Liquid holdup measurement with double helix capacitance sensor in horizontal oil-water two-phase flow pipes

This paper presents the characteristics of a double helix capacitance sensor for measurement of the liquid holdup in horizontal oil–water two-phase flow. The finite element method is used to calculate the sensitivity field of the sensor in a pipe with 20 mm inner diameter and the effect of sensor geometry on the distribution of sensitivity field is presented. Then, a horizontal oil–water two-phase flow experiment is carried out to measure the response of the double helix capacitance sensor, in which a novel method is proposed to calibrate the liquid holdup based on three pairs of parallel-wire capacitance probes. The performance of the sensor is analyzed in terms of the flow structures detected by mini-conductance array probes.

电容式含水传感器极板间油液更替时间研究

液压系统中的水污染严重影响系统工作可靠性,因此利用含水传感器实时准确地响应系统油液含水率的变化对液压系统的健康维护至关重要。电容式含水传感器通过测量介电常数的变化来间接测量水分含量,而电容极板间油液更替的时间直接反应传感器的动态响应特性。选择了两种仿真方法对极板间油液的更替情况进行了分析,并搭建试验系统进行了验证,结果表明,物质组分输运模型更适合仿真分析电容型含水传感器的响应特性。提出的仿真方法为电容式含水传感器动态响应特性的分析提供一种新的思路,分析结果可为电容式含水传感器的采样时间选择提供参考,以获得准确可靠的含水率检测结果。

基于曲面拟合的油液含水率传感器温度补偿方法研究

为补偿温度对油液含水率传感器测量精度的影响,通过测量不同温度下润滑油品、电容探头以及水的介电常数数据,建立温度、电容、含水率之间的关系,采用曲面拟合的二元回归分析法建立油液含水率传感器温度补偿模型。试验结果表明,补偿前温度变化导致含水率最大偏差达6.5%以上,补偿后的检测数据偏差不大于0.15%,表明建立的温度补偿模型能有效提高油液含水率传感器测量精度。

二维碳基Janus薄膜的研究进展

以碳纳米管(CNTs)及石墨烯为代表的碳纳米材料具有卓越的物理、化学、电学和光学性质。其可控组装的二维碳基薄膜具有高比表面积、高透过率和良好柔性,广泛应用于柔性薄膜、微电子器件及储能领域。在此基础上引入高分子组分结合形成二维碳基Janus薄膜,不仅维持了其导电导热性,还结合了高分子的刺激响应和调控特性,通过非对称特征,实现了物理和化学性质的协同,大幅拓宽了其应用领域。文中综述了二维碳基Janus薄膜的研究近况。首先从物理法和化学法两方面介绍了二维碳基Janus薄膜的制备方法及其优缺点,物理法包括界面成膜法、真空抽滤法和层层组装法等;化学法包含界面聚合及化学接枝等方法。然后总结了二维碳基Janus薄膜在传感、驱动、海水淡化、油水分离等多个领域的应用现状。最后讨论了二维碳基Janus膜的发展前景及面临的挑战。

针对低含水量的润滑油含水量检测研究

设计了一种新型的润滑油含水量检测传感器,在油水流型理论和传统电容法的基础上,提出了多孔式同轴双筒电容传感器的测量方法。利用电磁学相关理论对多孔式结构电容进行分析,同时对极板间距和厚度、流通孔的直径和分布等因素对电容值的影响进行研究,优化了传感器的结构。并通过仿真分析得出了对数相对介电常数模型在低含水量下的精确度最高的结论。设计了相关检测系统,搭建试验台,通过试验验证了该传感器的准确性以及可行性。结果显示1%~5%含水量测量值相对误差在0.441%~8.889%,可以对5%以下含水量的油液进行有效区分,具有一定的应用前景。

水平井生产测井组合仪模拟井测量数据分析与模型建立

由于水平油水两相流局部流速及局部相含率沿管径方向存在复杂分布,致使其流量及相含率测量非常困难.本文利用伞集流涡轮流量计、电导传感器、过流式电容传感器构成的生产测井组合仪,在水平油水两相流模拟井中开展了动态实验,分析了流动特性及管子角度倾斜对涡轮流量计及含水率传感器响应特性的影响.根据电容及电导传感器在不同总流量及含水率范围的响应分辨特性,分别采用变系数漂移模型及统计模型预测分相流量,发现变系数漂移模型能够自适应调整模型中的流型参数,且对油水两相分相流量具有较高预测精度.

