[发明专利]一种油水检测装置及其检测方法

说明书

技术领域

本发明属于油水检测领域，具体的说，是涉及一种基于隔离思想的油水检测装置和方法。

背景技术

石油是世界上最重要的能源物质之一，主要被用来作为燃油和汽油。在石油的开采和化工生产过程中，将水分有效地提取出来是极其复杂的。因为各种物质的密度不同，在分离过程中会出现水层、油层和空气层等，想要准确地进行油水分离，就必须对油水界面进行准确的检测，就这样产生了油水检测技术。目前常用的检测法有：电容法、射频法、短波法等。光电检测方法也是重要的检测方法之一，但油污对现有的光电检测方法具有致命性的影响，使其无法长时间应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针油污对光电检测方法的影响，提供一种具有耐/抗油污或污染的油水检测装置及其检测方法。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：

一种油水检测装置，其特征在于：包括检测腔，检测腔竖直放置，所述检测腔由上至下依次包括上管、扩容管和下管，传感器模块嵌入扩容管的两侧壁内，所述传感器模块与放大电路相连，放大电路连接A/D转换器，A/D转换器和单片机相连。

前述的油水检测装置，其特征在于：所述传感器模块包括：第一传感器，用于检测液流厚度；第二传感器，用于检测液流种类；第三传感器，用于检测液流中杂质浓度。

前述的油水检测装置，其特征在于：扩容管内部空间为空气或防爆气体，以隔离传感器和待检测介质。

前述的油水检测装置，其特征在于：所述第一传感器是对射式成像光电传感器，第一传感器输出电信号，并且输出的电信号与液流厚度d呈线性关系。

前述的油水检测装置，其特征在于：所述第二传感器是光电传感器、超声传感器或者是电容传感器，第二传感器输出电信号与透射光强I₁呈线性关系。

前述的油水检测装置，其特征在于：所述第三传感器是光电传感器，第三传感器输出电信号与散射光强I₂呈线性关系。

油水检测装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将检测腔竖直放置，并注入待检测液；

2)待检测液稳定通过检测腔时，传感器模块检测获得的电信号，第一传感器获得待检测液流的厚度的电信号，第二传感器获得待检测液的成分的电信号，第三传感器获得待检测液的杂质浓度电信号，传感器模块根据检测结果输出相应的三路电信号；

3)传感器模块输出的三路电信号经过模拟放大电路放大，在经由A/D转换电路转换成数字信号；

4)单片机将获得的数字信号先进行中值滤波，再进行以下数据处理：

41)将第二传感器获得的电信号转换为透射光强I₁，将透射光强I₁代入朗博比尔定律的透射光强I；将第一传感器得到的电信号转换为液流厚度d，将液流厚度d代入朗伯比尔定律：

I₁＝I₀e^-α1d式中,I₀为入射到待测液流表面的光强，即没有液流的情况下第二传感器接收的光强；α1为液流介质吸收系数，反映液流种类；d为液流厚度；

42)得到反映液流种类的液流介质吸收系数α1；

43)将第三传感器得到的电信号转换成散射光强I₂信号，将散射光强I₂代入朗伯比尔定律，即I₂＝I₀e^-α2d式中，得到反映杂质浓度的另一个液流介质吸收系数α2，计算m＝α1/α2,搜索m值与具体介质种类对应关系表，得到液流的介质种类，一种介质对应的m值为一个范围，油和水分别对应的m值的范围根据实验标定获得。

所述第一传感器是基于CCD，即电荷耦合器件，和平行投射光的对射式成像光电传感器，平行投射光投射到液流上在CCD上成像，由于液流对平行投射光有遮挡，则液流会在CCD上成像，由于光源为平行投射光，则成像比例关系为1：1，通过OSTU方法分割得到液流投影像，统计投影像含有的像素个数N，则液流厚度d＝N×b，b为CCD像元尺寸，液流厚度d与第一传感器的输出电信号呈线性关系，通过实验标定比例系数。

所述第二传感器是光电传感器、超声传感器或者是电容传感器，第二传感器输出电信号与透射光强I₁呈线性关系。