样实现的：

一种基于双线圈的导电液位及电导率测量装置，包括双线圈电磁传感器、电流激励信号发生单元、感应信号测量单元、模拟选通开关、上位计算机，所述的双线圈电磁传感器由两个半径不同的同轴线圈构成，竖直放置于待测导电液体水平液位的上方，由上位计算机通过模拟选通开关依次将两个线圈连接到电流激励信号发生单元，分别施加激励信号，利用感应信号测量单元测量各自的感应电压。

作为优选实施方式，本发明的基于双线圈电磁传感器的测量装置，所述的双线圈传感器由两个匝数为1-200的、半径之比为0.1-10的两个同轴线圈组成；线圈由绝缘导线构成，绕线的直径为0.1mm-10mm。

本发明同时提供一种采用上述测量装置的测量方法，包括下列步骤：

(1)第一个线圈被模拟开关选中，加载激励电流信号，对其上的感应电压进行数据采集，再将采集的感应电压值除以激励电流值得到第一个线圈的自感L₁，将L₁减去

(2)第一个线圈在空气中的原始电感值L₁₀得到由导电液体引起的电感变化值ΔL₁；

(3)第二个线圈被模拟开关选中，加载激励电流信号，对其上的感应电压进行数据采集，再将采集的感应电压值除以激励电流值得到第一个线圈的自感L₂，将L₂减去第二个线圈在空气中的原始电感值L₂₀得到由导电液体引起的电感变化值ΔL₂；