CN202486129U - 在线式原油低含水分析仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种在线式原油低含水分析仪,由外壳、传感器和以微控制器为核心的信号处理电路组成,通过对传感器输出信号的智能处理,显示出原油的低含水率,信号处理电路包括微控制器,误差补偿单元,输入信号放大整形单元,RS485串行通信单元,液晶显示单元,D/A转化单元和参数置入单元,液晶显示单元、RS485串行通信单元接口、D/A转化单元同微控制器有信息交换通道,可将原油低含水率数据显示出来或输送到其他设备,误差补偿单元与微控制器相连,可以实现对误差的补偿。本实用型提供一种结构简单、设计合理,工作稳定,精度高,可靠性高的在线式原油低含水分析仪。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种原油含水分析仪,特别涉及一种带有温度、压力、流速补偿功能的在线式原油低含水分析仪,属于原油检测分析仪器技术领域。
背景技术
目前,市场上普通的在线式测量原油含水分析仪的精度只能达到0.1%。而现在油田原油脱水工艺水平很高,外输净化原油含水率普遍在0.1%-0.25%之间,含水超过0.3%需要及时处理,故精度0.1%的分析仪其性能就满足不了生产实际的要求。所以研制开发高品质的原油低含水分析仪,将在线含水率测量精度提高到±0.05%具有可观的社会经济效益。。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述技术中存在的不足之处,提供一种结构简单、设计合理,工作稳定,精度高,可靠性高的在线式原油低含水分析仪。
为了达到上述目的,本实用新型采用的技术方案是:由外壳、传感器和以微控制器为核心的信号处理电路组成,信号处理电路包括微控制器,误差补偿单元,输入信号放大整形单元,RS485串行通信单元,液晶显示单元,D/A转化单元和参数置入单元,所述的液晶显示单元同微控制器有信息交换通道,用于显示微控制器输出的信息,所述的RS485串行通信单元同微控制器建立双向信息交换通道,可将原油含水率数据通过RS485总线发送到上位机,所述的输入信号放大整形单元同传感器相连,把接收到的输入信号放大整形后输入到微控制器,所述的D/A转化单元可将微控制器输出的数字信号转换为4~20mA标准电流信号,可与二次仪表相连,所述的参数置入单元与微控制器相连,实现测量参数设置和液晶显示单元显示内容设置,所述的误差补偿单元与微控制器相连,实现对因原油温度、流速和原油压力导致的误差的补偿。
本实用新型的优点是:
1、结构简单、设计合理,维修率低,可在线检修,工作稳定可靠;
2、高精度的连续在线测量,测量范围:0~3%,精度达到:士0.05%;
3、本身具有温度,压力,流速误差补偿能力;
4、现场数字显示,读数直观准确;
5、4~20mA标准电流信号输出,具备串行通讯功能。
附图说明
图1是本实用新型工作原理框图;
图2是RS485串行通信单元电路;
图3是参数置入单元电路;
图4是液晶显示单元电路;
图5是D/A转化单元电路;
图6是误差补偿单元电路;
图7是输入信号放大整形单元电路。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细描述。
由图1-图7可知,本实用新型由外壳、传感器和以微控制器为核心的信号处理电路组成,信号处理电路包括微控制器9,误差补偿单元8,输入信号放大整形单元10,RS485串行通信单元2,液晶显示单元5,D/A转化单元6和参数置入单元3,所述的液晶显示单元5同微控制器9有信息交换通道,用于显示微控制器9输出的信息,所述的RS485串行通信单元2同微控制器9建立双向信息交换通道,可将原油含水率数据通过RS485总线发送到上位机,所述的输入信号放大整形单元10同传感器相连,把接收到的输入信号1放大整形后输入到微控制器9,所述的D/A转化单元6可将微控制器9输出的数字信号转换为4~20mA标准电流信号,可与二次仪表相连,所述的参数置入单元3与微控制器9相连,实现测量参数设置和液晶显示单元5显示内容设置,所述的误差补偿单元8与微控制器9相连,实现对因原油温度、流速和原油压力导致的误差的补偿。
所述微控制器9采用的型号为C8051F020。
所述的输入信号放大整形单元10由运算放大器U5、U6、电阻R10~R18,电容C10、C11、C12和施密特触发反相器U9组成,其中两个运算放大器U5、U6实现信号的两级放大。
所述的误差补偿单元8通过获取内置在原油中的温度、压力和流速传感器的输出信号7,传递给微控制器,而实现对原油含水率因温度、压力和流速变化而引起的误差的补偿。
