[发明专利]管输天然气水合物形成在线预警装置及方法

权利要求书

1.一种管输天然气水合物形成在线预警装置，其特征在于：包括数据在线采集模块和上位机数据处理模块，数据在线采集模块和上位机数据处理模块通过GPRS网络进行通信；

数据在线采集模块包括数据采集装置和防爆盒，所述的数据采集装置包括压力传感器(2)、在线气相色谱分析仪(3)和采样桶(4)，压力传感器(2)和在线气相色谱分析仪(3)分别安装在天然气集输管线(1)上，采样桶(4)的入口通过支管(5)与天然气集输管线(1)上设置的开口连接，采样桶(4)的出口连接排液管(6)，支管(5)和排液管(6)上分别设有进液远程控制阀门(11)和排液远程控制阀门(12)；采样桶(4)内安装有用于收集所采样品电导率及温度信号的四极式电导探针(7)和用于收集样品液位信号的液位传感器(8)，采样桶(4)侧壁上对称的安装有用于进行样品声速测量的超声波发射换能器(9)和超声波接收换能器(10)；

所述的防爆盒内设有处理器(13)、控制信号输出模块(14)、阀门动作执行器(15)和GPRS数据传输单元(16)，处理器(13)分别与压力传感器(2)、四极式电导探针(7)、液位传感器(8)、超声波发射换能器(9)、超声波接收换能器(10)、控制信号输出模块(14)和GPRS数据传输单元(16)相连，控制信号输出模块(14)连接阀门动作执行器(15)，阀门动作执行器(15)分别与进液远程控制阀门(11)和排液远程控制阀门(12)连接，GPRS数据传输单元(16)还分别与在线气相色谱分析仪(3)和无线收发天线(17)连接，GPRS数据传输单元(16)将在线采集模块采集到的数据进行集成封装后通过收发天线(17)与基站通信，通过基站将数据发送到GPRS网络，GPRS网络的GPRS网关支持节点将集成封装的数据包进行协议转换后传输至远端的Internet网络，上位机数据处理模块内部安装的无线接收器再通过Internet网络接收数据包。

2.根据权利要求1所述的管输天然气水合物形成在线预警装置，其特征在于：所述的四极式电导探针(7)内部集成有用于测量样品温度信号的热敏电阻，四极式电导探针(7)具有四个电极a、a'、b、b'，其中，b、b'为电流电极，a、a'为电压电极，b、b'分别与正弦波信号电压发生器的两端相连，a、a'分别与高精度数字电压表两端连接，正弦波信号电压发生器通过b、b'电极给所采样品施加电流，在样品中产生一个电场，在电压电极a、a'上测得电压值V，得到样品的电导率计算公式为：

K=ICV]]>

式中：K为电阻率，C为探头系数，由生产厂商给定，I为b、b'间通过的电流。

3.根据权利要求1所述的管输天然气水合物形成在线预警装置，其特征在于：所述的处理器(13)内部包括多个程控放大器、多个前置放大器、多个滤波器、多个采样保持器、多路通道转换开关、量程转换器、A/D转换器、电源模块、控制模块、计时器、下位机、超声波脉冲发射模块和模拟比较器；

压力信号和电导率信号分别与第一程控放大器和第二程控放大器的输入端相连，第一程控放大器和第二程控放大器的输出端分别连接第一滤波器和第二滤波器，第一滤波器和第二滤波器的输出端分别与多路通道转换开关相连，温度信号与第一前置放大器的输入端相连，第一前置放大器的输出端通过第三滤波器连接多路通道转换开关，多路通道转换开关的输出端与A/D转换器相连，A/D转换器的输出端与下位机相连，下位机输出的控制信号控制超声波脉冲发射模块发射脉冲波，超声波脉冲发射模块的发射的脉冲波通过第二前置放大器传输至超声波发射换能器(9)，超声波发射换能器(9)将接受到的脉冲波转换成机械波发送出去，超声波接收换能器(10)接收超声波发射换能器(9)发射的机械波并将接收到的机械波转换成脉冲波后通过第四滤波器发送到模拟比较器，模拟比较器的输出信号与下位机连接；

下位机分别与控制模块和计时器连接，下位机的输出还与量程转换器连接，量程转换器的输出分别与第一程控放大器和第二程控放大器相连，控制模块的输出端分别与电源模块、第一采样保持器、第二采样保持器和A/D转换器相连，控制模块还与多路通道转换开关连接。

4.根据权利要求3所述的管输天然气水合物形成在线预警装置，其特征在于：所述的处理器(13)内部还包括存储器，存储器集成在下位机内。