基于ZGL双液位测量仪的原油罐油水界面监测系统

　　1　引　言

　　目前,油水界面测量的仪器有电容式界面仪、差压式界面仪、超声波式界面仪、射频导纳式界面仪。然而,这些仪器存在无法克服挂油、矿化度影响、发送和接收距离限制、电导率参数单一等缺点。除以上四种油水界面仪之外,还有短波吸收式界面仪、射线式界面仪等。通信方式有串口通信、红外通信、蓝牙通信、GPRS通信和短消息通信等,都各有利弊,适用于不同规模油田选油站的需求。软件界面开发基本上采用组态软件,开法时间短、简单易用,但也存在界面操作死板,缺乏个性化设计,统计分析不足等。基于ZGL双液位测量仪的原油罐油水界面分析系统可以提供一套精确的解决现有油水界面监测问题的方案,在油水界面监测的研究中提供新的思路和方法。①

　　2　ZGL双液位测量仪

　　2.1　ZGL工作原理

　　任何的介质在一个外加电磁场下都会产生一反向电磁场(感应电荷),此介质产生的这一反向电磁场会削弱原加的电磁场,介质不同产生反向电磁场的强度不同,那么对原加电磁场削弱的程度也不同。所以对削弱后的电磁场量进行接收测量就可以识别出不同的物质或物质状态。

　　ZGL双液位测量仪摒弃传统的利用电容、射频导纳、浮球等原理的界面、液位测量技术,采用先进的矩阵式高精度传感结构,结合独有的横向定量磁场扫描,以及分级带有识别码纠错功能的定向弱量磁场接收技术。在一定的空间内介质的变化将会引起很多的物理量的变化,如:变化较敏感的电场、磁场,那么电场、磁场物理量的变化将会间接地反映并代表介质单位体积及介质特性的变化。利用这一原理结合矩阵式分布的传感探极结构,在高速大规模集成电路单片机的有序控制下实时获取电场、磁场物理量的变化信息,并对这些信息进行分析、计算,　　按一定的规律进行量化处理、转化,就能准确无误地知道介质单位体积及介质特性的变化,即介质液位、物位的变化,然后将介质液位、物位的变化量转换成工业标准电信号输出并传递给DCU、DCS、PLC、工业采集模块、工控计算机等采集设备进行监视控制,提高生产的自动化水平。

　　2.2　ZGL工作过程

　　ZGL油水界面测量仪工作时在CPU的控制下,通过矩阵式探极结构自上而下有序发出带有防错识别码的横向恒定扫描磁场,在发出横向磁场的同时,接收端开始接收经过被测介质衰减后的磁场。测量仪把接收到的微弱的磁场信号转化为电流脉冲信号,经过特殊的抗干扰电路过滤掉由于环境本身叠加的无效磁场电流信号,剩余的纯净有效测量信号再经过解调器还原为与发射时波形相同但幅度不同(经过介质的衰减)的防错识别码脉冲电压信号,最后经过高速精度模数转换电路变为数字信号并加以存储,接着界面仪进行下一个矩阵点数据的收集,直至完毕;对所有的数据信息进行分析、计算,按一定的规律进行量化处理、转化、归一化处理,得到我们易于观察的数据信息,对信息进行简单的运算即可得到液位和油水界面位置。