[发明专利]一种组合式含水测量装置

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种用于测量含水的多相混存介质罐内单相介质净含量的装置，具体说就是一种组合式含水测量装置，特别适合于石化工业中对含有油水乳化层的原油罐内的原油净含量进行精细测量。

背景技术

在工业生产中，经常碰到多种有机介质与水混存在一个容器内，需要对其中的水或者有机介质的净量进行测量的情况，一种典型的需求是石化工业中，对含有油水乳化层的原油罐内的原油净含量进行精细测量，由于原油罐内的介质处于不均匀分布状态，现在还没有一个成熟的技术能够满足上述的要求。

与此要求相关联的技术中，由本专利发明人在先提出的专利：多相料位传感器，专利号02110211.2提出了一种可以定性地描述原油罐内油水分布情况的物位测量装置。该技术方案提供了一种外部包裹有绝缘层、在竖直方向上由若干个分段电极构成的测量传感器，在测量传感器内的每个分段电极彼此独立，分别与罐体之间构成一个电容或阻抗式传感器，简称为段传感器，每个分段电极与罐体之间的介质即为这个段传感器的电解质，每个段传感器的输出信号直接通过各自的电缆线或者经过模/数转换后通过数据总线输送到罐体外部的信号及数据处理单元，信号及数据处理单元根据位于罐体不同高度的段传感器输出信号的性质和大小，判断罐内位于该位置的介质的性质，进而得出罐内介质在竖直方向上的大体分布。

现有技术方案存在的问题是，第一，出于生产或者其它需要安装在罐内的设施，会明显地使段传感器的测量信号发生改变，从而影响信号及数据处理单元对罐内介质分布的描述。第二，每个分段电极的外侧面到罐壁的距离远大于分段电极在竖直方向上的高度，这就导致了除了该段传感器所在的水平介质层外，其上和其下若干距离内的水平介质层都会使该段传感器的输出信号产生实质性的影响，由于罐内各个水平介质层的性质是不确定的，所以，导致其上和其下的水平介质层对该段传感器输出信号的影响也具有相当大的不确定性，这样，现有的技术方案只能对含水的多相混存介质在罐内竖直方向上的分布有一个大体的描述，不能对段传感器所在的介质层的组成，如含水率，进行准确的测量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种组成合理，操作使用方便，测量准确、可靠，可以实现依次对容器内多相混存介质的各个水平层的组成进行准确测量的组合式含水测量装置

本发明解决以上技术问题所采取的技术方案是：一种组合式含水测量装置，包括信号及数据处理单元、支承连接体、伸入容器内与多相介质相接触的传感器，其特征是：所述的传感器由第一电极和第二电极组成，第一电极和第二电极分别与支承连接体连接固定，其中：

所述第一电极在竖直方向上由一组管状的导电段分极组成，所述的段分极之间通过绝缘材料相互固定并绝缘，并通过位于段分极内侧的导线与信号及数据处理单元电连接；所述第一电极的外侧均匀地包裹一层绝缘层；第一电极为组合式的刚性复合电极；

所述第二电极在竖直方向上伴随第一电极并与信号及数据处理单元电连接，并且第一电极和第二电极在竖直方向上相互平行，在水平方向上通过隔离绝缘件相互间隔绝缘，第二电极与第一电极之间的空间为传感器的测量空间。

本发明所述的第二电极由若干支导电的管状或者棒状电极并联而成。由若干支导电的管状或者棒状电极并联构成的第二电极的优点是管状或者棒状的电极表面容易处理得比较光滑，同时，在测量区间的竖直方向上没有阻挡介质运动的凸出点，从而最大限度的减少了挂料的影响；这在测量具有较高粘度的原油乳化液时具有重要意义。

本发明所述的第二电极也可以是导电的筒状结构，所述的筒状结构的侧面开有横向、纵向均匀分布的孔。以方便介质进出测量空间。

本发明构成第一电极的段分极在竖直方向上的高度，可以根据应用场合测量精度的要求不同选择相应的尺寸，各段分极之间其高度理论上可以不同，但优选的方案是采用相同的高度，从而简化数据的处理。

在不引起挂料阻断测量空间的条件下，第一电极与第二电极之间的距离小于段分极在竖直方向上的高度，从而减少相邻介质层对被测量介质层的影响。

将第一电极整体上包裹起来使其与被测介质隔离开来的均匀绝缘层，由薄膜状绝缘材料构成或者由有一定厚度但相对介电系数高的绝缘材料构成，如掺杂高介电系数材料的树脂、塑料、橡胶等，以减少寄生参数对段分极测量信号的影响。