CN105090751A - 一种自给型输油管含水量检测及控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自给型输油管含水量检测及控制系统，包含短波发射传感器、I/V转换模块、模数转换模块、微控制器模块、显示模块、按键输入模块、声光报警模块、油水分离装置和电源模块；其采用短波发射传感器实时高精度的测量其含水的情况，进而超过设定值时发出报警信号，进而给出水分分离设备的启动控制信号；有效地避免了润滑系统进入水分造成机械系统的腐蚀、磨损所带来的故障；其具有性价比高，智能化程度高，工作稳定可靠。

Description

一种自给型输油管含水量检测及控制系统

技术领域

本发明涉及一种酒精浓度检测装置，尤其涉及一种自给型输油管含水量检测及控制系统，属于酒精浓度检控领域。

背景技术

目前，原油含水量的多少是至关买卖双方经济利益的关键指标之一，尽管原油中的各种

矿物质多样而复杂，但对含水测定仪测量精度影响最大的因素即为含水测定仪探头挂蜡，由于各油田原油含蜡量差别很大再加上输送温度的差别，从而使含水测定仪探头不规律地产生挂蜡现象。在探头挂蜡后，探头外部的蜡膜将对探头与原油形成一层介质，随着介质层的变化，测定仪所测结果将发生很大变化，致使所测结果无任何真实性和实用性，因而对含水测定仪探头及时进行除蜡是很有必要的。

目前国内大多输油管线所采用含水测定方法是在输油管线的侧面开口，通过法兰盘固定含水测定仪探头，如果探头出现挂蜡现象，均需在管线停输的情况下，拆卸法兰盘后进行清洗处理，在清洗过程中需大量溶剂油或清洗剂，既加大清洗成本又污染了环境。另外，因停输审批权限较高，在含水测定仪探头需清洗时，如不能获批准停输，此时含水测定仪所测数据完全无使用价值，因此，此类型含水测定仪基本为死机状态。另一种方法是在输油管线增加了一个循环旁路，将原油由输油主管线中抽出，通过循环泵、截止阀、输油旁通管后强制循环回输油主管线，含水测定仪探头装置在输油旁通管上，该方法在不停输的情况下关闭截止阀便可对含水测定仪探头拆下清洗，但由于原油中含蜡的多少变化很大，造成含水测定仪探头挂蜡厚度无规律可循，难以做到挂蜡层的及时清理，所测得数据仍无多大实用价值。

若原油含水率检测不准，将直接影响油井及油层动态分析，破坏电脱水器重电场，降低脱水效果，给原油集输造出很大能源浪费。因此原油含水率的检测十分重要，历来倍受关注，先后提出多种测量方法，设计出不同形式的含水率测试仪表，但由于原油含水率测量受到多种因素的影响，且与其影响因素具有复杂的非线性关系，始终缺乏一种既简便快捷、又准确实用的预测模型。

例如申请号为“201210300479.1”的一种原油在线含水测定仪，有一个带有阀腔的阀体，阀体上设置与阀腔连通的进油口和回油口，进油口上连接带有循环油泵和进油管截止阀并连接至输油主管线的进油管，回油口上连接带有回油管截止阀并连接至输油主管线的回油管，在阀体相对的两个侧面上，其中一个侧面装置含水测定仪探头而另一个侧面装置推拉杆，含水测定仪探头前部和推拉杆前部伸入在阀腔内，推拉杆后部伸出在阀体外，推拉杆的前端固定带有中心孔的氟胶套，氟胶套的中心孔对准含水测定仪探头并尺寸适配，推拉杆的后端与推拉动力装置连接。本发明能自动定时、定次地除蜡，输油主管线不需要停输，不需要拆卸、手工清洗含水测定仪探头，使含水测定仪所测数据真实准确，使原油在线含水测定简单可靠。

