一种两用型液位传感器及其液位测量方法技术

本申请公开的一种两用型液位传感器，涉及多相流介质液位测量技术领域，应用有防止外部电信号的外屏蔽壳，并应用有横置绝缘筒，实现液位传感器下沉过程中，不同的流体介质分阶段接触不同电极片，实现更加精准的确定不同流体介质的分界面，外屏蔽壳和横置绝缘筒之间还留有真空密闭间隙，真空密闭间隙用于布置电线和电气开关的布置，还应用有滑动隔离板和隔离板开关机构，隔离板用于阻隔电极片接触流体介质，进而避免流体介质影响电极片的检测精准性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种两用型液位传感器及其液位测量方法


[0001]本专利技术涉及多相流介质液位测量
，尤其是涉及一种两用型液位传感器及其液位测量方法。

技术介绍

[0002]在油气水三相分离器中，会含有油、气、水、乳化物等多种介质，这些介质由于密度不相同且互不相容，在分离器中以分层的形式存在，随着油田生产的进行，这些介质的液位也在时刻变化，为了确保油气生产安全，需要实时测量这些介质的液位。
[0003]为了测量不同的介质的液位高度，应用有以下技术：
[0004]1.电容层析成像(Electrical capacitance tomography,ect)技术是利用多相流介质具有不同的介电常数，通过测量电容传感器阵列电极间的电容值来获取容器或管道内的相对介电常数空间分布信息及相关过程参数。由于分离器中油、乳化物的介电常数不同，当传感器向上或向下移动至油气分界面或油乳化物分界面时，再继续移动，混合介质的介电常数会发生变化，因而测量的电容值和ect重建图像也会发生变化，根据数据采集系统采集的电容变化值，便能准确的计算介质的液位。
[0005]2.电阻层析成像(Electrical resistance tomography,ert)技术是利用不同的介质具有不同的电导率，通过测量管道或容器内部的电导率分布，从而得到其内部的介质分布。在分离器中，由于水具有一定的导电性，此时ect不能正常测量水和乳化物的分界面，而ert可以发挥作用，当传感器移动至水和乳化物分界面时，由于介质的电导率发生变化，ert检测的电阻值会发生变化，根据电阻变化值可重建出乳化物和水的分布比例，因此可以计算水的液位值。
[0006]当前已有的电容/电阻层析成像液位测量技术，需要同时集成ect测量设备和ert测量设备，这样大大增加了设备的安装空间，需要的ect/ert电极片、电缆线都需要成倍的增加，因此设备的硬件成本和安装维护成本都会增加；此外ect/ert在同时运行时，会产生电极片间和电缆线间的电信号干扰，这也会降低最终的液位测量精度。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种能够应用ect和ert两种测量方式的液位传感器。
[0008]所以本专利技术公开了一种两用型液位传感器,包括：
[0009]外屏蔽壳，用于屏蔽外界的电磁波干扰；
[0010]横置绝缘筒，设置于所述外屏蔽壳内侧，且与所述外屏蔽壳之间留有真空密闭间隙，所述横置绝缘筒内侧环绕设置有若干滑槽，所述滑槽底部设置有嵌入槽；
[0011]若干电极片，设置于所述嵌入槽内；
[0012]若干滑动隔离板，设置于所述滑槽内；
[0013]若干隔离板开关机构，设置于所述横置绝缘筒内侧，用于带动所述滑动隔离门在所述滑槽内运动。
[0014]本申请公开了一种两用型液位传感器，应用有防止外部电信号的外屏蔽壳，并应用有横置绝缘筒，实现液位传感器下沉过程中，不同的流体介质分阶段接触不同电极片，实现更加精准的确定不同流体介质的分界面，外屏蔽壳和横置绝缘筒之间还留有真空密闭间隙，真空密闭间隙用于布置电线和电气开关的布置，还应用有滑动隔离板和隔离板开关机构，隔离板用于阻隔电极片接触流体介质，进而避免流体介质影响电极片的检测精准性。
[0015]在本申请的一些实施例中，公开了一种隔离板开关机构的具体结构，所述隔离板开关机构包括：
[0016]第一弧形导向杆，所述第一弧形导向杆设置于所述滑动隔离板的一端，所述滑槽内壁对应所述第一弧形导向杆的位置设置有第一弧形滑动孔道，所述第一弧形导向杆的一端插入所述第一弧形滑动孔孔道；
[0017]成压缩状态的第一弹簧，所述第一弹簧套接于所述第一弧形导向杆的侧部，两端连接于所述滑动隔离板和滑槽之间；
[0018]开关电机，所述开关电机设置于所述横置绝缘筒上，所述开关电机的输出轴套接有转动轮，所述转动轮侧部缠绕有联动绳，所述联动绳的端头连接于所述第一弧形导向杆的端头。
[0019]在本申请的一些实施例中，还公开有一种所述隔离板开关机构，所述隔离板开关机构为双弹簧机械开关。
[0020]在本申请的一些实施例中，为了保证液位传感器的稳定下降，还包括：配重块，所述配重块设置于所述外屏蔽壳的侧部。
[0021]在本申请的一些实施例中，还公开有一种两用型液位传感器的液位测量方法，包括：
