微波原油含水率检测仪与油田PCS通信的ZigBee实现

在油田数字化建设中,通过Zig Bee网络实现井口现场各种数据传输的设备应用比较多,如压力、温度和功图等,但在含水率检测仪方面少有应用。文章主要介绍微波原油含水率检测仪通过Zig Bee网络将含水率数据上传到油田PCS(Process Control System)的实现方法。检测仪以32位处理器STM32F103为主CPU,控制厦门四信Zig Bee模块F8913D,实现与井口RTU的Zig Bee通讯,达到节约成本、增强安全性以及与原有系统适配的目的,已成功将含水率数据实时传输到PCS并在现场能够稳定长期使用。

开花期番茄叶片含水率检测仪设计与试验

为实时检测开花期番茄叶片含水率,基于阻抗检测原理设计了一种植物叶片含水率检测仪,可检测100Hz~113kHz频率范围内的叶片阻抗,主要由阻抗检测、输入/输出、微控制器和叶片夹等模块组成。使用自制检测仪检测不同含水率的开花期番茄叶片,建立基于阻抗特性的叶片含水率偏最小二乘预测模型并进行验证。结果表明:以组合数据为输入的预测模型验证集精度最高,决定系数R^(2)为0.8435,平均绝对误差为4.47%;将预测模型导入到检测仪后对仪器的性能进行了测试,发现在45%~88%含水率范围内,预测值与实际值的平均绝对误差为4.51%,检测时间约为4s,表明检测仪可以实现开花期番茄叶片含水率的实时检测。

基于Vivaldi天线的原油含水率测量仪设计

微波透射法原油含水率测量仪设计的关键点是微波传感器的小型化,即要求微波传感器的辐射口径面必须小于油管的内径。为解决这一技术难题,一种辐射口径面为70 mm×2 mm的Vivaldi天线被提出,由于该天线的2 mm厚度远小于油管内径,因此可应用于任意尺寸油管进行含水率测试,非常符合微波透射法含水率的测试需求。通过测试结果可以看出:所设计的Vivaldi天线工作频带为2.5~8 GHz(工作带宽为110%)。将所设计的Vivaldi天线应用于微波透射法原油含水率测量仪作为微波传感器,分析传输系数与含水率之间的变化关系。测试结果表明:Vivaldi天线在0~100%范围内测试的绝对误差小于7%,而在10%~85%范围内绝对误差小于5%。该实验结果,为以后测量系统实现含水率的高精度测量和在线测量提供理论依据和实际参考。

便携式玉米叶片含水率无损检测仪的设计与试验

【目的】设计一款便携式玉米叶片含水率检测仪,以实现植物叶片含水率的无损和快速现场检测。【方法】基于玉米叶片中的水分在波长980和1050 nm附近有吸收峰的现象,以峰值波长为980和1050 nm的发光二极管为便携式玉米叶片含水率检测仪的光源。分别以STC12C5A60S2单片机、数字光电传感器TSL2561和有机发光二极管为检测仪的控制器、检测器和显示器,采用C51语言编写检测仪的软件。以‘咸科858’和‘咸科602’两个玉米品种的叶片为对象,分析玉米叶片湿基含水率与波长980和1050 nm处吸光度值的关系,建立预测玉米叶片含水率的模型,将模型导入检测仪并对其性能进行测试。【结果】玉米叶片吸光度随含水率的增大而减小,可用二元一次关系式拟合叶片含水率与吸光度的关系,其相关系数为0.84。同国标规定的干燥法相比,该便携式检测仪对玉米叶片含水率的绝对测量误差为-6.3%~6.0%,平均误差为-0.1%,输出含水率的变异系数平均值为2.03%,每个样品的检测时间约为2 s。【结论】所设计的便携式玉米叶片含水率检测仪操作简单,结果可靠,可为其他植物叶片含水率的无损快速检测提供参考。

