專利名稱：原油低含水率自動監(jiān)測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于原油含水率的自動監(jiān)測儀器。
為保證外輸原油的質(zhì)量，對外輸原油中的含水率需經(jīng)常進行監(jiān)測，而原油的含水率又是相當(dāng)?shù)牡停砸鬁y量儀表應(yīng)具有很高的計量精度和穩(wěn)定性，否則就達不到監(jiān)測目的。現(xiàn)有對原油含水率的監(jiān)測方法有電容法、微波法、振動密度法、取樣蒸餾化驗法、射線吸收法等。電容法易使被測管道內(nèi)結(jié)垢、結(jié)蠟，而且性能不穩(wěn)定。微波法，由于原油對微波的反射系數(shù)與油水的狀態(tài)有關(guān)，需根據(jù)具體情況加以修正，這樣就很難適應(yīng)現(xiàn)場多變的工作環(huán)境。振動密度法對現(xiàn)場條件要求比較苛刻，故其穩(wěn)定性較差。取樣蒸餾法費工、費時、樣品代表性差，有時還會引入人為誤差，尤其是它不能時時監(jiān)測。射線吸收法是一種非接觸式測量法，它完全可以適用于現(xiàn)場多變的環(huán)境，而且可以與計算機配合組成在線時時自動監(jiān)測系統(tǒng)。但由于采集的信號幅度小，需被放大的信號即應(yīng)包含發(fā)射源的透射信號還應(yīng)包含散射信號，所以要求放大電路的信號頻帶比較寬，并能不失真的放大，才會達到測量精度，而已有的射線吸收監(jiān)測原油含水率的儀器都沒能很好地解決這一問題，故其精度滿足不了實際需要。
本實用新型的目的是研制一種原油低含水率自動監(jiān)測儀，該儀器應(yīng)具有測量精度高、穩(wěn)定性好的特點。
本實用新型由一次儀表和二次儀表組成，一次儀表由X射線源發(fā)射室、X射線接收室、殼體組成。殼體由原油通道管、射線傳輸管組成，原油通道管由法蘭連接在輸油管的中間，射線傳輸管與原油通道管互相垂直地連接在原油通道管的兩端，X射線源發(fā)射室設(shè)置在射線傳輸管的一端內(nèi)，X射線接收室設(shè)置在射線傳輸管的另一端內(nèi)。X射線源發(fā)射室由鉛防護殼體、放射源、發(fā)射窗口、螺紋帽組成。放射源放置在鉛防護殼體內(nèi)，鉛防護殼體的前端開有一發(fā)射窗口，在發(fā)射窗口上設(shè)置有鈹片，鈹片的外面又設(shè)有聚四氟乙烯保護殼體，螺紋帽緊固在X射線源發(fā)射室的填料口端。X射線接收室由鉛防護板、NaI晶體探測器組成，在鉛防護板的前端開有一接收窗口，在接收窗口上設(shè)置有鈹片，鈹片的外面也設(shè)有聚四氟乙烯保護殼體，NaI晶體探測器設(shè)置在窗口后面的射線傳輸管內(nèi)。二次儀表由高壓電源、脈沖發(fā)生器、接收信號放大電路、脈沖量接口、模擬量發(fā)生器、模擬量接口、單片機、工業(yè)PC機、串并行接口、打印機、外部通信設(shè)備組成。接收信號放大電路由電源濾波電路、核信號放大電路、流量信號放大電路組成。核信號放大電路由阻抗匹配濾波電路、脈寬調(diào)制電路、整形放大器、跳鍵開關(guān)組成。流量信號放大電路由阻抗匹配濾波電路、整形放大器、跳鍵開關(guān)組成。電源濾波電路由電容C4、C5并聯(lián)在電源與地之間組成。核信號放大電路的阻抗匹配濾波電路由電位器WO1、電容C1、電阻R3、R4組成；脈寬調(diào)制電路由容C3、電位器W1組成；整形放大器由比較器U1、電阻R5組成；跳鍵開關(guān)由J1-1、J6-1組成。流量信號放大電路的阻抗匹配濾波電路由電阻R1、R2、電容C2組成；整形放大器由比較器U2、電阻R6組成；跳鍵開關(guān)由J1-2、J6-2組成。
本實用新型適用于各種復(fù)雜和惡劣環(huán)境下外輸原油低含水率的測量，它具有安裝簡單、自動化程度高、可時時在線檢測的特點。而且不會對被測管道內(nèi)造成結(jié)垢、結(jié)蠟的現(xiàn)象，尤其是它具有性能穩(wěn)定可靠，長期使用誤差小于千分之一?？蓽?zhǔn)確測定出原油含水率范圍在0～3％的準(zhǔn)確值。其防輻射安全性完全達到國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。


圖1是本實新型整體原理框圖，圖2是接收信號放大電路22的電路結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是一次儀表1的結(jié)構(gòu)示意圖。
