CN212341081U - 原油含水率检测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种原油含水率检测仪，包括检测探头、MCGSE组态屏、芯片、单片机和数据输出装置，所述MCGSE组态屏通过MODBUS协议和单片机进行通讯，所述检测探头为电容传感器检测探头。装置简单，生产及原油含水率检测成本低，使用方便，利用电容式传感器检测含水原油介电常数的变化，从而检测出原油的含水率可靠性好，测量范围大，灵敏度高，动态响应时间短，机械损失小，结构简单，适应性强。

Description

原油含水率检测仪

技术领域

本实用新型涉及含水率检测装置领域，具体为原油含水率检测仪。

背景技术

在油田勘探、原油生产过程中,为了实时确定各油井的原油和天然气产量,原油含水率的测量一直是最基本和重要的问题。原油含水率直接影响到原油的开采、脱水、集输、计量、销售、炼化等环节，因此，在油田原油生产和储运过程中，都要求检测原油含水率，目前国内测量原油多相流体含水率的方法主要是传统的定时取样和蒸馏(破乳)化验方法。取样蒸馏(破乳)周期长，过程中含水率也会发生变化,传统蒸馏(破乳)化验法难以实时准确地测量出实际的含水率，而且检测也比较费时费力，成本高，野外实地检测也非常不便。

实用新型内容

本实用新型提供了原油含水率检测仪，以解决上述背景技术中出现的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：原油含水率检测仪，包括检测探头、MCGSE组态屏、芯片、单片机和数据输出装置，所述MCGSE组态屏通过MODBUS协议和单片机进行通讯，所述检测探头为电容传感器检测探头。装置简单，生产及原油含水率检测成本低，使用方便，利用电容式传感器检测含水原油介电常数的变化，从而检测出原油的含水率可靠性好，测量范围大，灵敏度高，动态响应时间短，机械损失小，结构简单，适应性强。

进一步，所述芯片为CAV424芯片或CAV444芯片。将检测探头测得的电容值转换为电压数据，进入单片机的AD转换通道和标定的数值进行比对得出最终的含水率值。

进一步，所述数据输出装置为打印机。可以将测量出的含水率进行打印。

进一步，所述芯片和单片机设置于电路主板上。灵敏度高，动态响应时间短，机械损失小，结构简单。

进一步，所述检测探头测得的电容值通过所述芯片转换为电压值进入单片机的AD转换通道，和标定的数值进行比对得出含水率值。利用电容式传感器检测含水原油介电常数的变化，从而检测出原油的含水率可靠性好，测量范围大，灵敏度高，动态响应时间短，机械损失小，结构简单，适应性强。

进一步，所述检测探头、MCGSE组态屏、打印机均与所述电路主板连接。灵敏度高，动态响应时间短，机械损失小，结构简单。

进一步，所述检测仪设置有原油样本盛放装置，所述原油样本盛放装置内设置有加热装置，所述加热装置为水浴加热装置或电热丝加热装置，所述原油样本盛放装置设置有搅拌装置。可以给原油样本加热至检测温度，并可搅拌使气泡逸散，检测精度高。

进一步，所述检测仪设置有检测手柄，所述测手柄上设置有原油样本盛放装置，所述原油样本盛放装置内设置有加热装置，所述加热装置为水浴加热装置或电热丝加热装置，所述原油样本盛放装置设置有搅拌装置，所述检测探头设置于所述原油样本盛放装置内。可以给原油样本加热至检测温度，并可搅拌使气泡逸散，检测精度高，可直接使用手柄采集原油样本并检测，方便快捷。

进一步，所述电路主板上设置有电路放大芯片，所述检测探头为圆柱形，所述检测探头由耐高温、耐腐蚀、抗磨的绝缘柱状体和经绝缘处理的导线组成，所述原油样本盛放装置内设置有温度传感器。灵敏度高，动态响应时间短，机械损失小，结构简单，适应性强，可控制原油样本的检测温度，可靠性好。