变压器油中微水含量的实时测量

论述了变压器油中微水含量监测的现状及发展，采用一种聚酰亚胺电容式湿度传感器来实现变压器油中微水实时测量进行了研究。模拟试验结果表明：研制的在线监测系统能反映变压器油中微水含量的变化，为实现其在线监测提供了良好的技术保证。

润滑油含水率检测电容传感器的设计及实验研究

利用油与水介电常数差别较大的特性,借助电容式传感器可测出油品含水率。设计平行板式、圆柱形、圆筒形和螺旋线式4种电容传感器,对润滑油含水率进行检测。对4种传感器检测结果进行比较,分析测量值与理论值之间的差异,阐述影响电容传感器检测精度的因素,比较4种类型传感器的分辨率。结果表明:平行板式与圆柱式电容传感器对水的分辨率相对其他2种传感器效果要好,且在高含水率时,平行板传感器效果更加明显。

射频电容传感器的原理与设计

射频电容法是测量油品含水率的新方法。本文论述了该方法中的射频电容传感器的测量原理，并对传感器敏感探头进行了设计，。实际重油含水率标定测量结果表明该系统的最大非线性误差为±０５％。

基于介电常数法的高精度油品含水率检测仪

油品含水率影响潜艇和飞机等装备的液压系统、燃油系统、滑油系统的可靠性和安全性,要求含水率小于0.01%。基于介电常数法建立了采集油水混合乳液介电常数变化的电容传感器的数学模型,并经过温度补偿修正。采用 S3C2410 ARM9作为控制核心,以WinCE作为操作系统管理多个任务,通过AD7745实现介电常数与电容量的数字转换,设计实现了0.01级精度的油品含水率检测仪。实验表明：在-5℃~60℃温度条件下和0~0.35%含水率范围内,润滑油和轻质成品油的含水率精度达到了0.01,且具有重复性好、可靠性高、设备简单等优点。可应用在舰艇、电力、航空航天等对油品含水率要求严格的领域,以保证装备的可靠性和安全性。

分段式电容传感器及其应用

在油田原油生产过程中,油水界面的检测一直以来都是一个关键技术和难题,在传统电容传感器原理的基础上设计了一种新型的分段式电容传感器,很好地解决了这一难题。由于该传感器精度高,原理和结构比较简单,并且价格便宜,具有很好的应用前景。

基于LabVIEW的油水界面检测系统

以虚拟仪器理论为基础,采用LabVIEW为软件开发平台,FPGA为硬件核心,设计了一套油水界面检测系统。该系统采用电容传感器和多谐振荡器,配合FPGA,实现油水界面信息的采集,并由上位机软件对采集的信号进行处理、显示和存储。调试结果表明:该系统具有界面友好、操作方便、集成度高及可扩展性强等特点。

基于电容传感器的油水界面监控装置

介绍了基于电容传感器的油水界面监控装置的设计思想,阐述了电容传感器的工作原理和该装置的监测原理。装置单机工作时,单片机处理数据,通过显示装置显示油水界面的信息,并控制外设实现储油罐的自动放水及动态液位的显示。设计了串行通信接口,以便进行系统的扩展,实现PC的集中控制。

电容电导传感器油水两相流含率测量

在油水两相流测量中,利用电容传感器和电导传感器在含率测量上有不同的敏感范围,设计一种电容电导传感器,使用电子开关实现两种测量方法的快速切换,使其在相同敏感场内测量。新型电容电导传感器实现了对水平管道内低电导率水(自来水)组成的油水两相流的全含率范围的测量,利用快关阀进行标定,其含率测量误差小于±5%。

电容/电压转换电路CAV424及其在油品含水率测量的应用

提出了一种电容传感器调理电路的新方法,引入了用于电容/电压信号转换的集成电路CAV424,以及CAV424在油品含水率测量中的应用。

基于电容传感器式油含水率测量系统的设计

针对我国原油生产特点,提出基于电容式敏感元件的油含水率新型智能化测量系统,实施了C/U转换、U/f转换电路及温度补偿设计。实验结果表明,系统能够准确地以全量程线性化刻度(0%～100%)显示。

基于电容电导法的原油含水率测试仪设计

提出了新的基于电容电导法的原油含水率测量方案。制作了平行板式传感器,设计了电容、电导测量电路,以数字信号处理器TMS320LF2407为核心设计了原油含水率测试仪样机。在含水率测试仪的数据处理中,采用了基于BP人工神经网络的多传感器信息融合技术。实验室进行的初步实验表明此方案能够实现全量程含水率的测量,具有较高的精度。

简易自动监控油水分离传感器

设计了圆柱形和平板形两种电容传感器 ,其输出的 4～ 2 0mA的信号 ,可与任何一种自动控制仪表及相应执行部件构成油水界面自动监控系统。只需通过简单的标定 ,便可用于各种油品。圆柱形传感器精度可达± 1mm ,平板形传感器可以在室温到 10

基于CAV424的油品含水率在线测量仪的研制

提出了一种电容传感器调理电路的新方法,引入了用于电容/电压信号转换的集成电路CAV424,以及CAV424在油品含水率测量仪中的应用。

液压油水污染在线连续检测传感器研究

采用聚酰亚胺水分子选择性覆膜,设计一种新型连续曲率双螺旋电容水污染传感器。分析该新型传感器的基本原理并建立数学建模,介绍其组成和软件算法流程。测试结果表明:该新型传感器可在线连续地检测液压油液中的水分,且含水率检测精度高。该传感器已成功用于液压装置的实时状态监控,为大型设备的主动维护提供依据。