CN106052801A - 雷达物位计 - Google Patents

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Abstract

一种雷达物位计，其包括电子部件、外壳座、下盖、上套、支座、导波头内杆、密封橡胶、导波头外壳、导波头顶盖、外壳上盖、透明窗、透明窗压圈、电缆密封套以及O密封形圈，其中导波头内杆通过导波头外壳内壁设置的聚砜支座支撑从而可以稳定支撑固定，并且密封橡胶和O型圈结合使用有效地保证了电子部件的密封效果，上套和下盖采用聚醚醚酮提升了雷达物位计的高温下耐高压性，以及采用小波变换技术对时域和频域进行局部分析，非常适合于当被测的储罐进料或者出料时回波信号瞬变的起伏特性，从而消除干扰以最大可能的分辨率来显示目标反射波。

Description

雷达物位计
技术领域
本发明涉及石油开采技术领域，尤其涉及一种用于石油平台钻机模块钻机的泥浆储罐的雷达物位计。
背景技术
石油平台模块钻机中，为了满足钻井需要，对泥浆储罐的检测显得尤为重要，由于泥浆介质的成分和状态比较复杂，含颗粒、粘度大、含危险气体、有腐蚀性等，这对泥浆液位测量仪表提出了严格的要求，传统的直接接触式液位仪表已经不能满足工况要求，而且如果检测仪表老化，损坏严重，依靠人工检尺进行测量，劳动量大，再加上油田通常气候恶劣，陆上石油平台风沙天气比较多，且往往冬季气温低，而海上和沙漠中石油平台则往往气温高，频繁的人工检尺存在安全隐患。
随着科学技术的发展，不断有新型液面（界面）检测仪表出现，雷达物位计工作原理是以发射光速运行的微波脉冲通过天线系统发射并接收，发射距离与脉冲波的时间行程成正比，所以只要检测出发射与接收脉冲波时间就能确定物料的高度。但是现有的雷达物位计存在外形尺寸偏大、导波天线固定支撑不稳、电子部件密封效果差、发射芯所采用的聚四氟乙烯高温下不耐压等问题。
此外，当前的雷达物位计通常采用傅里叶变换（FFT）找到反射波与发射博的差频频率，从而计算出高度，但是储罐进料和出料时往往瞬变的回波信号起伏严重，要达到较高级别分辨率，需要极宽的扫频带宽，直接根据FFT得到离散频谱峰值不能满足高精度测量的要求，从而使得需要校正方法来提高精度，这显然给系统增加大量的运算负担，从而严重影响了稳定性。
发明内容
本发明的目的是提供一种雷达物位计，可以解决目前雷达物位计所存在的上述缺陷，以便雷达物位计能够快速准确地测量储罐中物料的高度。
为了实现上述目的，本发明提供了一种雷达物位计，其包括电子部件、外壳座、下盖、上套、支座、导波头内杆、密封橡胶、导波头外壳、导波头顶盖、外壳上盖、透明窗、透明窗压圈、电缆密封套以及O密封形圈，其特征在于，透明窗通过透明窗压圈而设置在外壳上盖上，外壳上盖与外壳座的一端相连接，外壳座内部形成空腔，电子部件设置在外壳座内部的空腔中，导波头顶盖一端与外壳座的另一端连接，导波头顶盖的另一端与导波头外壳一端连接，导波头外壳形成有内部空腔，导波头内杆设置于导波头外壳的内部空腔中，导波头内杆的一端与电子部件连接，导波头内杆的另一端伸出导波头外壳的另一端，支座形成在导波头外壳的内壁并环绕在导波头内杆周围，用以支撑该导波头内杆，支座将导波头外壳的内部空间分成靠近导波头顶盖的第一空间和远离导波头顶盖的第二空间，密封橡胶填充在导波头外壳的第一空间中并环绕在导波头内杆周围，而第二空间中设置有上套和下盖，其中上套一端抵靠支座，下盖一端抵靠上套的另一端而下盖的另一端从导波头外壳的另一端突出，而且上套和下盖分别与导波头外壳和导波头内杆之间设置有至少一个O形密封圈。
优选地，电缆密封套设置于外壳上盖上。
优选地，透明窗为钢化玻璃透明窗。
优选地，下盖和上套均采用聚醚醚酮，支座采用聚砜。
优选地，电子部件包括：收发模块，用于收发微波脉冲；显示模块，以通过透明窗将所测量的数据显示给使用者；以及信号处理模块，该信号处理模块采用小波变换技术对信号进行信号处理，以便对储罐中进料和出料时瞬变的回波信号进行分析。
