[发明专利]基于插入式电容传感器的含水率测量装置

摘要

本发明涉及一种基于插入式电容传感器的含水率测量装置，包括电容传感器、信号处理单元、有效值测量单元和计算单元。电容传感器包括同时作为激励电极和测量电极的激励测量电极和固定在其上方和下方的两个保护电极；信号处理单元包括前端放大器、同轴电缆、交流信号发生器和差分放大器，前端放大器的负输入端通过同轴电缆信号线与电容传感器中的激励测量电极相连接，前端放大器的正输入端与交流信号发生器相连，同时连接到电容传感器中的两个保护电极、同轴电缆的屏蔽层以及差分放大器的负输入端；一个标准电阻和电容并联后连接于前端放大器的负输入端和输出端；前端放大器的输出端连接到差分放大器的正输入端。

主权项

1.一种基于插入式电容传感器的含水率测量装置，用于以油为连续相的低含水油水两相流管道内的含水率测量，包括电容传感器、信号处理单元、有效值测量单元和计算单元。其特征在于，电容传感器固定在竖向管道和横向管道的弯管接头处，沿着竖直管道方向自上向下插入，电容传感器包括同时作为激励电极和测量电极的激励测量电极和固定在其上方和下方的两个保护电极；信号处理单元包括前端放大器、同轴电缆、交流信号发生器和差分放大器，前端放大器的负输入端通过同轴电缆信号线与电容传感器中的激励测量电极相连接，前端放大器的正输入端与交流信号发生器相连，同时连接到电容传感器中的两个保护电极、同轴电缆的屏蔽层以及差分放大器的负输入端；一个标准电阻Rf和电容Cf并联后连接于前端放大器的负输入端和输出端；前端放大器的输出端连接到差分放大器的正输入端；有效值测量单元，将差分放大器的交流输出正弦电压信号转化为电压有效值，获得与被测管道中的油水两相流的电容值成正比的输出电压；计算单元，根据所获得与被测管道中的油水两相流的电容值成正比的输出电压，采用油水两相流电容值与含水率的函数关系模型，计算含水率。