所述的参数置入单元3采用键盘置入参数的方法,在线式原油低含水分析仪上设置有按键,分别完成参数设置、数字加减、数字移位、参数确认及显示转换的功能。
本实用新型在线式原油低含水分析仪由外壳、传感器和以微控制器为核心的信号处理电路组成,通过对传感器输出信号的智能处理,显示出原油的含水率,信号处理电路由微控制器9,误差补偿单元8,输入信号放大整形单元10,RS485串行通信单元2,液晶显示单元5,D/A转化单元6和参数置入单元3组成,液晶显示单元5同微控制器9有信息交换通道,用于显示微控制器9输出的信息,RS485串行通信单元2同微控制器9建立双向信息交换通道,可将原油含水率数据通过RS485总线发送到上位机;输入信号放大整形单元10同传感器相连,把接收到的输入信号1放大整形后输入到微控制器9,D/A转化单元6可将微控制器9输出的数字信号转换为4~20mA标准电流信号,实现模拟输出,与其他仪表相连;参数置入单元3与微控制器9相连,实现测量参数设置和液晶显示单元5显示内容设置,误差补偿单元8与微控制器9相连,实现对因原油温度、流速和原油压力导致的误差的补偿。
微控制器9采用的型号为C8051F020单片机,作为信号处理电路的核心。输入信号放大整形单元10可采用下述设计方案:它包括两个运算放大器U5,U6,电阻R10~R18,电容C10~C12和一个施密特触发反相器U9。其中两个由运算放大器U5,U6实现信号的两级放大,施密特触发反相器U9把信号整形为矩形波后输入微控制器9。误差补偿单元8通过获取内置在原油中的温度、压力和流速传感器的输出信号7,传递给微控制器,而实现对原油含水率因温度、压力和流速变化而引起的误差的补偿。参数置入 单元3采用键盘置入参数的方法,在键盘上设置了五个键,分别完成参数设置、数字加减、数字移位、参数确认及显示转换的功能。
本实用新型采用了基于C8051F020单片机的嵌入式技术,设计了一个完整的、独立运行的在线式原油低含水分析仪,实现了对原油低含水率的自动精确测量。本实用新型工作时,依靠输入信号放大整形单元10把输入信号放大整形为矩形波后输入到C8051F020单片机,同时单片机会采样误差补偿单元3传递来的由原油温度、压力、流速引起的误差。单片机在获得以上数据后会按照特定的程序计算得出精度达到±0.05%的原油低含水率,并可以直接利用仪器本身自带的液晶显示单元5实时显示原油低含水率,同时可以通过RS485串行通信单元2把低含水率信息传递给上位机或总站,还可以通过D/A转化单元6把C8051F020单片机输出的数字信号转换为4~20mA标准电流信号,可直接与其他仪表相连。另外通过在线式原油低含水分析仪上设置的按键,可以根据工作环境分别完成参数设置、数字加减、数字移位、参数确认及显示转换的功能。
Claims (5)
1.一种在线式原油低含水分析仪,由外壳、传感器和以微控制器为核心的信号处理电路组成,其特征在于:信号处理电路包括微控制器(9),误差补偿单元(8),输入信号放大整形单元(10),RS485串行通信单元(2),液晶显示单元(5),D/A转化单元(6)和参数置入单元(3),所述的液晶显示单元(5)同微控制器(9)有信息交换通道,用于显示微控制器(9)输出的信息,所述的RS485串行通信单元(2)同微控制器(9)建立双向信息交换通道,可将原油含水率数据通过RS485总线发送到上位机,所述的输入信号放大整形单元(10)同传感器相连,把接收到的输入信号(1)放大整形后输入到微控制器(9),所述的D/A转化单元(6)可将微控制器(9)输出的数字信号转换为4~20mA标准电流信号,可与二次仪表相连,所述的参数置入单元(3)与微控制器(9)相连,实现测量参数设置和液晶显示单元(5)显示内容设置,所述的误差补偿单元(8)与微控制器(9)相连,实现对因原油温度、流速和原油压力导致的误差的补偿。
2.根据权利要求1所述的在线式原油低含水分析仪,其特征在于:所述微控制器(9)采用的型号为C8051F020。
3.根据权利要求1所述的在线式原油低含水分析仪,其特征在于:所述的输入信号放大整形单元(10)由运算放大器U5、U6、电阻R10~R18,电容C10、C11、C12和施密特触发反相器U9组成,其中两个运算放大器U5、U6实现信号的两级放大。
4.根据权利要求1所述的在线式原油低含水分析仪,其特征在于:所述的误差补偿单元(8)通过获取内置在原油中的温度、压力和流速传感器的输出信号(7),传递给微控制器,而实现对原油含水率因温度、压力和流速变化而引起的误差的补偿。
5.根据权利要求1所述的在线式原油低含水分析仪,其特征在于:所述的参数置入单元(3)采用键盘置入参数的方法,在线式原油低含水分析仪上设置有按键,分别完成参数设置、数字加减、数字移位、参数确认及显示转换的功能。
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