微波含水仪在吉7含气稠油应用中的技术改进

准确测量单井含水率是掌握油井生产动态的重要手段和主要任务,也是制定注水井配水方案的重要依据。单井含水率的传统测量主要采用人工采样的测试方法,测量数据为点样,不能代表油井含水率的真实情况。随着微波含水仪的推广应用,实现了对稀油(原油50℃,黏度小于400 mPa·s)单井含水率的实时在线精确测量。吉7井区为稠油油藏,采用常温注水开发,井口采出液温度仅为28℃左右,稠油黏度高,常规微波含水仪在吉7稠油单井应用时,原油容易附着在含水仪探头上,严重影响测量精度,为了实现微波含水率分析仪在稠油区块的成功应用,需开发一种适用于稠油的微波含水率在线检测仪。通过微波含水仪的技术改进,采用减小流动面积、提高流速、使用探针防粘涂层、提高探针温度等技术措施,有效解决了含水仪探针中原油粘附的问题,将稠油含水率的测量误差从20%~30%降低到5%以内;解决了原油黏度在400~2500 mPa·s范围内的稠油单井含水率精确测量的问题;实现了吉7稠油单井含水率实时在线测量100%全覆盖,为吉7井区实施无人值守数字化巡井模式奠定了坚实基础。

基于微波介电特性的茶叶含水率无损检测模型

以不同含水率茶叶样品为研究对象,采用微波自由空间法测量不同含水率茶叶在不同温度和不同容积密度下的茶叶介电特性参数。分析茶叶介电特性的变化规律可得:温度、含水率、容积密度均与茶叶介电常数呈正相关,受温度和含水率影响较为显著,受容积密度影响较小。以介电常数、温度和容积密度作为输入,茶叶含水率为输出,分别利用最小二乘法(LSM)和支持向量机(SVM)建立茶叶含水率与介电特性的预测模型。经过验证,建立的LSM和SVM模型的决定系数R2分别为0.96193,0.99416,SVM模型表现出的预测效果更好。

基于密度法测量原油含水率的检测仪设计

针对长庆油田油井的实际工况,根据密度法测量石油含水率原理,设计了一种检测井口外输原油混合液密度的检测仪,并对该测量方法进行了误差分析,评估了该测量仪所适用的范围。实践证明,该测量仪既能动态地实时测量,又能静态地实现取样测量外输原油含水率。

基于微波空间反射法的蔬菜含水率及贮藏时间无损检测

基于微波空间反射法设计一种雷达行驻波检测装置,实现蔬菜在贮藏过程中含水率变化的快速、无损检测。以室温贮藏的生菜、油麦菜为实验材料,对自由空间微波反射叠加产生的空间行驻波进行讨论,研究驻波比与波腹点坐标随蔬菜含水率及贮藏时间的变化规律。结果表明,模型具有良好的预测精度。生菜、油麦菜含水率预测方程的拟合优度R^(2)分别为0.979和0.959,预测标准误差分别为0.310%和0.641%。生菜、油麦菜贮藏时间预测方程的拟合优度R^(2)分别为0.992和0.951,预测标准误差分别为0.173 d和0.285 d。该研究为蔬菜品质的快速无损检测提供了新方法。

微波检测原油含水率研究

根据油水介电常数差别较大,含水率不同的油水混合物介电常数不同,因而对微波信号的吸收也不同的原理设计一种原油含水率测量的实验系统。该系统主要由微波固态信号源、可变衰减器、传感器、检波器和选频放大器等组成。

微波透射检测集料含水率可靠性的多元线性回归分析

为满足工业化生产集料含水率的检测需求,基于微波透射和多元线性回归模型理论构建分析模型,对其显著性及检测结果可靠性进行了研究,建立了对比偏差及其均方根误差、标准差、变异系数评价指标以表征0~4.75 mm, 4.75~16.00 mm, 16.00~31.50 mm不同粒径范围集料含水率离线与在线检测结果的重复性和检测精度。结果表明:多元线性回归分析模型拟合优度较高,离线与在线检测数据对比偏差范围为±0.3%,均方根误差为0.148%,0.130%,0.147%,检测结果高度契合,满足工程检测需求。

基于微波技术的市政污泥含水率快速检测

基于微波技术的市政污泥含水率快速检测作为一种新兴的检测方法,逐渐受到广泛关注。微波技术具有非接触、实时性强以及适用于各种污泥样本等优势,因此在市政污泥处理领域具有巨大的潜力和应用前景。本文首先分析微波技术在市政污泥含水率检测中的应用,其中包括技术原理和应用优势,接着对含水率检测系统的构建进行研究,并通过实验进行分析,旨在为相关领域人员提供一定的参考。

原油含水率检测仪的研制

本设计基于AD7746芯片研究并制作了对原油含水率检测的仪器。在一定的温度下,不同含水率的原油具有不同的电容值,根据测量原油的电容值即可计算其含水率。本系统主要包括电容传感器的设计与制作,AD7746与单片机的通信。AD7746芯片实现模拟电容数字化,STC89C51对得到的数字电容值进行处理并驱动LCD1602显示其含水率、电容、温度。