又如申请号为“201220676751.1”的一种油中含水监测仪，包括电磁波发射装置、探测监测介质中电磁波能量的探测装置、模数转换器、处理器和操控装置，所述探测装置连接所述模数转换器，所述电磁波发射装置、所述模数转换器、所述操控装置都与所述处理器连接。上述油中含水监测仪既简便快捷，又准确实用。可广泛地应用于油田原油脱水站、转运站、计量站、卸油站、输油管道及炼油厂等需要计量、监测油中含水量的部位。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供了一种自给型输油管含水量检测及控制系统。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种自给型输油管含水量检测及控制系统，包含短波发射传感器、I/V转换模块、模数转换模块、微控制器模块、显示模块、按键输入模块、声光报警模块、油水分离装置和电源模块；所述短波发射传感器依次通过I/V转换模块、模数转换模块连接微控制器模块，所述显示模块、按键输入模块、声光报警模块、油水分离装置连接在微控制器模块的相应端口上，所述电源模块分别与短波发射传感器、I/V转换模块、模数转换模块、微控制器模块、显示模块、按键输入模块、声光报警模块、油水分离装置连接；

所述电源模块包含依次连接的温差电能收集器、电能管理电路，所述电能管理电路包含MPPT模块、电能输出接口、升压电路和能量缓冲器，所述能量缓冲器包含储能电容、比较器和稳压器，所述MPPT模块的输出端连接电能输出接口的输入端、所述电能输出接口的输出端连接升压电路的输入端，所述升压电路的输出端连接稳压器的输入端，所述比较器和储能电容分别连接在升压电路和稳压器之间；

其中，短波发射传感器，用于实时检测输油管含水量参数进而产生电流信号；

I/V转换模块，用于将产生的电流信号转换成模拟电压信号；

模数转换模块，用于将模拟电压信号转换成电信号进而传输至微控制器模块；

微控制器模块，用于将接收的电信号与设定含水量阈值进行对比，若超过设定含水量阈值，则通过声光报警模块发出警报，进而启动油水分离装置；

显示模块，用于实时显示输油管含水量参数；

按键输入模块，用于预先设定含水量阈值。

作为本发明一种自给型输油管含水量检测及控制系统的进一步优选方案，所述微控制器模块采用C8051F350单片机。

作为本发明一种自给型输油管含水量检测及控制系统的进一步优选方案，所述模数转换模块的芯片型号为MSP430FG4619IPZ。

作为本发明一种自给型输油管含水量检测及控制系统的进一步优选方案，所述按键输入模块采用矩阵式键盘。

作为本发明一种自给型输油管含水量检测及控制系统的进一步优选方案，所述显示模块为LCD显示屏。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、本发明采用短波发射传感器实时高精度的测量其含水的情况，进而超过设定值时发出报警信号，进而给出水分分离设备的启动控制信号；有效地避免了润滑系统进入水分造成机械系统的腐蚀、磨损所带来的故障；

2、本发明具有性价比高，智能化程度高，工作稳定可靠。

附图说明

图1是本发明的结构原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

如图1所示，一种自给型输油管含水量检测及控制系统，包含短波发射传感器、I/V转换模块、模数转换模块、微控制器模块、显示模块、按键输入模块、声光报警模块、油水分离装置和电源模块；所述短波发射传感器依次通过I/V转换模块、模数转换模块连接微控制器模块，所述显示模块、按键输入模块、声光报警模块、油水分离装置连接在微控制器模块的相应端口上，所述电源模块分别与短波发射传感器、I/V转换模块、模数转换模块、微控制器模块、显示模块、按键输入模块、声光报警模块、油水分离装置连接；

所述电源模块包含依次连接的温差电能收集器、电能管理电路，所述电能管理电路包含MPPT模块、电能输出接口、升压电路和能量缓冲器，所述能量缓冲器包含储能电容、比较器和稳压器，所述MPPT模块的输出端连接电能输出接口的输入端、所述电能输出接口的输出端连接升压电路的输入端，所述升压电路的输出端连接稳压器的输入端，所述比较器和储能电容分别连接在升压电路和稳压器之间；