进一步，所述检测仪内设置有蓄电池，所述检测探头上设置有照明装置。方便在黑暗环境中使用，便于观察气泡逸散程度。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：(1)装置简单，生产及原油含水率检测成本低，使用方便；(2)利用电容式传感器检测含水原油介电常数的变化，从而检测出原油的含水率可靠性好；(3)测量范围大，灵敏度高，动态响应时间短，机械损失小，结构简单，适应性强；(4)可以给原油样本加热至检测温度，并可搅拌使气泡逸散，检测精度高；(5)可打印输出检测结果。

附图说明

图1为本实用新型结构视图；

图2为本实用新型检测探头结构视图；

图3为本实用新型实施例结构视图；

图4为本实用新型实施例结构视图；

图5为本实用新型电源模块电路示图；

图6为本实用新型通讯模块电路示图；

图7为本实用新型电容检测电路示图；

图8为本实用新型芯片系统示图；

图中：1-检测仪，2-检测探头，3-MCGSE组态屏，4-打印机，5-原油样本盛放装置，6-电源开关，7-电影借口，8-检测手柄，9-搅拌装置，21-绝缘柱，22-导线。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将结合本实用新型的部分实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1

本实施例结合图1-图2及图5-图7，原油含水率检测仪1，包括检测探头2、MCGSE组态屏3、芯片、单片机和数据输出装置，MCGSE组态屏通过MODBUS协议和单片机进行通讯，检测探头2为电容传感器检测探头，芯片为CAV424芯片，数据输出装置为打印机4，打印机4荣达打印机，芯片和单片机设置于电路主板上，检测探头测得的电容值通过所述芯片转换为电压值进入单片机的AD转换通道，和标定的数值进行比对得出含水率值，检测探头2、MCGSE组态屏3、打印机4均与电路主板连接，检测仪1设置有原油样本盛放装置5，原油样本盛放装置5内设置有加热装置，所述加热装置为电热丝加热，原油样本盛放装置内设置有机械搅拌桨，由电机驱动，电路主板上设置有电路放大芯片，检测探头为圆柱形，检测探头由耐高温、耐腐蚀、抗磨的绝缘柱状体和经绝缘处理的导线组成。

由于水和油的介电常数相差很大(水：80，油：2-2.7)，所以油和水以不同的比例混合时，含水率越高，混合液体的介电常数越大。同时，在测量条件一定的前提下，混合液体的介电常数越大，电容也越大。含水原油作为混合流体，当电容探头放置到原油中时，含水率高电容大，含水率低电容小。这样就可以通过测量原油的电容获得原油的含水率。

电容的大小除主要受含水率控制外，还与传感器的尺寸有关，因探头的结构而异，公式的表达方式也不同。本实用新型采用的是双螺纹结构的探头，电容值C的近似计算公式为：

C＝Nε2πr R/δ

式中：N:为线圈的匝数；

ε:为线间介质的介电常数；

r:为线圈的中心半径；

R:为导线的线直径；

δ:为线间距；

可见在线圈的匝数、线圈的中心半径、导线的线直径、线间距一定的条件下，电容与原油的介电常数成正比。

使用时先在实验室内对这个检测仪进行标定，就是原油样品在70℃下不同含水率对应的电容值。然后在测试时，检测仪测得电容值匹配显示出含水率。检测时开启检测仪1，将原油样本置于原油样本盛放装置5，加热至70℃并搅拌，气泡逸散，将检测探头2插入样品，按屏幕测量键开始测量，直至显示稳定数字，取出探头，用棉纱等擦干净探头表面，准备测量下一个样品，如需打印，按打印键，输出测量结果。

