一种近红外原油含水率检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种近红外原油含水率检测装置，直接使用光源头和光谱探测头实现检测光束的发射和接收，光谱探测头中设置线性渐变滤光片和光电探测器阵列，直接实现检测光束光谱信息的采集，无需使用光谱仪，整体结构更加简单。光路中无需设置狭缝来限制光束，对光能利用率更高，无需设置参比光路，简化结构，对检测环境要求低，降低了装置成本，占用体积小，利于在不同检测场景中使用。采用连续光谱光源，在光谱信息采集的过程中，检测变量多，检测精度更高，采用光学方法不会受到原油密度、乳化程度、盐度和粘稠度的影响，抗干扰能力强，可检测含水率从0至100％内的液体，测量范围宽，稳定性高，测量结果可靠，可满足含水率精确测量的要求。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及原油检测领域，具体而言，涉及一种近红外原油含水率检测装置。
技术介绍
监控油井原油含水率对于试井分离器、集油站、原油处理设备和原油销售罐区都至关重要。及时掌握并控制原油的含水率可提高采油效率，可以最大限度地减少产出水的处理量，通过改进原油脱水工艺而最大限度地提高原油的质量。原油含水率监测对于油藏管理和生产优化是十分重要的，能够可靠与连续地估算原油净产量，对油井出现的问题做出正确的诊断并进行维护，以便对油藏的开采模式进行必要的调整。现有的含水率检测装置可以采用光学法，采用光学法需要使用光谱仪。一般会使用色散型光谱仪或干涉型光谱仪。色散型光谱仪要采用棱镜或光栅作为色散元件，光路复杂导致其具有复杂的机械结构，占用体积较大。并且光谱仪中需要采用狭缝，对接收到的光能利用率较低，为了获得较高的信噪比，就需要使用更大功率的光源。采用干涉型光谱仪，虽无需狭缝，使得能量利用率比较高，不需要大功率光源，但是干涉型光谱仪中要精密的干涉仪结构，对使用环境要求极高，在较恶劣的检测环境中使用会对光谱仪造成损坏，复杂精密的结构带来的使用成本也很高。
技术实现思路
有鉴于此，本技术实施例的目的在于提供一种近红外原油含水率检测装置，可以解决上述问题。本技术提供的技术方案如下：一种近红外原油含水率检测装置，包括：光源头、光谱探测头和信号处理电路，其中：所述光源头和光谱探测头分别浸没在所述流通池中，且位置相对；所述光源头发射出具有连续光谱的检测光束；所述光谱探测头接收经所述待测原油吸收后的检测光束，并获取所述检测光束的光谱信息，所述光谱探测头包括线性渐变滤光片和光电探测器阵列，其中：所述线性渐变滤光片与所述光电探测器阵列的感光面相贴合，所述线性渐变滤光片的光谱透过率沿所述光电探测器阵列排列方向线性变化，用于限定具有不同波长的所述检测光束到达所述光电探测器阵列的特定位置；所述光电探测器阵列用于获取经滤光后的所述检测光束的光谱信息；所述信号处理电路与所述光谱探测头相连接，包括用于根据所述光谱信息，获取所述待测原油的含水率的处理器。进一步的，还包括：分别与所述光源头和光谱探测头相连接，控制所述光源头与光谱探测头协同工作的控制器。进一步的，所述光源头包括光源、反光镜和第一窗口玻璃，其中：所述光源生成检测光束；所述反射镜反射并准直所述检测光束。进一步的，所述光源头还包括第一窗口玻璃，准直后的检测光束通过所述第一窗口玻璃发射出去。进一步的，所述光谱探测头上还设置有第二窗口玻璃，所述检测光束通过所述第二窗口玻璃进入到所述光谱探测头中。进一步的，所述光谱探测头上还设置有第二窗口玻璃。优选地，所述线性渐变滤光片的光谱范围是1200nm至2500nm。优选地，所述光源的光谱范围为1200至2500nm。优选地，所述光源为卤素灯光源。优选地，所述线性光电探测器阵列为线阵InGaAs探测器。优选地，所述线性光电探测器阵列的光谱响应范围为1200nm至2500nm。与现有技术相比，在本申请实施例中，直接使用光源头和光谱探测头实现检测光束的发射和接收，光谱探测头中设置滤光片和光电探测器阵列，可以直接实现检测光束光谱信息的采集，无需使用光谱仪，整体结构更加简单。光路中无需设置狭缝来限制检测光束，对光能利用率更高，无需设置参比光路，进一步简化结构，对检测环境要求低，降低了装置整体成本，占用体积更小，更利于在不同检测场景中使用。并且，采用具有连续光谱的光源，在光谱信息采集的过程中，检测变量更多，稳定性更好，检测精度也更高，并且采用光学方法来对原油的含水率进行检测，不会受到原油密度、乳化程度、盐度和粘稠度的影响，抗干扰能力更强，可以检测含水率从0至100％全部范围内的液体，测量范围更宽，稳定性更高，测量结果也更可靠，可以满足对原油含水率精确测量的要求。