油水界面智能分析测控系统技术方案

一种油水界面智能分析测控系统。主要解决现有测量装置在测量含有聚合物等的油田采出液时效果不好的问题。其特征在于：智能分析测控系统还包括若干台多段电容式物位仪以及相配套的用于和所述工业计算机进行通讯的ＲＳ４８５模块、以及一个多路选通开关；若干台多段电容式物位仪所输出的信号经过ＲＳ４８５模块输送至多路选通开关电路的对应通道信号输入端，多路选通开关电路接受来自于工业计算机发出的道路选通控制信号以控制对应于不同的多段电容式物位仪所生成的采样信号进入；工业计算机内置有程序，将所获得的采样信号按照预定的数学模型进行计算后输出至显示屏。具有测量准确、可测量参数多以及可以对联合站内所有储罐进行整体测量的特点。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种液位测量系统，具体的说，是涉及一种能检测容器中油、水及 其它化工溶液、混合液中的单相液位或两相界面的智能化分析测控装置。技术背景油田后期开采过程中，含水率不断增加。采用新技术如“三元”和“聚合物”驱油 等方式，已经使得进入联合站的油井采出液中包含了大量除原油和水外的许多其他成分， 例如高分子化合物。联合站目前迫切需要一种仪器，要求这种仪器不仅能够测出罐内原油 高度和水的高度，而且还能够知道罐内有没有“聚合物、三元”等物质，以及这些物质大致有 多高，在什么层面。因此，现有技术中所广泛采用的仅能测量油位和水位的液位测量仪表就 难以满足实际的液位测量需求。此外，由于每个联合站都有若干个对油井采出液进行储存 的储罐，传统的液位仪是对这些储罐分别进行计量，然后由人工进行汇总和分析，使得工作 效率十分低下
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中所提到的技术问题，本技术提供一种油水界面智能分析 测控系统，该系统中的多段电容式物位仪将相同结构的小量程传感电极组合起来分层测 量，既可以在测得油、水液位的同时，测得聚合物高度、混合层厚度等数值，又可以顺序采集 多个液体储罐中的待测数据。最后在计算机中预置程序的作用下对所获得的大量数据进行 计算后分析，从而得到整个联合站储罐内的整体液位情况，大大提高了联合站的工作效率。本技术的技术方案是该种油水界面智能分析测控系统，包括一台工业计算 机，其特征在于所述智能分析测控系统还包括若干台多段电容式物位仪以及相配套的用 于和所述工业计算机进行通讯的RS485模块、以及一个多路选通开关；其中，所述工业计算 机为dsPIC30F5015型16位单片机，所述多路选通开关电路采用CMOS八路模拟开关⑶4051 芯片，所述若干台多段电容式物位仪所输出的信号经过RS485模块输送至所述多路选通开 关电路的对应通道信号输入端，所述多路选通开关电路接受来自于所述工业计算机发出的 道路选通控制信号以控制对应于不同的多段电容式物位仪所生成的采样信号进入，所述多 路选通开关电路的数据输出端连接至所述工业计算机的数据输入端；所述工业计算机内置 有程序，将所获得的各多段电容式物位仪所生成的采样信号按照预定的数学模型进行计算 后输出至显示屏。本技术具有如下有益效果首先，该种油水界面智能分析测控系统中的多段 电容式物位仪，将相同物理结构的电极通过数字电路单元组成顺序排列的电极阵列，封闭 在防腐蚀、抗粘附的氟塑料绝缘管内，与公用电极构成阵列传感器。这样，十几米的测量量 程就由20cm-30cm长的若干个小量程的传感器构成，提高了确定油水界面以及液位高度等 的测量准确度。此外，该种仪器通过这若干个短量程的传感器对相应高度介质的感应回馈， 使得存储液态物质的容器内中从高到低处液体的参数都会被采集下来形成各类液面高度数据，因此还可以测得内含的各种聚合物高度、混合层厚度等数值，克服了传统液位仪测量 功能单一的缺陷。其次，该种油水界面智能分析测控系统既可以在测得油、水液位的同时， 测得聚合物高度、混合层厚度等数值，又可以顺序采集多个液体储罐中的待测数据，最后在 计算机中预置程序的作用下对所获得的大量数据进行计算，从而可以得到罐内液体的剖面 图以及各种液体的高度等参数，使得整个联合站储罐内的整体液位情况被一目了然的显示 于计算机中，大大提高了联合站的工作效率。附图说明图1是本技术的组成示意图。图2是本技术中所涉及的多段电容式物位仪的组成示意图。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步说明由图1所示，该种油水界面智能分析测控系统，包括一台工业计算机，以及若干台 多段电容式物位仪和相配套的用于和所述工业计算机进行通讯的RS485模块，以及一个多 路选通开关。