[发明专利]油水界面测量传感器

说明书

油水界面测量传感器，包括间隔布置的信号发射模块和信号接收模块；信号发射模块包括传感器外壳、集成电路板、极化天线和信号产生电路、同轴电缆连接器，极化天线与信号产生电路相连，同轴电缆连接器与信号产生电路相连，以向信号产生电路供电；信号接收模块包括传感器外壳、集成电路板、极化天线和信号接收电路、同轴电缆连接器，极化天线与信号接收电路相连，同轴电缆连接器与信号接收电路相连，以向信号接收电路供电和传输数据；信号发射模块的极化天线与信号接收模块的极化天线平行且极化方向相同，信号接收模块接收信号发射模块发射的信号。本发明的接收模块接收发射模块发射的电磁波，避免了信号绕射、多径传输带来的影响，测量结果更准确。

技术领域

本发明属于自动测量技术领域，特别涉及一种利用电磁法测量油水界面的油水界面测量传感器，主要应用于原油储油罐中油水界面的测量。

背景技术

在原油开采的过程中，大量的水、气体和泥沙会伴随着原油一起被提取出来，经过高温储油罐(80℃)长时间沉降，气体从油水混合物中挥发，由于密度不同，原油与水在重力作用下形成分层。为了有效提高油水分离罐的效率，对原油当中油和水的分界面进行准确的测量，以将不含油的水及时排出在原油生产过程中尤为重要。当前油水分界面的测量主要分为接触式测量和非接触式测量。

接触式测量主要采用浮子式液位测量器、电容式液位测量仪、差压式液位测量仪等。其中，浮子式液位测量器是将浮子漂浮在测量的液体上面，将液位变化转换为相应的电信号；但是测量过程中浮子易受液体波动、石油粘结物的影响，机械本身可动部件的影响也会给测量带来问题，导致偏差较大。电容式液位测量仪将电容器浸入油罐中，测量电容器的电容值来判断分界面的位置；由于影响电容的周围因素较多，这种方法不易准确测量油水界面间的乳化层。压差式液位测量仪是将压差变送器浸入油罐中，通过仪表测量液面的压力差，根据液体密度的改变会导致检测到的压力差变化，从而测得液位；但是由于罐底引压管线常被沉淀物、粘稠介质堵塞，影响压力传递，特别是在寒冷季节堵塞更加严重，必须定期排污，使得维护量大。

非接触式测量主要采用超声波液位测量仪、微波液位测量仪等。超声波液位测量仪是根据脉冲液面产生回波方式工作，利用接收的反射波信号得到离被测物体表面的距离，只能应用于油面高度测量。微波液位测量仪有两种方式，一种为雷达式液位测量，另一种是通过微波发生与接收装置，计算微波信号透射系数、反射系数等参数判断油水界面；其优势在于受介质密度、压力、环境温度以及湿度等一些因素的作用较小。

专利申请号为201010550526中国发明专利申请公开了一种原油储罐油水界面测量装置，该装置利用单片机控制微波发射阵列产生微波信号，信号在油层、水层、空气层等不同介质内传播，经储油罐反射后由接收单元接收，通过比较接收信号幅度的强弱来判定发射单元所处位置并计算出油水分界面。这种装置需要建立矩阵发射单元，使得装置结构复杂，给装置的稳定性与可靠性带来极大的挑战，使得后期维护也变得更加困难。而且构成矩阵发射单元的成本较高，在经济效益上并不十分理想。

授权公告号CN 2246795Y中国实用新型专利公开了一种大罐油水界面测量装置，该测量装置利用线圈辐射高频电磁信号，并由置于同一金属罐体的接收线圈接收，由微安表显示接收信号的大小。此发明是利用电磁方法，但是当发射线圈或接收线圈与油、水等介质直接接触后，其特性会发生极大改变，这对高频信号的辐射与接收是极其不利的，会给测量结果带来误差。

发明内容

本发明的目的是提供一种测量精度高、结构简单，而且能够避免微波信号传输对接收造成影响的油水界面测量传感器。

为了实现上述目的，本发明采取如下的技术解决方案：