[实用新型]多界面液位检测系统

说明书

本实用新型涉及一种探测多界面液位的检测系统，尤其是用于油、气、水三相分离罐中界面液位的测量。

油井生产的是气体、油、水和悬浮物的混合物，这就需要分离出水和悬浮物得到气体和原油产品。多相位分离器的运行主要依赖于不同相位间的界面识别，尤其是对泡沫液位要进行监测遏制。因为急剧产生的泡沫可降低分离效率，甚至导致分离器停止工作。现市场上除lcltracerco的射线探测器之外，还没有一种泡沫探测器。与其它液位传感器，如：光、排量、压力、超声波和射线相比，电容传感器具有合适的温度及压力范围和无移动部件的特点。然而，普通的电容传感器只有一个电极进行探测，这就存在两个问题：一是它需要温度补偿；二是它不能进行超过一个界面以上的探测。

本实用新型的目的是提供一种不仅可以确定多界面的位置，还可以探测分离罐中泡沫层位的液位检测系统。

为实现上述任务，本实用新型的多界面液位检测系统，它包括正弦波信号发生器、电容传感器、检测电路、模数转换卡和计算机。在上述的信号发生器，由晶体振荡器提供一个320KHZ的方波信号，经计数器分成五个不同频率的信号，来控制可编程只读存贮器的五个地址端。由于在可编程只读存贮中预先输入了若干个数据。通过控制这五个地址端依次读取可编程只读存贮器中的数据。再由数模转换器将读取的数据转换成10KHZ模拟正弦波信号，这个信号经放大器放大，使信号的峰值电压达到20VP-P。然后将放大的正弦波信号送到一组CMOS开关上，通过控制CMOS开关将正弦波信号加到多电极电容传感器的公共激发电板上。由于不同的介质具有不同的介电常数，从而在多电极电容传感器的某个接收电极上可得到一个对应的检测信号。该信号又被送到另一组CMOS开关上，通过对该一组CMOS开关的控制，来得到从传感器某一电极来的信号。这个信号经检测电路的流压转换器，AC放大电路、全波整流器，得到一个DC直流电压和一个20KHZ的AC谐波信号，再通过低通滤波器滤除20KHZ的AC谐波信号，最后通过可编程的增益放大器将这个DC信号做进一步放大，经模数转换卡送到计算机中。这个模拟信号就是测得的电容值。通过比较每个接收电极上的电容值，就可以得到不同介质之间的界面，界面的图像便显示在监视器上。

上述的多界面液位检测系统，所采用的传感器是一个多电极电容传感器。该传感器由激发电极板、接收电极板和套管组成。所述套管被两块隔板将其分成两个对称的电极仓，并在该仓内设有可插入激发电极板和接收电极板的导槽。这两个电极板之间的距离为13mm，放入套管后可用环氧树脂来密封。

多电极电容传感器的激发电极板正板面上设有一个公共激发电极，当然激发电极板也可以是一种多块独立的单电极。

多电极电容传感器的接收电极板的正板面设有多个独立的接收电极，背板面布有多条导线。每条导线通过一个导电环与一个接收电极相连。导线的另一端与接收电极板上的多极插头相接。

多界面液位检测系统由于采用了一种多电极电容传感器，克服了普通电容液位传感器只有一个电极探测的缺陷。因此，该检测系统对探测多界面介质，尤其是对探测原油三相分离罐中的多界面液位，不仅能够依照它们不同介电常数来确定气体/油、油/水、水/泥状沉淀物界面，还可以通过分析电容变化来检测气体和油之间的泡沫层。

本实用新型的优点：一是不需要温度补偿；二是可测量多界面的液位，三是灵敏电容式电极的排列能根据物质在介电常数方面的相对差异确定界面的准确位置。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的描述。

图1是本实用新型多界面液位检测系统的电路图；

图2是图1所示多电极电容传感器的套管结构剖面图；

图3是图1所示多电极电容传感器激发电极板示意图；

图4是图1所示多电极电容传感器接收电极板正面板示意图；

图5是图4多电极电容传感器接收电极板背面板示意图；

图1所描述的多界面液位检测系统的电路，它包括正弦波信号发生器、多电极电容传感器、检测电路。