优选地，显示模块与信号处理模块中的电路均采用环氧树脂灌封，灌封厚度大于1mm。
优选地，显示模块与信号处理模块中的电路均采用硅胶完全灌封。
优选地，该雷达物位计用于石油平台钻机模块钻机的泥浆储罐。
本发明具有以下有益效果:首先，本发明所提供的雷达物位计中导波头内杆通过导波头外壳内壁设置的聚砜支座支撑从而可以稳定支撑固定，避免了导波头外壳与其他部件之间偏移所导致的检测偏差；其次，本发明中导波头内杆靠近电子部件一端通过密封橡胶进行填充密封，有效的保证了电子部件的密封效果，同时导波头外壳内部通过设置多个密封O形环实现了导波头内杆与上套、下盖以及导波头外壳与上套、下盖之间的密封，从而进一步提升了密封性能；再次，本发明中采用具有机械强度高、耐高温、耐冲击、阻燃、耐酸碱、耐水解、耐磨、耐疲劳、耐辐照及良好的电性能的聚醚醚酮（PEEK），从而提升了雷达物位计的高温下耐高压性；第四，本发明提出采用小波变换技术对时域和频域进行局部分析，非常适合于当被测的储罐进料或者出料时回波信号瞬变的起伏特性，从而消除干扰以最大可能的分辨率来显示目标反射波。
附图说明
图1示出了本发明的雷达物位计的结构示意图；
图2示出了沿着图1中A-A所示的雷达物位计的剖面图。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明做进一步说明：
图1-2示出了本发明的雷达物位计的结构示意图及其剖面图。
如图1-2所示，其包括电子部件1、外壳座2、下盖3、上套4、支座5、导波头内杆6、密封橡胶7、导波头外壳8、导波头顶盖9、外壳上盖10、透明窗11、透明窗压圈12、电缆密封套13以及O密封形圈14，其中，透明窗11通过透明窗压圈12而设置在外壳上盖10上，外壳上盖10与外壳座2的一端相连接，外壳座2内部形成空腔，电子部件1设置在外壳座2内部的空腔中，导波头顶盖9一端与外壳座2的另一端连接，导波头顶盖9的另一端与导波头外壳8一端连接，导波头外壳8形成有内部空腔，导波头内杆6设置于导波头外壳8的内部空腔中，导波头内杆6的一端与电子部件1连接，导波头内杆6的另一端伸出导波头外壳8的另一端，支座5形成在导波头外壳8的内壁并环绕在导波头内杆6周围，用以支撑该导波头内杆6，支座5将导波头外壳8的内部空间分成靠近导波头顶盖9的第一空间和远离导波头顶盖9的第二空间，密封橡胶7填充在导波头外壳8的第一空间中并环绕在导波头内杆6周围，而第二空间中设置有上套4和下盖3，其中上套4一端抵靠支座5，下盖3一端抵靠上套4的另一端而下盖3的另一端从导波头外壳8的另一端突出，而且上套4和下盖3分别与导波头外壳8和导波头内杆6之间设置有至少一个O形密封圈14。
电缆密封套13设置于外壳上盖上，而透明窗为钢化玻璃透明窗。
下盖3和上套4均采用耐高温耐高压耐腐蚀的聚醚醚酮（PEEK），聚醚醚酮具有机械强度高、耐高温、耐冲击、阻燃、耐酸碱、耐水解、耐磨、耐疲劳、耐辐照及良好的电性能，能够有效提升雷达物位计的高温下耐高压性能。支座5采用耐热、耐蚀、高强度的聚砜，，从而稳定支撑固定导波头内杆。
电子部件1包括：收发模块，用于收发微波脉冲；显示模块，以通过透明窗将所测量的数据显示给使用者；以及信号处理模块，该信号处理模块采用小波变换技术对信号进行信号处理，以便对储罐中进料和出料时瞬变的回波信号进行分析，来改善雷达物位计的信号处理性能。
优选地，显示模块与信号处理模块中的电路均采用环氧树脂灌封，灌封厚度大于1mm。
优选地，显示模块与信号处理模块中的电路均采用硅胶完全灌封。
优选地，雷达物位计用于石油平台钻机模块钻机的泥浆储罐。
需要特别说明的是，本申请的物位计并不仅限于油井泥浆储罐测量，其同样适用于各种物料储罐的测量。
对于所属技术领域的技术人员而言，随着技术的发展，本发明构思可以不同方式实现。本发明的实施方式并不仅限于以上描述的实施例，而且可在权利要求的范围内进行变化。