[0022]获取液位测量模式，若液位测量模式为ect测量模式，则驱动隔离板开关带动滑动隔离板封闭电极片，若液位测量模式为ert测量模式，则确定隔离板开关带动滑动隔离板开放电极片，其中，ect测量模式用于检测多相流介质的介电常数分布，ert测量模式用于检测多相流介质的电导率分布；
[0023]根据ect测量模式检测出的介电常数分布信息，并根据介电常数分布信息确定气/油分界面和油/乳化物分界面，并根据液位传感器的下探深度，确定气/油分界面和油/乳化物分界面的高度；
[0024]根据ert测量模式检测出的电导率分布信息，并根据电导率分布信息确定水/乳化物分界面，并根据液位传感器的下探深度，确定水/乳化物分界面的高度。
[0025]在本申请的一些实施例中，公开了一种更加具体确定确定气/油分界面、油/乳化物分界面和水/乳化物分界面的方，还包括：
[0026]当液位测量模式为ect测量模式时，确定介电常数分布信息的方法包括：
[0027]循环逐次向不同的电极片施加预设电压，并同时获取另一个相对的电极片的实时电压，计算得到两个相对的电极片之间的电压差；
[0028]若存在两个相对的电极片之间的电压差发生跳变，则确定液位传感器移动至气/油分界面或油/乳化物分界面，并根据液位传感器的下沉深度，分别确定气/油分界面或油/乳化物分界面的高度；
[0029]基于气/油分界面的上下区间的电极片之间的电压差的特征，确定出气和油的所
属区间；
[0030]基于油/乳化物分界面的上下区间的电极片之间的电压差的特征，确定出油和乳化物的所属区间；
[0031]当液位测量模式为ert测量模式时，确定电导率分布信息的方法包括：
[0032]循环逐次向不同的电极片施加电流激励，并同时获取被施加电流激励的电极片和相对的电极片之间的极片间电压；
[0033]若存在两个相对的电极片的极片间电压发生跳变，则确定液位传感器移动至水/乳化物分界面，并根据液位传感器的下沉深度，分别确定水/乳化物分界面的高度；
[0034]基于水/乳化物分界面的上下区间的电极片之间的极片间电压的特征，确定出水和乳化物的所属区间。
[0035]在本申请的一些实施例中，公开了一种能够通过图像确定各种流体介质方法，包括：
[0036]针对液体存储装置建立多相流介质分布图；
[0037]根据气/油分界面确定的高度，在所述多相流介质分布图上构建气/油动态分界线；
[0038]根据油/乳化物分界面确定的高度，在所述多相流介质分布图上构建油/乳化物动态分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种两用型液位传感器,其特征在于，包括：外屏蔽壳，用于屏蔽外界的电磁波干扰；横置绝缘筒，设置于所述外屏蔽壳内侧，且与所述外屏蔽壳之间留有真空密闭间隙，所述横置绝缘筒内侧环绕设置有若干滑槽，所述滑槽底部设置有嵌入槽；若干电极片，设置于所述嵌入槽内；若干滑动隔离板，设置于所述滑槽内；若干隔离板开关机构，设置于所述横置绝缘筒内侧，用于带动所述滑动隔离门在所述滑槽内运动。2.根据权利要求1所述的一种两用型液位传感器，其特征在于，所述隔离板开关机构包括：第一弧形导向杆，所述第一弧形导向杆设置于所述滑动隔离板的一端，所述滑槽内壁对应所述第一弧形导向杆的位置设置有第一弧形滑动孔道，所述第一弧形导向杆的一端插入所述第一弧形滑动孔孔道；成压缩状态的第一弹簧，所述第一弹簧套接于所述第一弧形导向杆的侧部，两端连接于所述滑动隔离板和滑槽之间；开关电机，所述开关电机设置于所述横置绝缘筒上，所述开关电机的输出轴套接有转动轮，所述转动轮侧部缠绕有联动绳，所述联动绳的端头连接于所述第一弧形导向杆的端头。3.根据权利要求1所述的一种两用型液位传感器，其特征在于，所述隔离板开关机构为双弹簧机械开关。4.根据权利要求1所述的一种两用型液位传感器，其特征在于，还包括：配重块，所述配重块设置于所述外屏蔽壳的侧部。5.一种两用型液位传感器的液位测量方法，其特征在于，应用于权利要求1
‑
3中任一所述的液位传感器，包括：获取液位测量模式，若液位测量模式为ect测量模式，则驱动隔离板开关带动滑动隔离板封闭电极片，若液位测量模式为ert测量模式，则确定隔离板开关带动滑动隔离板开放电极片，其中，ect测量模式用于检测多相流介质的介电常数分布，ert测量模式用于检测多相流介质的电导率分布；根据ect测量模式检测出的介电常数分布信息，并根据介电常数分布信息确定气/油分界面和油/乳化物分界面，并根据液位传感器的下探深度，确定气/油分界面和油/乳化物分界面的高度；根据ert测量模式检测出的电导率分布信息，并根据电导率分布信息确定水/乳化物分界面，并根据液位传感器的下探深度，确定水/乳化物分界面的高度。6.根据权利要求5所述的一种两用型液位传感器的液位测量方法，其特征在于，还包括：当液位测量模式为ect测量模式时，确定介电常数分布信息的方法包括：循环逐次向不同的电极片施加预设电压，并同时获取另一个相对的电极片的实时电压，计算得到两个相对的电极片...

【专利技术属性】
技术研发人员：程景岱，徐钦峰，黄锐斌，沈洋，秦楠，唐健，王浩光，
申请(专利权)人：华能广东能源开发有限公司汕头电厂，
类型：发明
国别省市：