一种非接触式含水率测量仪制造技术

本发明专利技术实施例公开了一种用于对流体的含水率进行测量的非接触式含水率测量仪，该含水率测量仪包括：待测流体流经的流体管道；由同轴地环绕所述流体管道的外周壁限定出的微波谐振腔；发射微波信号的发射部分，其中，由所述发射部分发射的微波信号在所述微波谐振腔中以穿过流体的方式来回反射，从而被流体吸收能量并产生功率损耗；接收产生功率损耗的微波信号的接收部分；主控电路，用于对所述功率损耗进行数据采集和处理以获得流体的含水率；其中，所述发射部分包括发射电路，所述接收部分包括接收电路，所述发射电路和所述接收电路以分离开的方式布置在所述含水率测量仪的不同位置处。

A Non-contact Moisture Content Measuring Instrument

【技术实现步骤摘要】
一种非接触式含水率测量仪
本专利技术涉及一种含水率测量仪，尤其涉及通过非接触方式测量流体中的含水率的含水率测量仪。
技术介绍
在现有的含水率测量技术中，原油含水率的测量方法有蒸馏法(干燥称重法)、射频法和微波法。蒸馏法是通过人工取样来完成含水率的测量，精度高，但测量速度慢，只能对少量样品进行测量，不能用于在线快速测量，测试周期长，效率低。射频法是基于介质的射频阻抗理论，将含水原油作为电介质，通过测定油水混合液对射频信号所呈现的阻抗特性变化来测量原油中的含水率，工作稳定、测量准确高，但使用和维护较复杂，需要随时对测量仪器进行清洗，由于射频频率不够高，从而测量的区分度较低。而微波法是利用微波穿过含水率不同的样品时将有不同程度的能量衰减和相移的原理来测量原油含水率,相较于蒸馏法，微波法可以满足实时在线测量，提高测量效率、缩短测量周期；相较于射频法，微波法采用微波谐振腔作为测量装置的一部分，避免了由于被测物质粘附于测量装置所造成的测量误差及其对仪器的污染和损坏，从而提高测量的准确性及仪器的工作稳定性。但在现有技术中的微波法测量含水率的装置中，微波信号的发射部分和接收部分是一体式的，因此会产生电场耦合与磁场耦合等电磁干扰现象，测量的稳定性较低。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例期望提供一种用于对流体的含水率进行测量的非接触式含水率测量仪，其中微波的发射电路与接收电路分离开地安装，能够避免电场耦合与磁场耦合等电磁干扰现象，提高测量的稳定性。本专利技术的技术方案是这样实现的：本专利技术实施例提供了一种用于对流体的含水率进行测量的非接触式含水率测量仪，所述含水率测量仪包括：待测流体流经的流体管道；由同轴地环绕所述流体管道的外周壁限定出的微波谐振腔；发射微波信号的发射部分，其中，由所述发射部分发射的微波信号在所述微波谐振腔中以穿过流体的方式来回反射，从而被流体吸收能量并产生功率损耗；接收产生功率损耗的微波信号的接收部分；主控电路，用于对所述功率损耗进行数据采集和处理以获得流体的含水率；其中，所述发射部分包括发射电路，所述接收部分包括接收电路，所述发射电路和所述接收电路以分离开的方式布置在所述含水率测量仪的不同位置处。本专利技术实施例提供了一种用于对流体的含水率进行测量的非接触式含水率测量仪；根据微波信号在微波谐振腔中的辐射性及对不同介电常数的物质产生不同的特性，实现原油含水率的高分辨率的测量；将发射电路与接收电路分别安装在不同的塑料壳中，避免电场耦合与磁场耦合等其他电磁干扰现象，提高了测量的稳定性。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种用于对流体的含水率进行测量的非接触式含水率测量仪的结构图；图2为图1中的含水率测量仪的的截面图；图3为本专利技术实施例提供的一种用于对流体的含水率进行测量的非接触式含水率测量仪的微波发射部分的示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种用于对流体的含水率进行测量的非接触式含水率测量仪的微波接收部分的示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。参见图1，其示出了一种用于对流体的含水率进行测量的非接触式含水率测量仪T，该含水率测量仪T包括：待测流体流经的流体管道1；由同轴地环绕流体管道1的外周壁限定出的微波谐振腔8；发射微波信号的发射部分SP，其中，由发射部分SP发射的微波信号在微波谐振腔8中以穿过流体的方式来回反射，从而被流体吸收能量并产生功率损耗；接收产生功率损耗的微波信号的接收部分RP；主控电路(图4中示出)，用于对功率损耗进行数据采集和处理以获得流体的含水率；其中，发射部分SP包括发射电路7C，接收部分RP包括接收电路6C，发射电路7C和接收电路6C以分离开的方式布置在含水率测量仪T的不同位置处。根据本专利技术的非接触式含水率测量仪T将发射电路7C与接收电路6C分别安装在不同的塑料壳中，避免电场耦合与磁场耦合等其他电磁干扰现象，提高了测量的稳定性。流体只与测量仪中的流体管道1接触，因此能够避免流体对测量仪的污染、腐蚀以及清洗时对测量所造成的影响。采用微波辐射被测物的方法进行测量，而此方法属于非电离辐射，对人体无害。在本专利技术的优选实施方式中，如图1和图2所示，含水率测量仪T还包括屏蔽壳体9，该屏蔽壳体9同轴地布置在微波谐振腔8的径向外侧以防止微波的泄漏，并且能够防止外界干扰对测量电路的影响，减小测量误差。在本专利技术的优选实施方式中，如图1和图2所示，含水率测量仪T还包括第一塑料壳7和第二塑料壳6，发射电路7C安装在第一塑料壳7中，接收电路6C安装在第二塑料壳6中，其中，第一塑料壳7和第二塑料壳6关于含水率测量仪T的纵向轴线X对称地布置，并且发射电路7C和接收电路6C也关于含水率测量仪T的纵向轴线X对称地布置。在本专利技术的优选实施方式中，如图1所示，第一塑料壳7和第二塑料壳6在流体流动方向上位于含水率测量仪T的中间位置处，并且发射电路7C和接收电路6C也在流体流动方向上位于含水率测量仪T的中间位置处。在本专利技术的优选实施方式中，如图1和图2所示，第一塑料壳7和第二塑料壳6位于屏蔽壳体9的径向向外地凹入的凹部中。由此通过合理利用空间减小了含水率测量仪T的体积。在本专利技术的优选实施方式中，发射部分SP和接收部分RP分别还包括位于微波谐振腔8中的发射天线5和接收天线4。采用天线作为微波辐射装置，从而提高了测量仪的工作频率，加大测量的区分度。在本专利技术的优选实施方式中，如图1和图2所示，发射天线5和接收天线4关于含水率测量仪T的纵向轴线X对称地布置。在本专利技术的优选实施方式中，如图1所示，发射天线5和接收天线4在流体流动方向上位于微波谐振腔8的中间位置处。在本专利技术的优选实施方式中，流体管道1由聚四氟乙烯制成。聚四氟乙烯不吸收微波、耐高温、耐低温、耐腐蚀、耐气候、高润滑、不粘附并且无毒害。因此在测量过程中，流体管道1不会影响测量结果，此外不会对测量仪器产生粘污和腐蚀的影响。在本专利技术的优选实施方式中，如图1所示，含水率测量仪T还包括两个螺纹接头2、3，并且这两个螺纹接头2、3分别连接到流体管道1的流体流动方向上的两个相反端部处以用于将含水率测量仪T接入输送流体的管道中。在本专利技术的优选实施方式中，如图1和图2所示，发射天线5和接收天线4为环形天线。在本专利技术的优选实施方式中，待测流体为油水混合物，并且油水混合物的含水率可以介于0％至100％之间。根据本专利技术的实施例的用于对流体的含水率进行测量的非接触式含水率测量仪T的测量方法如下。首先，可以通过对微波谐振腔的理论研究及数据分析，获得含水率测量仪T的最优尺寸及最佳频率。在测量过程中，例如油水混合物的流体流经流体管道1。参见图3，发射电路7C中的微波发射器使发射天线5发射微波信号，所发射的微波信号在微波谐振腔8中来回反射，穿过流体，从而通过混合流体中极性分子水对微波能量的吸收而产生功率损耗。参见图4，接收天线4可以接收到该功率损耗的模拟信号，主控电路10对功率损耗的模拟信号进行数据采集和处理以获得流体的含水率。其中，如图4所述，主控电路10包括检波器110、AD转换器120和主控芯片130，检波器110采集功率损耗的模拟信号，AD转换器120将模拟信号转换为数字信号，主控芯片130对数字信号进行处理并得到含水率。具体地，在例如油水混合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于对流体的含水率进行测量的非接触式含水率测量仪，其特征在于，包括：待测流体流经的流体管道；由同轴地环绕所述流体管道的外周壁限定出的微波谐振腔；发射微波信号的发射部分，其中，由所述发射部分发射的微波信号在所述微波谐振腔中以穿过流体的方式来回反射，从而被流体吸收能量并产生功率损耗；接收产生功率损耗的微波信号的接收部分；主控电路，用于对所述功率损耗进行数据采集和处理以获得流体的含水率；其中，所述发射部分包括发射电路，所述接收部分包括接收电路，所述发射电路和所述接收电路以分离开的方式布置在所述含水率测量仪的不同位置处。