Claims (8)

1.一种雷达物位计，其包括电子部件、外壳座、下盖、上套、支座、导波头内杆、密封橡胶、导波头外壳、导波头顶盖、外壳上盖、透明窗、透明窗压圈、电缆密封套以及O密封形圈，其特征在于，透明窗通过透明窗压圈而设置在外壳上盖上，外壳上盖与外壳座的一端相连接，外壳座内部形成空腔，电子部件设置在外壳座内部的空腔中，导波头顶盖一端与外壳座的另一端连接，导波头顶盖的另一端与导波头外壳一端连接，导波头外壳形成有内部空腔，导波头内杆设置于导波头外壳的内部空腔中，导波头内杆的一端与电子部件连接，导波头内杆的另一端伸出导波头外壳的另一端，支座形成在导波头外壳的内壁并环绕在导波头内杆周围，用以支撑该导波头内杆，支座将导波头外壳的内部空间分成靠近导波头顶盖的第一空间和远离导波头顶盖的第二空间，密封橡胶填充在导波头外壳的第一空间中并环绕在导波头内杆周围，而第二空间中设置有上套和下盖，其中上套一端抵靠支座，下盖一端抵靠上套的另一端而下盖的另一端从导波头外壳的另一端突出，而且上套和下盖分别与导波头外壳和导波头内杆之间设置有至少一个O形密封圈。
2.如权利要求1所述的雷达物位计，其特征在于，电缆密封套设置于外壳上盖上。
3.如权利要求2所述的雷达物位计，其特征在于，透明窗为钢化玻璃透明窗。
4.如权利要求1-3中任一所述的雷达物位计，其特征在于，下盖和上套均采用聚醚醚酮，支座采用聚砜。
5.如权利要求1-3中任一所述的雷达物位计，其特征在于，电子部件包括：收发模块，用于收发微波脉冲；显示模块，以通过透明窗将所测量的数据显示给使用者；以及信号处理模块，该信号处理模块采用小波变换技术对信号进行信号处理，以便对储罐中进料和出料时瞬变的回波信号进行分析。
6.如权利要求5所述的雷达物位计，其特征在于，显示模块与信号处理模块中的电路均采用环氧树脂灌封，灌封厚度大于1mm。
7.如权利要求5所述的雷达物位计，其特征在于，显示模块与信号处理模块中的电路均采用硅胶完全灌封。
8.如权利要求1-7中任一所述的雷达物位计，其特征在于，该雷达物位计用于石油平台钻机模块钻机的泥浆储罐。
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