其中，所述工业计算机可以为dsPIC30F5015型16位单片机，所述多路选通开 关电路可以采用CMOS八路模拟开关CD4051芯片。所述若干台多段电容式物位仪所输出的 信号经过RS485模块输送至所述多路选通开关电路的对应通道信号输入端，所述多路选通 开关电路接受来自于所述工业计算机发出的道路选通控制信号以控制对应于不同的多段 电容式物位仪所生成的采样信号进入，所述多路选通开关电路的数据输出端连接至所述工 业计算机的数据输入端；所述工业计算机内置有程序，将所获得的各多段电容式物位仪所 生成的采样信号按照预定的数学模型进行计算后输出至显示屏。此外，为实现远程无线传输，可以在所述多路选通开关电路的数据输出端与所述 工业计算机的数据输入端之间通过无线数据传递收发模块实现连接。在这里，所述无线数 据传递收发模块可以采用DTD433工业级无线数传模块组。在本方案中应用的多段电容式物位仪是根据原油、水、聚合物，油水混合物等物质 的介电系数不同的原理来进行测试工作的。其具体结构如图2所示，即所述物位仪包括一 个可通过法兰固定于容器口的变送器壳体、一个RS485接口以及工作直流电源，此外，所述 多段电容式物位仪在变送器外还包括一个公共极和一个电容式的分段组合电极。其中，所 述电容式的分段组合电极被封闭在置有多路选通开关电路的氟塑料绝缘管内，由多个垂向 依次排列且彼此绝缘的具有相同物理结构的微电容单体构成。每个微电容单体均通过连接 导线接入所述多路选通开关电路的一个对应通道入口处，所述分段组合电极与所述公共极 构成微电容阵列传感器。在所述变送器内置有如下组件分别为电容检测器、放大器、模/数转换器以及单 片机，所述变送器与分段组合电极之间以及变送器与公共极之间均连接有通信电缆。所述单片机通过变送器与分段组合电极之间的通信电缆向所述多路选通开关电 路给出控制依次选通的信号，并同时向所述电容检测器发出开始电容检测的信号。所述电容检测器在单片机的控制下通过变送器与分段组合电极之间的通信电缆 以及变送器与公共极之间的通信电缆分别接收两类电极信号，所获取的电容检测数据依次通过所述放大器、模/数转换器传送至所述单片机的数据输入端。所述单片机对输入的电容数据在预置程序的作用下进行处理，得到待检测的界面 高度值后，通过所述RS485接口向上位计算机传送。为提高数据放大的准确度，还可以在所述变送器内增加一个调零放大控制器，所 述调零放大控制器在所述单片机的控制下工作，为所述放大器提供调零及放大信号。在具体实施时，微电容单体电极选用具有相同物理结构的等长的不锈钢管或弹 簧，通过数字电路单元组成顺序排列的电极阵列，封闭在防腐蚀、抗粘附的氟塑料绝缘管内 与公用电极构成阵列传感器。这样十几米的测量量程就由20cm-30cm长的若干个小量程的 传感器构成。通过这若干个短量程的传感器对相应高度介质的感应回馈，罐内从高到低处 液体的参数就被采集下来上传到计算机进行分析，从而可以得到罐内液体的剖面图，各种 液体的高度等参数。其中，所述电容检测器可以采用集成电容检测芯片MS3110，所述多路选通开关电 路可以采用CMOS八路模拟开关CD4051芯片。在进行液位检测时，由单片机控制下的变送器 对分段组合电极从下至上逐段进行扫描检测，通过内置的软件对检测结果进行分析、比较， 判断出液面所在的电极段，该段以下的液位高度只需将该段以下的电极按数量和长度相加 即可，因此基本上不存在测量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种油水界面智能分析测控系统，包括一台工业计算机，其特征在于：所述智能分析测控系统还包括若干台多段电容式物位仪以及相配套的用于和所述工业计算机进行通讯的ＲＳ４８５模块、以及一个多路选通开关；其中，所述工业计算机为ｄｓＰＩＣ３０Ｆ５０１５型１６位单片机，所述多路选通开关电路采用ＣＭＯＳ八路模拟开关ＣＤ４０５１芯片，所述若干台多段电容式物位仪所输出的信号经过ＲＳ４８５模块输送至所述多路选通开关电路的对应通道信号输入端，所述多路选通开关电路接受来自于所述工业计算机发出的道路选通控制信号以控制对应于不同的多段电容式物位仪所生成的采样信号进入，所述多路选通开关电路的数据输出端连接至所述工业计算机的数据输入端；所述工业计算机内置有程序，将所获得的各多段电容式物位仪所生成的采样信号按照预定的数学模型进行计算后输出至显示屏。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈国安，陈国庆，
申请(专利权)人：陈国安，
类型：实用新型
国别省市：23[中国|黑龙江]