實施例本實施例由一次儀表1、二次儀表2組成，一次儀表1由X射線源發(fā)射室3、X射線接收室4、殼體組成。殼體由原油通道管5、射線傳輸管6組成，原油通道管5由法蘭7連接在輸油管道8的中間，射線傳輸管6與原油通道管5互相垂直地連接在原油通道管5的兩端。X射線源發(fā)射室3設(shè)置在射線傳輸管6的一端內(nèi)，X射線接收室4設(shè)置在射線傳輸管6的另一端內(nèi)。X射線源發(fā)射室3由鉛防護殼體19、PU238放射源9、螺紋帽11組成，鉛防護殼體19的前端開有一發(fā)射窗口10，PU238放射源9放置在鉛防護殼體19內(nèi)，并靠近窗口10處，在窗口10上設(shè)置有1.5～2.5mm厚的鈹片12，在鈹片12的外面又設(shè)有1.5～2mm厚的聚四氟乙烯保護殼體13，螺紋帽11緊固在X射線源發(fā)射室3的裝料口端上。X射線接收室4由鉛防護板14、NaI晶體探測器15組成，在鉛防護板14的前端開有一接收窗口16，在接收窗口16上設(shè)置有1.5～2.5mm厚的鈹片17，在鈹片17的外面也設(shè)有聚四氟乙烯保護殼體18，NaI晶體探測器15設(shè)置在窗口16后面的射線傳輸管6內(nèi)。聚四氟乙烯保護殼體13與18之間的距離L為5.2～5.5cm。二次儀表2由高壓電源20、脈沖發(fā)生器21、接收信號放大電路22、脈沖量接口23、模擬量發(fā)生器24、模擬量接口25、單片機26、工業(yè)PC機27、串并行接口28、打印機29、外部通信設(shè)備30組成。接收信號放大電路22由電源濾波電路31、核信號放大電路32、流量信號放大電路33組成。核信號放大電路32由阻抗匹配濾波電路34、脈寬調(diào)制電路35、整形放大器37、跳鍵開關(guān)組成。電源濾波電路31由電容C4、C5并聯(lián)在電源Vcc與地之間組成。阻抗匹配濾波電路34由電位器W01、電容C1、電阻R3、R4組成；脈寬調(diào)制電路35由電容C3、電位器W1組成；整形放大器37由LM339比較器U1、電阻R5組成；跳鍵開關(guān)由J1-1、J6-1組成。R3連接在U1的反相輸入端和電源Vcc之間，U1的反相輸入端同時還連接著R4的一端和C1的一端，R4的另一端接電位器WO1的調(diào)整端和地，C1的另一端接電位器WO1的一個固定端，WO1的另一個固定端接地。C3的一端接電位器WO1的調(diào)整端，C3的另一端接W1的調(diào)整端和U1的同相輸入端，W1的一固定端接電源Vcc，W1的另一端固定端接地。J1-1的一端接在C1和WO1的連接點上，J1-1的另一端接NaI晶體控測器15的輸出端IN1上，J6-1的一端接U1的輸出端，J6-1的另一端接接收信號放大電路22的輸出端OUT，R5接在Vcc與OUT端之間。流量信號放大電路33由阻抗匹配濾波電路36、整形放大器38、跳鍵開關(guān)組成，阻抗匹配濾波電路36由電阻R1、R2、電容C2組成；跳鍵開關(guān)由J1-2、J6-2組成。整形放大器由LM339比較器U2、電阻R6組成，U2的同相輸入端接W1的調(diào)整端，U2的反相輸入端接C2和R2的一端，C2的另一端接地，R2的另一端接R1的一端和J1-2的一端，J1-2的另一端接在流量計的脈沖發(fā)生器的輸出端IN2上R1的另一端接地。J6-2的一端接U2的輸出端，J6-2的另一端接接收信號放大電路22的輸出端OUT，R6接在Vcc與OUT端之間。
當(dāng)跳鍵開關(guān)J1-1、J6-1閉合，J1-2、J6-2斷開時，核信號放大電路32處理NaI晶體探測器15傳送過來的核脈沖信號，此信號為0.4～0.5峰值的負脈沖信號，經(jīng)過電位器WO1阻抗匹配后，再經(jīng)C1、R3、R4濾波傳給U1的反相輸入端。電位器WO1調(diào)整到的最佳值為95～150歐姆。經(jīng)W1和C3的脈寬調(diào)制電路后，輸出為1.2～1.5μS周期的電脈沖信號。經(jīng)U1放大后使其幅度為4～5V的正脈沖規(guī)則信號給脈沖量接口23，再由計算機處理。當(dāng)J1-1、J6-1斷開，J1-2、J6-2閉合時，流量信號放大電路33處理流量計傳來的脈沖信號
