射频法原油含水分析仪

　　1引言

　　在油田的原油开采、储运和销售等一系列生产管理过程中，在线自动测量原油中的含水率，可以消除以往由人工采样、实验室化验带来的采样误差和人为误差，促进油田的现代化管理。在以生产燃料油为主的部门，自动测控油中的掺水量，可以提高油的燃烧效率，节约能源。在炼油厂，为保证化工产品的质量，也需要在线检测原料油中的含水率。

　　用微波法测量原油含水率，尽管测量灵敏度较高，但由于微波器件，特别是固体信号源的稳定性较差，使仪表的稳定性难以达到理想状态。而电容法则受到传感器固有电容的影响，无法测量“水包油”状态的高含水原油。放射性法又由于中子源的不平稳性，在测量低含水原油时，测量精度不能满足需要。中国计量科学研究院80年代末研制成功r川射频方法在线测量原油含水率的射频原油含水分析仪，该仪器具有测量范围宽，测量精度高，_卫作稳定可靠，安装、操作方便简单等特点，1990年1月通过技术鉴定并荣获1991年中国技术监督局科技进步二等奖。

　　2仪器的测量原理

　　原油中的主要成份是油和水，油的介电常数约为2. 3 ,而水的介电常数是80，两者相差其大，因而所呈现的射频阻抗特性不同。当射频信号经天线传到以油水混合液为介质的负载时，该负载阻抗随着混含液中不同的油水比而变化，通过电流互感器，检测出由电阻抗变化引起的电流变化，其原理电路如图1所示。图2表明归一化的感应电流(1)与混合液含水率(woo)的对应关系。由图可见，含水率在30%以下时w%与1良好的线性关系。含水率在3000--}65%之间，由于混合液具有两种状态，即通常所说的“水包油”和“油包水”，这两种状态的射频阻抗特性截然不同，因而出现图中的双值性。

　　将按不同油水体积比配方的标准混合液，在标定装置匕分别测得两种混合状态下相对应的电流值，进行归一化处理后，将其w00=f(1)函数关系存入单板机的EPROM中，测量时，单板机根据检测到的电流值，在EPROM中找出相对应的含水率。

　　3仪器结构与性能特点

　　射频原油含水分析仪由射频法含水率测量传感器和智能含水分析仪组成。传感器结构如图3所示。由Ø6 X200mm的实心铜棒构成天线棒，外加聚四氟乙烯保护套防腐。天线放置在可以通过被测液的管道中，根据用户要求，管道可以设计Jy3Amm, 50mm, 76mm等多种规格。测电导率电极板非接触地紧靠在输油管壁的两侧。测含水率时，单板机根据测得的电导率信号判别被测液中的状态，在图2所示曲线中两者择一，再根据测得的1值，得出对应的w'%。