[发明专利]用于测量多相流体组成的界面液位的传感器系统

权利要求书

1.一种传感器，包括：

共振换能器，配置成确定乳状液的组成；

所述共振换能器包括顶部绕组和底部绕组，所述底部绕组耦合在横跨电容的两个相对端部，所述顶部绕组的互感用于感测底部绕组，所述互感用于横跨所述电容和所述顶部绕组测量所述底部绕组的阻抗谱的实部和虚部，所述阻抗谱是由当所述底部绕组接近所述乳状液时从所述底部绕组至所述顶部绕组的电响应来确定。

2.如权利要求1所述的传感器，其中，所述共振换能器包括共振器，其配置成测量与所述乳状液关联的所述共振换能器的全阻抗谱。

3.如权利要求1所述的传感器，其中，所述共振换能器是三维共振换能器。

4.如权利要求3所述的传感器，其中，所述三维共振换能器还包括：

取样管；

所述顶部绕组围绕所述取样管的上部设置；以及

所述底部绕组围绕所述取样管的下部设置。

5.如权利要求4所述的传感器，包括围绕所述顶部绕组和所述底部绕组所设置的射频吸收器。

6.如权利要求5所述的传感器，还包括围绕所述射频吸收器所设置的金属屏蔽。

7.如权利要求6所述的传感器，还包括围绕所述金属屏蔽所设置的护盖。

8.如权利要求4所述的传感器，还包括围绕所述顶部绕组和所述底部绕组所设置的电磁辐射的吸收器，其中取决于三维共振换能器和潜在干扰源的工作频率，所述吸收器吸收千赫兹、兆赫兹、千兆赫兹和太赫兹频率范围中的电磁辐射。

9.如权利要求4所述的传感器，还包括围绕所述顶部绕组和所述底部绕组所设置的电磁辐射的吸收器，其中所述吸收器是特定频率范围的单独层的组合。

10.如权利要求1所述的传感器，所述共振换能器配置成同时确定乳状液的第一和第二成分的浓度。

11.如权利要求1所述的传感器，其中，所述共振换能器所测量的所述阻抗谱的实部和虚部各自独立地用于同时确定所述乳状液的第一组成和第二组成。

12.如权利要求1所述的传感器，其中，所述共振换能器配置成测量所述共振换能器的阻抗谱的实部和虚部的至少三个数据点。

13.如权利要求1所述的传感器，其中，所述共振换能器包括检测所述共振换能器的电容和电阻的变化的感测区。

14.如权利要求1所述的传感器，其中，所述共振换能器从由一维共振换能器、二维共振换能器和三维共振换能器所组成的组中选取。

15.如权利要求1所述的传感器，其中，所述共振换能器包括检测所述共振换能器的电容、电阻和电感的变化的感测区。

16.如权利要求1所述的传感器，其中，所述共振换能器配置成对垂直于所述共振换能器、在0.1mm至1000mm之间的样本深度来探测环境。

17.如权利要求1所述的传感器，其中，传感器污垢的影响通过阻抗谱的信号处理来降低。

18.如权利要求1所述的传感器，其中，传感器污垢的影响通过与电场到所述乳状液中的穿透深度相关的换能器几何结构来降低。

19.一种传感器系统，包括：

共振换能器，配置成确定乳状液的组成；

取样组合件；以及

阻抗分析器；

所述共振换能器包括顶部绕组和底部绕组，所述底部绕组耦合在横跨电容的两个相对端部，所述顶部绕组的互感用于感测底部绕组，所述互感用于横跨所述电容和所述顶部绕组测量所述底部绕组的阻抗谱的实部和虚部，所述阻抗谱是由当所述底部绕组接近所述乳状液时从所述底部绕组至所述顶部绕组的电响应来确定。

20.如权利要求19所述的传感器系统，其中，所述共振换能器包括共振器，其配置成测量LCR共振电路参数的集合。

21.如权利要求20所述的传感器系统，其中，所述LCR共振电路参数的集合包括阻抗谱、所述阻抗谱的实部、阻抗谱的虚部、所述阻抗谱的实部和虚部、复阻抗的实部的最大值的频率、所述复阻抗的实部的幅值、共振频率、所述复阻抗的虚部的幅值以及所述复阻抗的虚部的反共振频率和幅值中的至少一个。