權(quán)利要求1.原油低含水率自動監(jiān)測儀，它由一次儀表(1)、二次儀表(2)組成，一次儀表(1)由X射線源發(fā)射室(3)、X射線接收室(4)、殼體組成；殼體由原油通道管(5)、射線傳輸管(6)組成，原油通道管(5)由法蘭(7)連接在輸油管道(8)的中間，射線傳輸管(6)與原油通道管(5)互相垂直地連接在原油通道(5)的兩端；X射線源發(fā)射室(3)設(shè)置在射線傳輸管(6)的一端內(nèi)，X射線接收室(4)設(shè)置在射線傳輸管(6)的另一端內(nèi)；二次儀表(2)由高壓電源(20)、脈沖發(fā)生器(21)、接收信號放大電路(22)、脈沖量接口(23)、模擬量發(fā)生器(24)、模擬量接口(25)、單片機(26)、工業(yè)PC機(27)、串并行接口(28)、打印機(29)、外部通信設(shè)備(30)組成；接收信號放大電路(21)由電源濾波電路(31)、核信號放大電路(32)、流量信號放大電路(33)組成；其特征在于核信號放大電路(31)由阻抗匹配濾波電路(34)、脈寬調(diào)制電路(35)、整形放大器(37)、跳鍵開關(guān)組成；阻抗匹配濾波電路(34)由電位器WO1、電容C1、電阻R3、R4組成；脈寬調(diào)制電路(35)由電容C3、電位器W1組成；整形放大器(37)由電阻R5、比較器U1組成；跳鍵開關(guān)由J1-1、J6-1組成；R3連接在U1的反相輸入端和電源Vcc之間，U1的反相輸入端同時還連接著R4的一端和C1的一端，R4的另一端接電位器WO1的調(diào)整端和地，C1的另一端接電位器WO1的一個固定端，WO1的另一個固定端接地；C3的一端接電位器WO1的調(diào)整端，C3的另一端接W1的調(diào)整端和U1的同相輸入端，W1的一固定端接電源Vcc，W1的另一端固定端接地；J1-1的一端接在C1和WO1的連接點上，J1-1的另一端接NaI晶體探測器(15)的輸出端IN1上；J6-1的一端接U1的輸出端，J6-1的另一端接接收信號放大電路(22)的輸出端OUT，R5接在Vcc與OUT端之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原油低含水率自動監(jiān)測儀，其特征在于流量信號放大電路(33)由阻抗匹配濾波電路(36)、整形放大器(38)、跳鍵開關(guān)組成，阻抗匹配濾波電路(36)由電阻R1、R2、電容C2組成；跳鍵開關(guān)由J1-2、J6-2組成；整形放大器(38)由電阻R6、比較器U2組成，U2的同相輸入端接W1的調(diào)整端，U2的反相輸入端接C2和R2的一端，C2的另一端接地，R2的另一端接R1的一端和J1-2的一端，J1-2的另一端接在流量計的脈沖發(fā)生器的輸出端IN2上，R1的另一端接地；J6-2的一端接U2的輸出端，J6-2的另一端接接收信號放大電路(22)的輸出端OUT，R6接在Vcc與OUT端之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原油低含水率自動監(jiān)測儀，其特征在于X射線源發(fā)射室(3)由鉛防護殼體(19)、PU238放射源(9)、螺紋帽(11)組成，鉛防護殼體(19)的前端開有一發(fā)射窗口(10)，PU238放射源(9)放置在鉛防護殼體(19)內(nèi)，并靠近窗口(10)處，在窗口(10)上設(shè)置有1.5～2mm厚的鈹片(12)，在鈹片(12)的外面又設(shè)有1.5～2mm厚的聚四氟乙烯保護殼體(13)，螺紋帽(11)緊固在X射線源發(fā)射室(3)的裝料口上；X射線接收室(4)由鉛防護板(14)、NaI晶體探測器(15)組成，在鉛防護板(14)的前端開有一接收窗口(16)，在接收窗口(16)上設(shè)置有1.5～2mm厚的鈹片(17)，鈹片(17)的外面也設(shè)有1.5～2mm厚的聚四氟乙烯保護殼體(18)，NaI晶體探測器(15)設(shè)置在窗口(16)后面的射線傳輸管(6)內(nèi)；聚四氟乙烯保護殼體(13)與(18)之間的距離L為5.2～5.5cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原油低含水率自動監(jiān)測儀，其特征在于電位器W01調(diào)整到的最佳值為95～150歐姆。
專利摘要原油低含水率自動監(jiān)測儀的一次儀表由法蘭7連接在輸油管道8的中間,二次儀表2的特征在于核信號放大電路32的結(jié)構(gòu),它由電阻R
文檔編號G01N23/223GK2359692SQ9824781
公開日2000年1月19日 申請日期1998年12月2日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月2日
發(fā)明者柴連善, 吳長利, 寧利, 王東升, 張森, 壽煥根 申請人:大慶石油管理局第五采油廠