其中，短波发射传感器，用于实时检测输油管含水量参数进而产生电流信号；

I/V转换模块，用于将产生的电流信号转换成模拟电压信号；

模数转换模块，用于将模拟电压信号转换成电信号进而传输至微控制器模块；

微控制器模块，用于将接收的电信号与设定含水量阈值进行对比，若超过设定含水量阈值，则通过声光报警模块发出警报，进而启动油水分离装置；

显示模块，用于实时显示输油管含水量参数；

按键输入模块，用于预先设定含水量阈值。

其中，所述微控制器模块采用C8051F350单片机，所述模数转换模块的芯片型号为MSP430FG4619IPZ，所述按键输入模块采用矩阵式键盘，所述显示模块为LCD显示屏。

本发明采用短波发射传感器实时高精度的测量其含水的情况，进而超过设定值时发出报警信号，进而给出水分分离设备的启动控制信号；有效地避免了润滑系统进入水分造成机械系统的腐蚀、磨损所带来的故障；其具有性价比高，智能化程度高，工作稳定可靠。

本发明采用C8051F350单片机为核心的高精度实时油中含水仪。其使用LCD显示屏显示测量值,当超过设定值时发出报警信号,并给出油水分离设备的启动控制信号。

A/D转换采用MSP430FG4619IPZ自带的12位、最大速率为200KSPS的ADC，它的电压基准可以选择为内部基准或者外部基准，节省了外部ADC芯片，大大简化了硬件的设计，同时可以满足精度的要求。

本发明设计一种自给型输油管含水量检测及控制系统，包含短波发射传感器、I/V转换模块、模数转换模块、微控制器模块、显示模块、按键输入模块、声光报警模块、油水分离装置和电源模块；其采用短波发射传感器实时高精度的测量其含水的情况，进而超过设定值时发出报警信号，进而给出水分分离设备的启动控制信号；有效地避免了润滑系统进入水分造成机械系统的腐蚀、磨损所带来的故障；其具有性价比高，智能化程度高，工作稳定可靠。

本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。上面对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以再不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (5)

1.一种自给型输油管含水量检测及控制系统，其特征在于：包含短波发射传感器、I/V转换模块、模数转换模块、微控制器模块、显示模块、按键输入模块、声光报警模块、油水分离装置和电源模块；所述短波发射传感器依次通过I/V转换模块、模数转换模块连接微控制器模块，所述显示模块、按键输入模块、声光报警模块、油水分离装置连接在微控制器模块的相应端口上，所述电源模块分别与短波发射传感器、I/V转换模块、模数转换模块、微控制器模块、显示模块、按键输入模块、声光报警模块、油水分离装置连接；

所述电源模块包含依次连接的温差电能收集器、电能管理电路，所述电能管理电路包含MPPT模块、电能输出接口、升压电路和能量缓冲器，所述能量缓冲器包含储能电容、比较器和稳压器，所述MPPT模块的输出端连接电能输出接口的输入端、所述电能输出接口的输出端连接升压电路的输入端，所述升压电路的输出端连接稳压器的输入端，所述比较器和储能电容分别连接在升压电路和稳压器之间；

其中，短波发射传感器，用于实时检测输油管含水量参数进而产生电流信号；

I/V转换模块，用于将产生的电流信号转换成模拟电压信号；

模数转换模块，用于将模拟电压信号转换成电信号进而传输至微控制器模块；

微控制器模块，用于将接收的电信号与设定含水量阈值进行对比，若超过设定含水量阈值，则通过声光报警模块发出警报，进而启动油水分离装置；

显示模块，用于实时显示输油管含水量参数；

按键输入模块，用于预先设定含水量阈值。

2.根据权利要求1所述的一种自给型输油管含水量检测及控制系统，其特征在于：所述微控制器模块采用C8051F350单片机。

3.根据权利要求1所述的一种自给型输油管含水量检测及控制系统，其特征在于：所述模数转换模块的芯片型号为MSP430FG4619IPZ。

4.根据权利要求1所述的一种自给型输油管含水量检测及控制系统，其特征在于：所述按键输入模块采用矩阵式键盘。

5.根据权利要求1所述的一种自给型输油管含水量检测及控制系统，其特征在于：所述显示模块为LCD显示屏。