[发明专利]差压式原油含水分析仪及其测量方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种液体测量装置，具体地说是一种用于检测原油含水量的仪器。

背景技术：

对于油田管理来说，原油含水率是一项十分重要的基础参数，原油含水量的大小既关系到油田采出液的管输总量和加温能耗，也关系到管道设备的结垢腐蚀，并影响后期的炼油加工工艺。因此必须对含水率进行准确计量与控制。

原油含水率也是原油交接计量的一项重要指标：它是原油出厂质量的重要检验指标之一，对企业信誉有着重要影响：又是原油产量计量的中间参量，对原油交接计量的准确性和数以万吨的计量误差有着直接影响。因此为保证原油品质的稳定可靠及其交接计量的准确公正，国内外对原油出厂含水率和含水计量的准确性均制定了相关标准，我国在SY7513-88《出矿原油技术条件》中规定，出厂原油的含水率不得大于3％，在GB9109.1-88《原油动态计量一般原则》中规定，作为贸易结算用的含水仪表极限误差应在±0.1％以内，分辨率应为±0.01％。

如何快速准确的检测原油含水率?这是油田长期以来面对的难题。尽管目前市场上有一二十种含水分析仪，但均不能在计量准确性和运行稳定性上都满足生产的需要。

发明内容：

本发明的目的在于：提供一种能够方便、快捷、准确地测量出不同状况之原油含水量的新型测量仪器——差压式原油含水分析仪。

本发明是这样实现的：

本发明之差压式原油含水分析仪，主要由单片机、差压变送器、控制电路、电源组、指示电路、显示屏、光电开关组、电机、电机驱动模块、齿轮传动机构、信号调理电路、电控球阀和管柱构成。

控制电路与单片机和电控球阀电连接；单片机分别与差压变送器、显示屏、光电开关组、电机驱动模块、信号调理电路电连接；电源组与显示屏、差压变送器及信号调理电路、单片机、控制电路、光电开关组、电机驱动模块和电控球阀电连接，为之供电；光电开关为二个，相互并联，相互独立运行；电控球阀有2个，分别连接2个管柱，起到开关作用；电机驱动模块指令电机运转，电机驱动齿轮传动机构，齿轮传动机构与光电开关组相连，带动光电开关组垂直移动。

所述光电开关组，含有固定在该平台上的光电开关，光电开关可随光电平台一起垂直移动。

所述信号调理电路，是压力变送器的下游电路，为单片机传递信号，主要由电阻和信号隔离组件构成，信号隔离组件将差压变送器传回的电流信号进行过滤，净化电流信号，再用串联电阻，将电流信号转换成电压信号，由于此电阻阻值较大，起到了放大信号的作用。

本发明的工作原理是：

电控球阀与管柱相连，作为存放管柱液体的阀门，通过控制电路打开或者关闭阀门，起到排液的目的；

控制电路发送指令至单片机，单片机根据指令执行，并将信号发送至电机驱动模块和光电开关组，电机通过齿轮传动机构带动光电开关组从基准平面向上移动。同时光电开关扫描管柱，当第一个光电开关移动至凹形液面时，其高低电平开始转换，此时光电开关将信号传送至单片机并保存数据。光电开关组继续向上移动，直至第二个光电开关高低电平转换才停止移动，并将信号传回单片机且保存数据。

在工作过程中，信号调理电路将差压变送器信号进行整理，最终将数据传回单片机，单片机将传回的数据运算，并将含水量结果显示在液晶屏上。期间单片机也会将其他数据，如温度、液体高度、电压值等，通过液晶屏显示。

该分析仪进行含水测量的方法和步骤如下：

1)对原油中分离出来的纯水标定——纯水单位脉冲电压变化量U水：

向2个管柱中注纯水，液面高度必须高于光电开关基准平面，且两者高度不等。由于光电开关组的移动是由单片机发送脉冲，触发电机转动，通过齿轮带动整个平台垂直移动，单片机每发送一个脉冲，平台移动一定的高度，所以测量管柱中液体的高度可以等量为单品机发送的脉冲数。向2个管柱中注纯水，液面高度须高于光电开关基准平面，且两者高度不等；通过控制电路运行仪器，光电开关组移动测得管柱1液面高度的脉冲数N₁；同时单片机采集信号调理电路数据U₁；电机复位后再向管柱1中倒入适量纯水，再次启动电机，光电开关组移动测得管柱1液面高度的脉冲数N₂；同时单片机采集信号调理电路数据U₂；由于U值与N值成线性关系，单片机根据两者数据，计算：

U_水＝(U₂-U₁)/(N₂-N₁)；