实施例2

本实施例结合图1-图2及图5-图7，原油含水率检测仪1，包括检测探头2、MCGSE组态屏3、芯片、单片机和数据输出装置，MCGSE组态屏通过MODBUS协议和单片机进行通讯，检测探头2为电容传感器检测探头，芯片为CAV444芯片，数据输出装置为打印机4，打印机4荣达打印机，芯片和单片机设置于电路主板上，检测探头测得的电容值通过所述芯片转换为电压值进入单片机的AD转换通道，和标定的数值进行比对得出含水率值，检测探头2、MCGSE组态屏3、打印机4均与电路主板连接，检测仪1设置有原油样本盛放装置5，原油样本盛放装置5内设置有加热装置，所述加热装置为电热丝加热，原油样本盛放装置内设置有机械搅拌桨，由电机驱动，电路主板上设置有电路放大芯片，检测探头为圆柱形，检测探头由耐高温、耐腐蚀、抗磨的绝缘柱状体和经绝缘处理的导线组成，主机板由单片机、电容-电压转换芯片、电路放大芯片、电路以及元器件组成，仪器信息采集、处理、显示等数据均由写入芯片的软件与相关硬件配合完成，设置AC/DC选择开关，DC24V电源接口和AC220V电源接口，检测探头2设置于原油样本盛放装置5内部，原油样本盛放装置内设置有温度传感器，检测仪内设置有蓄电池，检测探头上设置有照明装置。可以设置和控制加热温度，方便在黑暗环境中使用，便于观察气泡逸散程度。

实施例3

本实施例在实施例1或2的基础上结合图4，检测仪1设置有检测手柄9，测手柄8上设置有原油样本盛放装置5，原油样本盛放装置5内设置有加热装置，加热装置为电热丝加热，原油样本盛放装置5设置有搅拌装置9，检测探头2设置于原油样本盛放装置内5，电路主板上设置有电路放大芯片，检测探头为圆柱形，检测探头由耐高温、耐腐蚀、抗磨的绝缘柱状体和经绝缘处理的导线组成。便于直接采集原油样本，清洁，检测都比较方便。

本实用新型并不局限于上述具体实施方式，本领域技术人员还可据此做出多种变化，但任何与本实用新型等同或者类似的变化都应涵盖在本实用新型权利要求的范围内。

Claims (10)

1.原油含水率检测仪，其特征在于：包括检测探头、MCGSE组态屏、芯片、单片机和数据输出装置，所述MCGSE组态屏通过MODBUS协议和单片机进行通讯，所述检测探头为电容传感器检测探头。

2.根据权利要求1所述的原油含水率检测仪，其特征在于：所述芯片为CAV424芯片或CAV444芯片。

3.根据权利要求1或2所述的原油含水率检测仪，其特征在于：所述数据输出装置为打印机。

4.根据权利要求3所述的原油含水率检测仪，其特征在于：所述芯片和单片机设置于电路主板上。

5.根据权利要求4所述的原油含水率检测仪，其特征在于：所述检测探头测得的电容值通过所述芯片转换为电压值进入单片机的AD转换通道，和标定的数值进行比对得出含水率值。

6.根据权利要求4或5所述的原油含水率检测仪，其特征在于：所述检测探头、MCGSE组态屏、打印机均与所述电路主板连接。

7.根据权利要求6所述的原油含水率检测仪，其特征在于：所述检测仪设置有原油样本盛放装置，所述原油样本盛放装置内设置有加热装置，所述加热装置为水浴加热装置或电热丝加热装置，所述原油样本盛放装置设置有搅拌装置。

8.根据权利要求6所述的原油含水率检测仪，其特征在于：所述检测仪设置有检测手柄，所述测手柄上设置有原油样本盛放装置，所述原油样本盛放装置内设置有加热装置，所述加热装置为水浴加热装置或电热丝加热装置，所述原油样本盛放装置设置有搅拌装置，所述检测探头设置于所述原油样本盛放装置内。

9.根据权利要求7或8所述的原油含水率检测仪，其特征在于：所述电路主板上设置有电路放大芯片，所述检测探头为圆柱形，所述检测探头由耐高温、耐腐蚀、抗磨的绝缘柱状体和经绝缘处理的导线组成，所述原油样本盛放装置内设置有温度传感器。

10.根据权利要求9所述的原油含水率检测仪，其特征在于：所述检测仪内设置有蓄电池，所述检测探头上设置有照明装置。

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