【技术特征摘要】
1.一种用于对流体的含水率进行测量的非接触式含水率测量仪，其特征在于，包括：待测流体流经的流体管道；由同轴地环绕所述流体管道的外周壁限定出的微波谐振腔；发射微波信号的发射部分，其中，由所述发射部分发射的微波信号在所述微波谐振腔中以穿过流体的方式来回反射，从而被流体吸收能量并产生功率损耗；接收产生功率损耗的微波信号的接收部分；主控电路，用于对所述功率损耗进行数据采集和处理以获得流体的含水率；其中，所述发射部分包括发射电路，所述接收部分包括接收电路，所述发射电路和所述接收电路以分离开的方式布置在所述含水率测量仪的不同位置处。2.根据权利要求1所述的含水率测量仪，其特征在于，所述含水率测量仪还包括屏蔽壳体，所述屏蔽壳体同轴地布置在所述微波谐振腔的径向外侧以防止微波的泄漏。3.根据权利要求1或2所述的含水率测量仪，其特征在于，所述含水率测量仪还包括第一塑料壳和第二塑料壳，所述发射电路安装在所述第一塑料壳中，所述接收电路安装在所述第二塑料壳中，其中，所述第一塑料壳和所述第二塑料壳关于所述含水率测量仪的纵向轴线对称地布置，并且所述发射电路和所述接收电路也关于所述含水率测量仪的纵向轴线对称地...

【专利技术属性】
技术研发人员：党博，冯旭东，贾惠芹，任志平，孙娅娅，
申请(专利权)人：西安石油大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61