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。

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。

感应式含水率传感器响应特征的仿真分析

油水两相流的含水率是油田油井地面油气水计量和油井内产出剖面测井的重要参数。已有油井内多相流含水率测量方法无法适应中国油田油井高含水、低产量、携带固体杂质的复杂情况。感应式含水率传感器具有与流体非接触、无可动部件、全场测量的特点,具有较高的可靠性及良好的应用前景。为了准确评价感应式含水率传感器对水相连续时的油水两相流含水率的响应特征,采用有限元仿真软件建立了感应式含水率传感器的仿真模型,分析了水相电导率、激励频率、线圈匝数及磁屏蔽体磁导率和厚度等参数对传感器响应特征的影响。通过原理解析和仿真数据对比验证了简化后模型的可靠性。实验结果表明,电导率的测量误差小于1.6%,说明该方法测量含水率可行。该方法中仿真设计对参数的研究有助于优化现场含水率传感器的设计参数。

重油含水率的测量方法

研究了重油中水分检测的新方法．基于水的介电常数远远大于重油的介电常数，因而两者所呈现的射频阻抗特性不同．作者采用射频传感器和专门的测量系统进行Ａ／Ｄ转换、非线性校正、数据处理，从而可以快速地测量出重油中的含水率．

重油含水率测量仪传感器的原理与设计

介绍了一种用于测量重油含水率的射频传感器的原理；给出了传感器探头的有关设计参数；

基于遗传神经网络的多传感器信息融合及应用

通过多传感器技术对原油含水率测量影响的多个参量进行测定,提出基于样本矩阵非线性变换的多维回归和遗传神经网络的信息融合方法,对原油含水率的高精度、智能化测量进行研究。研究结果表明:遗传算法优化的神经网络方法预测结果明显优于多维回归和单纯LM算法的神经网络方法,具有全局收敛、泛化能力强等特点,取得很好的融合效果和测量精度,是一种具有广阔应用前景的智能信息融合方法。

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。

超声波共振法原油含水率测试仪研究

对一种基于超声波共振法的原油含水率测试仪进行了系统设计和电路设计。设计采用压电型TCS40-14TR2超声波传感器实现电能和超声能量之间的相互转换;数据采集板卡PC I-7483采集来自超声波传感器的信号;WH8100L型数字示波器对测试信号进行分析。文中详细介绍了设计方案中有关信号调理、采样显示与补偿等软硬件设计,最后给出了对超声波共振法原油含水率测试仪的设计评价与进一步改进建议。

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。

原油储罐油水界面动态检测系统的研究

设计了油水界面动态检测系统.利用数控执行机构带动微波探头在原油储罐内作垂直匀速运动,通过对原油储罐含水率的动态检测,准确地反映出油水乳化带的状态和位置信息,测量出储罐内油水界面的位置,从而确定储罐内原油、水和乳化液层的位置和体积.采用400 MHz激励信号的微波探头,可实现0～100%原油含水率的动态测定,含水率测量误差≤±2%.在20 m范围内,油水界面的位置测量误差小于±10 mm.

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％。

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。

电导法原油含水率测量传感器的模型优化与仿真

电导法原油含水率测量是基于阵列电极传感器的一种测量方法,电极系的结构与参数对传感器性能有着重要影响。拟研究电极系传感器结构的优化设计方法,在建立传感器电场分布理论模型的基础上,利用ANSYS有限元软件仿真电极系传感器不同参数下的电场分布,分析电极环宽度、激励电极对间距、测量电极间距等参数对传感器性能的影响。依据仿真结果,确定传感器的优化参数,并对传感器进行了灵敏度的模拟测试,测试结果显示:传感器灵敏度仿真结果与实际测试结果一致性较好;在高含水(大于85%)的油水两相流含水率测试精度可达3%。测试结果验证了传感器理论和仿真分析方法的有效性,为优化设计传感器提供一种有效的方法。

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。

基于电导法的原油含水率测量改进方法

基于电导法开展原油含水率测量具有硬件结构简单,系统稳定可靠及测量准确等特点。根据Maxwell模型原理,电导法测量原油含水率需要获知纯水相电导率。然而,开展井下实时含水率测量时,纯水相电导率无法直接测得,直接使用预设的纯水相电导率无法真实得出井下原油的实时含水率。鉴于此,本文根据原油的馏分性质,通过测量不同温度下两组油水混合相的电导率值并进一步推导得出原油含水率表达式,规避纯水相电导率测试问题及预设纯水相电导率不精确问题,实现对现有原油含水率测量方法的改进。基于ARM Cortex-M4处理器及多种传感器测量技术开展了实验研究。实验结果表明,当测量含水率大于90%的油水两相流时,误差可在2%以内,当测量纯水相矿化度在7 g/L以内的油水两相流时,含水率误差基本不受矿化度影响。实验结果验证了优化方法理论的有效性,具有实际应用的可行性。

基于近红外光谱吸收的高精度原油低含水测量方法

基于近红外光谱吸收原理和光纤传感器技术，提出了用于原油低含水率测量的方法和实验系统。该方法具有测量速度快，精度高，对油品无污染，适合于长期在线连续测量的特点。特别适合于油田转油站、脱水站、联合站等生产单位对原油的含水质量检测和生产过程控制要求较高的场合。在体积含水率0～5％的测量范围内，体积含水率的测量分辨率好于0．005％，体积含水率0～1％范围内的测量误差可达±0.01％。

基于混合专家网络的智能检测系统

为解决原油含水率测量中存在的问题,提出一种基于多传感器技术的智能检测系统,对原油的水分、温度、水矿化度进行检测,并采用混合专家网络对多传感器信息进行智能融合处理,以提高含水率的检测精度。在提出的混合专家网络中,采用了专家决策、多神经网络集成等先进技术,且专家子网络采用LM算法和最优停止法相结合以确定网络最佳权值,提高模型的泛化能力。仿真结果表明:该混合专家网络模型在原油含水率测量系统中取得很好的应用效果,获得较高的测量精度。

Na Cl对含水率传感器检测精度影响的实验研究

微波相移法是目前能实现高含水原油含水率检测的有效方法之一,但该方法的检测精度会受多种因素(如温度、矿化度等)的影响而产生一定的检测误差,不同组份的矿化度对原油含水率检测精度的影响规律各异[1-2]。针对单组份矿化度(Na Cl),通过实验分析得出了其对微波法原油含水率传感器检测精度的影响规律,通过二元回归分析法建立了误差校正的数学模型,利用最小二乘法和MATLAB软件,求解出了单组份矿化度(Na Cl)对微波法原油含水率传感器检测误差的校正公式,把微波相移法原油含水率传感器的检测误差由原来的4. 95%降低到1. 26%,提高了原油含水率的检测精度。

短波型井下找水仪传感器原理及其应用

本文根据高频电磁波的谐振特性测量原油含水率(0～100％)的原理,研制出一种短波型井下找水仪传感器。该传感器输出一个相应于石油含水率的电压信号,由此可测量出原油的含水率。文中还介绍了井下找水仪传感器的原理,特性及其应用。并对影响环空井下找水仪测量误差的因素进行了分析。