專利名稱：鉆井液中測(cè)定硫離子的組合電極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鉆井液中測(cè)定硫離子的組合電極，屬于電極技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景H2S為弱酸性、易溶于水的氣體，當(dāng)其溶解于水中后，以HS—、 H+、 S2—等離子 形態(tài)存在，并且隨水溶液的PH值不同，而表現(xiàn)為不同的濃度比；因此可以通過(guò) 測(cè)定溶液中H+、 S2—的濃度，預(yù)測(cè)H2S氣體溢出的可能性，為鉆井安全提供保證， 與H2S氣體含量測(cè)定相比，該方法可以更早發(fā)現(xiàn)H2S異常，并具有預(yù)測(cè)H2S氣體 生成的能力。溶液中H+、 S"濃度的測(cè)定方法分別是H+測(cè)定最常用、最簡(jiǎn)單的方法是采用PH電極直接測(cè)定溶液的PH值，從而計(jì) 算H+濃度，該方法的線性測(cè)定范圍廣，在PH 0 14間可直接測(cè)定，樣品溶液不 需預(yù)處理。S2—濃度的測(cè)定方法較多，如碘量法(溶液滴定)、光度法、電位滴定法、 電極直接測(cè)定法等多種，而能用于在線檢測(cè)的以直接電位法較為簡(jiǎn)單。目前市場(chǎng)上用于鉆井液中測(cè)定硫離子的產(chǎn)品，由測(cè)定硫離子的復(fù)合電極、測(cè) 定PH的復(fù)合電極和溫度傳感器三者組成，還要三套信號(hào)處理電路。復(fù)合電極由測(cè)量電極和參比電極組成，當(dāng)復(fù)合電極受到鉆井液污染時(shí)，必須 整體更換，而實(shí)際情況只是部分損壞。另外鉆井現(xiàn)場(chǎng)可用于安裝儀表的空間有限，加裝三個(gè)儀表將使得原本有限的 空間更加緊張。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種占地空間小，可局部更換的鉆井液中測(cè)定硫離子的 組合電極。為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種鉆井液中測(cè)定硫離子的組合 電極，其特征在于，由固態(tài)參比電極、信號(hào)處理電路、S2—測(cè)量電極，PH—測(cè)量電極和溫度探頭組成，信號(hào)處理電路分別與固態(tài)參比電極、S2—測(cè)量電極、PH—測(cè)量 電極和溫度探頭連接。所述的信號(hào)處理電路由阻抗緩沖級(jí)、放大電路、AD轉(zhuǎn)換器、單片機(jī)和DA電 路組成，阻抗緩沖級(jí)通過(guò)放大電路與AD轉(zhuǎn)換器連接，AD轉(zhuǎn)換器通過(guò)單片機(jī)和DA 電路連接。由于離子測(cè)量電極內(nèi)阻高達(dá)數(shù)百兆歐，本發(fā)明將其輸出信號(hào)先經(jīng)阻抗緩沖級(jí) 隔離，然后經(jīng)放大、AD采樣，并經(jīng)計(jì)算，通過(guò)DA輸出電流信號(hào)來(lái)代表相應(yīng)的離 子濃度。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:1、 固態(tài)參比電極更加適合用于鉆井液中，s2—測(cè)量電極、ra—測(cè)量電極共用固態(tài)參比電極，S2—測(cè)量電極、PH—測(cè)量電極、固態(tài)參比電極可以獨(dú)立更換， 性價(jià)比提高；2、 由三個(gè)儀表變成一個(gè)儀表，結(jié)構(gòu)緊湊，特別適合鉆井液在線檢測(cè)硫離子。