微波水分检测仪在原烟烟包含水率快速检测中的应用

为实现原烟烟包含水率的快速检测,引进了MW-T微波水分检测仪及配套的检测系统,并采用Cgk评价法对微波水分检测仪进行效果能力评定,确定了微波水分检测仪模型建立的方法。结果表明:建立的微波水分检测模型的R2为0.845;微波水分检测仪Cg和Cgk值分别为1.76和1.55;烟包排列方式与密度对于微波水分检测仪检验烟包含水率无影响;微波水分检测仪检验烟包含水率与行业标准烘箱法检验水分差值绝对值平均值为0.38%,测试样本中,96.25%的样本差值分布在±0.75%之内。

γ射线原油低含水率测量仪

介绍了一种高分辨率高精度的原油含水率测量仪 ,它利用γ射线穿过介质后强度衰减规律 ,通过测量γ射线的透射计数来计算出含水率的大小。仪器集核技术、电子学、机械加工和计算机技术为一体 ,是一种先进的高技术产品。它功能强 ,可同时在线测量含水率、温度。

基于电容特性的植物叶片含水率无损检测仪

为实现植物叶片含水率的无损和准确检测,利用圆形平行板电容传感器检测植物叶片电容,利用直径为12.7 mm的圆形FSR402型压力传感器测量平行极板对植物叶片的压力,以MSP430型单片机为微控制器,设计了一种基于植物叶片电容检测其含水率的仪器。以玉米叶片为对象,研究了玉米叶片含水率和极板对叶片的压力对电容的影响规律,选取了极板对玉米叶片的最佳压力,建立了最佳压力下玉米叶片的电容与含水率之间的关系模型,并对模型的可靠性进行了检验。结果表明,玉米叶片的电容随含水率和极板对叶片压力的增大而增大,检测玉米叶片电容的最佳压力为4 N。玉米叶片湿基含水率为55%～80%时,所设计检测仪的含水率绝对测量误差为-1.2%～1.7%;在晶振频率为8 MHz下检测含水率的响应时间小于3 s。

基于介电特性的小杂粮含水率检测仪设计与试验

以直流充/放电电路、温度传感器DS18B20和等臂电桥电路分别检测小杂粮的电容、温度和容积密度;以C51为程序开发语言,设计了一种基于介电特性的小杂粮含水率检测仪。以小米为对象,应用自制仪器研究了含水率、温度和容积密度对电容的影响规律;建立了描述电容与含水率、温度关系的数学模型;并对模型的可靠性进行了验证。检验了所设计的小杂粮检测仪在基于电容和温度预测小米含水率方面的可行性。结果表明,在湿基含水率11%～19%、温度5～40℃的范围内,该检测仪的测量精度为±0.5%,响应时间小于3 s。

微波法测量原油含水率计算公式的推导

基于微波双参数法测量原油含水率的基本原理,通过建立油气水三相混合流体的复介电常数模型,研究了储能因子和损耗因子与混合流体密度的关系,给出了消除混合流体密度影响的原油含水率微波测量方法,推导了原油含水率与微波测量参数的函数表达式。

原油含水率测量仪的研究

研究电容测量原油含水率的原理，采用开关电容等变换电路，完成电容到频率的转换，经ＭＣＳ—５１单片机系统处理，在线测量０％～３１％和 ６０％～１００％原油含水率时的精度达到０．５％，含水率在３０％～６０％时的精度达到１％．本文介绍开关电容等变换电路的原理及特点，给出仪器的含水率测量实验结果．

温度对高含水原油含水率传感器检测精度影响的试验分析

介绍基于微波相移法的高含水原油含水率传感器的工作原理及其特点。通过试验分析了温度对油水混合物介电常数的影响规律。结果表明:随着温度的升高,呈乳化状态的油水混合物介电常数减小,导致出现含水率测量值低于实际值的现象,严重影响传感器的检测精度。

基于W78E516B单片机的非接触式原油含水率测量仪

在原油的生产和输送过程中,如何对管道中原油的含水率进行无接触的、动态的和实时的测量是一关键问题。文中介绍了一种体积小,成本低,基于W78E516B单片机的γ射线原油含水率测量仪。给出了系统设计框图、传感器安装方法和主程序流程。