为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图：图1为本技术较佳实施例提供的近红外原油含水率检测装置的示意图；图2为本技术较佳实施例提供的光源头和光谱探测头的内部结构示意图。主要元器件标号汇总：光源头101；光谱探测头102；信号处理电路103；控制器104；光源1011；反射镜1012；第一窗口玻璃1013；线性渐变滤光片1021；光电探测器阵列1022；第二窗口玻璃1023。具体实施方式下面将结合本技术实施例中附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。常用的原油含水率测量方法有称重法、电容法、微波法和光学法。称重法根据油和水的密度差来测量含水率，该方法容易受到油水混合液中其它杂物的干扰，特别是存在气体时，测量准确性低。电容法测量是根据油水混合液的介电常数与含水率之间的相关性来测定含水率，该方法仅适用于低含水率的原油含水率测量，对于含水率较大的原油无法准确测量。微波法测量容易受到盐度和气体的影响，并且不适合高含水率原油的测量。采用近红外吸收特性的光学法，具有不受原油密度、粘稠度、盐度、气体等的影响，可测量0～100％含水率范围等优点，是目前最为先进的测量方法之一。现有的技术采用近红外光吸光度测量油水混合液的含水率，该方法存在如下问题：(1)采用光谱波段数量少，定标精度较低，容易受到油水混合液中杂质造成的散射光的干扰；(2)采用分离的光电探测器，多个光电探测器分别采集信号响应不一致性和放大电路不一致性导致测量精度下降。现有技术中在对光束的光谱信息进行检查时，会使用光谱仪进行，一般会使用色散型光谱仪或干涉型光谱仪。色散型光谱仪要采用棱镜或光栅作为色散元件，光路复杂导致具有复杂的机械结构，占用体积较大。并且光谱仪中需要采用狭缝，对接收到的光能利用率较低，为了获得较高的信噪比，就需要使用更大功率的光源。采用干涉型光谱仪，虽无需狭缝，使得能量利用率比较高，不需要大功率光源，但是干涉型光谱仪中需要精密的干涉仪结构，对使用环境要求极高，在较恶劣的检测环境中使用会对光谱仪造成损坏，复杂精密的结构带来的使用成本也很高。并且，使用光谱仪时在上述结构中还需设置由分光片、硅光电探测器组成的参比光路，为光谱信息的确定提供参考光谱，这同样增本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种近红外原油含水率检测装置，其特征在于，包括：光源头、光谱探测头和信号处理电路，其中：所述光源头和光谱探测头分别浸没在流通池中，且位置相对；所述光源头发射出具有连续光谱的检测光束；所述光谱探测头接收经待测原油吸收后的检测光束，并获取所述检测光束的光谱信息，所述光谱探测头包括线性渐变滤光片和光电探测器阵列，其中：所述线性渐变滤光片与所述光电探测器阵列的感光面相贴合，所述线性渐变滤光片的光谱透过率沿所述光电探测器阵列排列方向线性变化，用于限定具有不同波长的所述检测光束到达所述光电探测器阵列的特定位置；所述光电探测器阵列用于获取经滤光后的所述检测光束的光谱信息；所述信号处理电路与所述光谱探测头相连接，包括用于根据所述光谱信息，获取所述待测原油的含水率的处理器。

【技术特征摘要】
1.一种近红外原油含水率检测装置，其特征在于，包括：光源头、光谱探测头和信号处理电路，其中：所述光源头和光谱探测头分别浸没在流通池中，且位置相对；所述光源头发射出具有连续光谱的检测光束；所述光谱探测头接收经待测原油吸收后的检测光束，并获取所述检测光束的光谱信息，所述光谱探测头包括线性渐变滤光片和光电探测器阵列，其中：所述线性渐变滤光片与所述光电探测器阵列的感光面相贴合，所述线性渐变滤光片的光谱透过率沿所述光电探测器阵列排列方向线性变化，用于限定具有不同波长的所述检测光束到达所述光电探测器阵列的特定位置；所述光电探测器阵列用于获取经滤光后的所述检测光束的光谱信息；所述信号处理电路与所述光谱探测头相连接，包括用于根据所述光谱信息，获取所述待测原油的含水率的处理器。2.根据权利要求1所述的原油含水率检测装置，其特征在于，还包括：分别与所述光源头和光谱探测头相连接，控制所述光源头与光谱探测头协同工作的控制器。3.根据权利要求1所述的原油含水率检测装置，其特征在于，所述光源头包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：王新全，
申请(专利权)人：青岛市光电工程技术研究院，
类型：新型
国别省市：山东;37