圖1為鉆井液中測(cè)定硫離子的組合電極結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為信號(hào)處理電路方塊圖；圖3電化學(xué)多參數(shù)計(jì)算和報(bào)警程序流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。 實(shí)施例如圖l所示，為鉆井液中測(cè)定硫離子的組合電極結(jié)構(gòu)示意圖，所述的一種鉆井液中測(cè)定硫離子的組合電極由固態(tài)參比電極1、信號(hào)處理電路2、 S2—測(cè)量電極 3， PH—測(cè)量電極4和溫度探頭5組成，信號(hào)處理電路2分別與固態(tài)參比電極1、 S2—測(cè)量電極3， PH—測(cè)量電極4和溫度探頭5連接。如圖2所示，為信號(hào)處理電路方塊圖，所述的信號(hào)處理電路2由阻抗緩沖級(jí) 6、放大電路7、 AD轉(zhuǎn)換器8、單片機(jī)9和DA電路IO組成，阻抗緩沖級(jí)6通過(guò) 放大電路7與AD轉(zhuǎn)換器8連接，AD轉(zhuǎn)換器8通過(guò)單片機(jī)9和DA電路10連接。U7為阻抗緩沖級(jí)，U7輸入阻抗甚高于電極輸出阻抗，因此能在電極與放大電路U8之間起到隔離緩沖作用。
根據(jù)硫離子電極對(duì)溶液濃度的響應(yīng)，放大電路U8應(yīng)能將電極輸出信號(hào)放大 并滿足AD采樣對(duì)幅度的要求。其次硫離子電極在最小檢測(cè)限時(shí)輸出不為零，如 經(jīng)放大電路的輸出能為零，則可選擇單極性AD器件。
如圖3所示，為電化學(xué)多參數(shù)計(jì)算和報(bào)警程序流程圖，用C語(yǔ)言編制，運(yùn)行 在單片機(jī)上，
AD轉(zhuǎn)換器件對(duì)放大電路7的U8輸出進(jìn)行采樣，通過(guò)單片機(jī)根據(jù)硫離子電極 對(duì)溶液濃度的響應(yīng)電勢(shì)，計(jì)算出溶液濃度，進(jìn)而根據(jù)溶液濃度與輸出信號(hào)4一 20Ma的關(guān)系去控制單片機(jī)9和DA電路10輸出代表溶液濃度的電流信號(hào)。
權(quán)利要求
1.一種鉆井液中測(cè)定硫離子的組合電極，其特征在于，由固態(tài)參比電極(1)、信號(hào)處理電路(2)、S2-測(cè)量電極(3)，PH-測(cè)量電極(4)和溫度探頭(5)組成，信號(hào)處理電路(2)分別與固態(tài)參比電極(1)、S2-測(cè)量電極(3)，PH-測(cè)量電極(4)和溫度探頭(5)連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鉆井液中測(cè)定硫離子的組合電極，其特征在于， 所述的信號(hào)處理電路(2)由阻抗緩沖級(jí)(6)、放大電路(7)、 AD轉(zhuǎn)換器(8)、 單片機(jī)(9)和DA電路(10)組成，阻抗緩沖級(jí)(6)通過(guò)放大電路(7)與 AD轉(zhuǎn)換器(8)連接，AD轉(zhuǎn)換器(8)通過(guò)單片機(jī)(9)和DA電路(10)連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鉆井液中測(cè)定硫離子的組合電極，其特征在于，由固態(tài)參比電極、信號(hào)處理電路、S^2-測(cè)量電極，PH^-測(cè)量電極和溫度探頭組成，信號(hào)處理電路分別與固態(tài)參比電極、S^2-測(cè)量電極，PH^-測(cè)量電極和溫度探頭連接。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是固態(tài)參比電極更加適合用于鉆井液中，S^2-測(cè)量電極、PH^-測(cè)量電極共用固態(tài)參比電極，S^2-測(cè)量電極、PH^-測(cè)量電極、固態(tài)參比電極可以獨(dú)立更換，性價(jià)比提高；同時(shí)由三個(gè)儀表變成一個(gè)儀表，結(jié)構(gòu)緊湊，特別適合鉆井液在線檢測(cè)硫離子。
文檔編號(hào)G01N27/30GK101216446SQ20071017337
公開(kāi)日2008年7月9日 申請(qǐng)日期2007年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月27日
發(fā)明者畢東杰, 沈亞光 申請(qǐng)人:上海神開(kāi)石油化工裝備股份有限公司;上海神開(kāi)石油科技有限公司