[发明专利]一种原油含水率测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种原油含水率测量装置，其特征在于，包括通过无线连接的多传感器数据采集端与数据接收处理端，多传感器数据采集端设置在输油管道的多个管段处。

2.根据权利要求1所述的一种原油含水率测量装置，其特征在于，所述多传感器数据采集端包括微处理器a(1)，所述微处理器a(1)分别通过I2C总线与电容数字转换器(5)、阻抗数字转换器(6)和水分传感器(11)连接，所述电容数字转换器(5)分别与电容传感器(2)和温度传感器(4)连接，所述阻抗数字转换器(6)与电导传感器(3)连接，所述微处理器a(1)还通过RS232总线与数据收发模块a(7)连接，所述数据收发模块a(7)与数据接收处理端无线连接，所述数据收发模块a(7)采用Zigbee模块。

3.根据权利要求1所述的一种原油含水率测量装置，其特征在于，所述数据接收处理端包括微处理器b(9)，所述微处理器b(9)分别通过RS232总线与PC机(10)和数据收发模块b(8)连接，所述数据收发模块b(8)与多传感器数据采集端无线连接，所述数据收发模块b(8)采用Zigbee模块。

4.一种原油含水率测量方法，其特征在于，采用原油含水率测量装置，其结构为：包括通过无线连接的多传感器数据采集端与数据接收处理端，多传感器数据采集端设置在输油管道的多个管段处；

所述多传感器数据采集端包括微处理器a(1)，所述微处理器a(1)分别通过I2C总线与电容数字转换器(5)、阻抗数字转换器(6)和水分传感器(11)连接，所述电容数字转换器(5)分别与电容传感器(2)和温度传感器(4)连接，所述阻抗数字转换器(6)与电导传感器(3)连接，所述微处理器a(1)还通过RS232总线与数据收发模块a(7)连接，所述数据收发模块a(7)与数据接收处理端无线连接，所述数据收发模块a(7)采用Zigbee模块；

所述数据接收处理端包括微处理器b(9)，所述微处理器b(9)分别通过RS232总线与PC机(10)和数据收发模块b(8)连接，所述数据收发模块b(8)与多传感器数据采集端无线连接，所述数据收发模块b(8)采用Zigbee模块；

采用上述装置的测量方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，微处理器b(9)通过对多组训练样本进行训练，得到神经网络框架的权值W′，所述训练样本为已知的电容值、温度值和电导值，及已知的原油含水率；

步骤2，微处理器a(1)分别从电容数字转换器(5)和阻抗数字转换器(6)读取电容值、温度值和电导值；微处理器a(1)将读取的电容值、温度值和电导值依次经数据收发模块a(7)和数据收发模块b(8)传递给微处理器b(9)；

步骤3，微处理器b(9)将读取的电容值、温度值和电导值输入神经网络模型中，得到原油含水率。

5.根据权利要求4所述的一种原油含水率测量方法，其特征在于，步骤1中微处理器b(9)通过对多组训练样本进行训练得到神经网络模型，具体按照以下步骤实施：将已知的电容值、温度值和电导值用X_k＝[C，G，T]^T表示，已知的原油含水率用Y_k表示，k为训练样本的数量；

步骤1.1，设定神经网络框架的第一权值W，W为[-1，1]之间随机数；

步骤1.2，将训练样本X_k＝[C，G，T]^T和Y_k输入神经网络框架中；

步骤1.3，X_k＝[C，G，T]^T经函数扩展得到N个线性独立的函数Φ＝[Φ₁(Xk₎，Φ₂(X_k)，Φ₃(X_k)...Φ_N(X_k)]，(n＜N)；

步骤1.4，计算输出含水率Y′_k＝W^TΦ，Y′_k为神经网络框架输出的含水率；

步骤1.5，计算神经网络框架输出的含水率和已知含水率之间的误差e＝Y_k-Y′_k；

步骤1.6，通过调整算法修正权值；

步骤1.7，继续执行步骤1.2～步骤1.6，直至误差e趋于稳定，误差e趋于稳定指误差e小于0.001，得到第二权值W′。