CN209742875U - 一种微波含水率新型检测装置 - Google Patents
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Abstract
一种微波含水率新型检测装置，其是一个圆柱形状，最中间是一条导电铜线，外层圆周一圈是排列均匀的若干根金属棒，在导电铜线和金属棒中间是空气，作为电介质，这些金属棒相当于屏蔽层，在同轴线的两端接上SMA接头形成含水率检测装置。其独特的传输线结构设计具有良好的测量稳定性。本实用新型基于双频的测量思想，能够利用不同频率的差异性来获取更多较为丰富的数据信息，提高装置的测量精度。
Description
技术领域
本发明涉及油井的含水率检测领域，尤其涉及一种微波含水率新型检测装置。
背景技术
在石油行业的采油过程中，如何掌握油井的含水率以及其变化情况，是影响油井效益的关键环节。多年以来，国内外都采用的是人工取样化验的方式，虽然很多研究机构都致力于利用现代测量技术来解决油井三相流含水率检测的问题，但收效甚微。现有的原油含水率检测原理，包括电容法，电导法，射频衰减和微波谐振等都不能很好地解决0-100％全量程的含水率检测，虽然基于传输线反射/ 传输原理的结构能够用于0-100％全量程的含水率检测，比如开口同轴探头结构，然而其仅在静态环境中比较实用，且测量范围小，在动态环境中易受干扰，且需要经过多种介质的标定，在复杂环境中难以应用。
此外，在实际应用中，含水率的测量受到流型、流速，气泡等诸多因素的影响，传统的含水率检测装置不能适用于复杂的工业环境变化，因此，基于双频差分的含水率检测装置，具有结果准确，抗干扰能力强，泛化能力好的优点。
发明内容
综上针对现有不足，本发明提出了一种微波含水率新型检测装置。
本发明的微波含水率检测装置，其独特的传输线结构设计具有良好的测量稳定性。且该装置基于双频的测量思想，利用不同频率的差异性来获取更多较为丰富的数据信息，提高装置的测量精度。
一种微波含水率检测装置，
包括上盖和下盖；
一条导电铜线，所述导电铜线贯穿所述上盖和下盖，所述导电铜线的两端分别连接第一SMA接头和第二SMA接头；
所述上盖和下盖之间，在围绕所述导电铜线的圆周上均匀排列若干金属棒，若干金属棒形成屏蔽层；
所述导电铜线和金属棒中间的空气形成电介质；
第一SMA接头和第二SMA接头分别连接网络分析仪的信号输入端和信号输出端；
基于网络分析仪发出的不同频率信号在不同介质中的信号相位和信号幅值的变化，确定介质中水的含量。
优选地，所述上盖和下盖是圆柱形。
附图说明
图1本发明微波含水率检测装置的结构示意图；其中(a)3D图,(b)侧视图,(c) 俯视图；
图2本发明微波含水率检测装置检测框图；
具体实施方式
下面结合附图对本发明所提供的一种基于神经网络与双频差分模型的微波含水率检测装置及方法，做出进一步详尽的阐释。
本发明首先提出了一种适用于含水率测量的新型检测装置，其结构如图1所示，包括上盖1和下盖2；一条导电铜线3，所述导电铜线3贯穿所述上盖1和下盖2，所述导电铜线3的两端分别连接第一SMA接头和第二SMA接头；所述上盖1 和下盖2之间，在围绕所述导电铜线3的圆周上均匀排列若干金属棒4，若干金属棒形成屏蔽层；所述导电铜线和金属棒中间的空气形成电介质；第一SMA接头和第二SMA接头分别连接网络分析仪的信号输入端和信号输出端；基于网络分析仪发出的不同频率信号在不同介质中的信号相位和信号幅值的变化，确定介质中水的含量。
所述上盖和下盖是圆柱形。
本发明的检测装置是一个圆柱形状，最中间是一条导电铜线，外层圆周一圈是排列均匀的若干根金属棒，在导电铜线和金属棒中间是空气，作为电介质，这些金属棒相当于屏蔽层，在同轴线的两端接上SMA接头形成含水率检测装置。
含水率检测装置的工作原理是：经过检测装置的射频信号在不同油水介质(包括其他混合介质)中的传输特性不同，射频信号的相位、幅值会发生改变，通过对不同频率的射频信号的相位、幅值的变化进行分析对比，再经过信号转换放大处理，最后通过本发明的基于神经网络与双频差分模型的微波含水率检测方法进行处理，即可测得介质中水的含量。含水率检测装置的结构，保证了测量不受流体形态和状态影响，无论是“油包水”还是“水包油”甚至完全分离或混合状态都不影响测量精度。适应流量范围宽，测量精度受矿化度、积蜡等因素影响小。此种含水率检测结构对土壤、粮食等固态颗粒含水率检测同样有效。
采用网络分析仪来获取含水率检测装置的信号数据，如图2所示为检测装置检测框图；网络分析仪能够输出连续扫频信号，实时连续的记录不同频率信号的相位和幅值变化情况。网络分析仪上有两个端口1和2，通过两根同轴电缆分别连接含水率检测装置的两端，端口1用于发射信号，端口2接收通过检测装置的信号，然后将获取的原始信号值存储到PC端，通过本发明的基于神经网络与双频差分模型的微波含水率检测方法进行处理，得出含水率。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (2)
1.一种微波含水率新型检测装置，其特征在于：
包括上盖和下盖；
一条导电铜线，所述导电铜线贯穿所述上盖和下盖，所述导电铜线的两端分别连接第一SMA接头和第二SMA接头；
所述上盖和下盖之间，在围绕所述导电铜线的圆周上均匀排列若干金属棒，若干金属棒形成屏蔽层；
所述导电铜线和金属棒中间的空气形成电介质；
第一SMA接头和第二SMA接头分别连接网络分析仪的信号输入端和信号输出端；
基于网络分析仪发出的不同频率信号在不同介质中的信号相位和信号幅值的变化，确定介质中水的含量。
2.如权利要求1所述的微波含水率新型检测装置，其特征在于：所述上盖和下盖是圆柱形。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN109322655A (zh) * | 2018-09-05 | 2019-02-12 | 深圳市联恒星科技有限公司 | 一种基于神经网络与双频差分模型的微波含水率检测装置及方法 |
| CN112198173A (zh) * | 2020-09-22 | 2021-01-08 | 上海欧申科技有限公司 | 一种测量录井钻井液含水率的无线监测装置及其控制方法 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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