專利名稱：原油高壓脈沖脫水微機(jī)自動(dòng)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種原油脫水的控制裝置，特別是涉及一種原油脫水微機(jī)自動(dòng)控制裝置。
現(xiàn)在油田及煉油廠一般采用電脫水器對(duì)原油進(jìn)行脫水。這種電脫水器是在脫水罐中設(shè)置若干層網(wǎng)狀電極，通過給電極施加交流或直流或交直流電壓，從而在電極間形成電場(chǎng)，使原油中的小水粒發(fā)生極化作用，進(jìn)而由于相互之間的引力而凝聚成大水滴沉降，達(dá)到脫水目的。但是一旦電場(chǎng)強(qiáng)度高于臨界電場(chǎng)強(qiáng)度，將會(huì)產(chǎn)生介質(zhì)擊穿在電極板間形成導(dǎo)電鏈，水顆粒產(chǎn)生再分散乳化效應(yīng)，分散成更多更小的水粒，因此，脫水效率受臨界電場(chǎng)強(qiáng)度的限制難以提高。并且一旦介質(zhì)擊穿，將會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的短路電流，不但造成電能耗費(fèi)，而且可能發(fā)生嚴(yán)重事故。
本實(shí)用新型的目的是在不改變現(xiàn)有脫水罐結(jié)構(gòu)的情況下，用由微機(jī)控制產(chǎn)生的高壓脈沖電源代替現(xiàn)有的交直流電流，從而在網(wǎng)狀電極間產(chǎn)生脈沖電場(chǎng)并用該電場(chǎng)對(duì)原油進(jìn)行高效率的脫水。
其技術(shù)方案為一種原油脫水微機(jī)自動(dòng)控制裝置，其特征在于它由單片機(jī)及其A/D轉(zhuǎn)換器接口、定時(shí)器接口、過零檢測(cè)電路、電壓調(diào)整電路、驅(qū)動(dòng)電路和脈沖放大電路組成，A/D轉(zhuǎn)換器的模擬量輸入端接電壓設(shè)定電位器、頻率設(shè)定電位器，數(shù)字量輸出端接單片機(jī)的數(shù)據(jù)口，A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)輸出端接單片機(jī)外部中斷源輸入端，定時(shí)器按公知方式和單片機(jī)連接，定時(shí)器觸發(fā)信號(hào)輸出端接主要由脈沖變壓器組成的脈沖觸發(fā)電路，脈沖觸發(fā)電路的輸出端接電壓調(diào)整電路中的可控硅模塊，可控硅模塊接一濾波器，從電壓調(diào)整電路的主回路引出電壓及電流信號(hào)反饋信號(hào)端接A/D轉(zhuǎn)換器的模擬量輸入端，過零檢測(cè)電路的過零觸發(fā)信號(hào)輸出端接單片機(jī)的外部中斷源輸入端，定時(shí)器的脈沖信號(hào)輸出端經(jīng)門控電路接驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路和脈沖放大電路相連接，脈沖放大電路的過流信號(hào)反饋端接至單片機(jī)的外部中斷源輸入端。
由于本實(shí)用新型采用微機(jī)實(shí)時(shí)控制以產(chǎn)生周期及脈沖幅度極為穩(wěn)定的脈沖高壓，將脈沖的持續(xù)時(shí)間控制到小于能夠產(chǎn)生介質(zhì)擊穿的時(shí)間，不但不會(huì)產(chǎn)生介質(zhì)擊穿，而且脈沖電場(chǎng)強(qiáng)度可以遠(yuǎn)大于臨界電場(chǎng)強(qiáng)度，脫水效率得以大幅度提高，脫水裝置工作穩(wěn)定、可靠。由于不會(huì)產(chǎn)生介質(zhì)擊穿，不產(chǎn)生無用的短路大電流，而且由于脈沖寬度與脈沖重復(fù)周期相比其占空比很小，因此，節(jié)能效果顯著。
以下結(jié)合附圖并通過實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明


圖1、2為實(shí)施例的電路原理示意圖。
實(shí)施例如
圖1、2所示，8751單片機(jī)以公知的接口擴(kuò)展方式和定時(shí)器8253及A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809連接，ADC0809的模擬量輸入端IN0電壓設(shè)定電位器W1連接，輸入端IN1、IN2分別接頻率設(shè)定電位器W2、W3，ADC0809的轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)輸出端EOC經(jīng)反相器7404-4接8751的中斷口INT1，LM324-1的正、負(fù)輸入端分別對(duì)應(yīng)和LM324-2的負(fù)、正輸入端相連接，LM324-1、LM324-2的輸出端分別經(jīng)D1、D2接三極管N1，組成過零檢測(cè)電路，過零信號(hào)輸出端(N1集電極)接8751中斷口INT0。定時(shí)器8253輸出端out0經(jīng)R13接三極管N3，N3發(fā)射極經(jīng)耦合電容C3和Vmos管V1柵極連接，V1源極接脈沖變壓器T1，T1次級(jí)經(jīng)D6接可控硅模塊KKG中的可控硅S1、S2控制極，可控硅模塊KKG接由L1、L2、C6、C8組成的抗干擾濾波器，輸出端D接IGBT模塊。由接在電壓調(diào)整電路主回路中的電流互感器I和I/V轉(zhuǎn)換器引出與主回路電流相應(yīng)的電流反饋端接ADC0809的輸入端IN3，經(jīng)分壓電阻R17、R18和光耦4N27引出電壓反饋端接ADC0809的輸入端IN4。定時(shí)器8253輸出端out1接與門7408-1、7408-2，輸出端out2經(jīng)反相器7404-1和R21、C10組成的延時(shí)電路接與門7408-3、7408-4，7408-1---7408-4的輸出端分別經(jīng)N11、N7、N6、N10對(duì)應(yīng)接IGBT模塊的專用驅(qū)動(dòng)集成塊EXB850-1---EXB850-4的輸入端，EXB850-1---EXB850-4與IGBT模塊以公知的方式連接，光耦4N27-1---4N27-4分別和EXB850-1--EXB850-4相連接，4N27-1---4N27-4的輸出端通過線或方式形成過流信號(hào)反饋端A經(jīng)反相器7404-5和8751的中斷口INT0相連接。
本實(shí)施例的工作原理是單片機(jī)8751上電復(fù)位后，通過ADC0809讀取由電位器W1設(shè)定的電壓初值及由W2、W3設(shè)定的頻率初值并存貯。根據(jù)W2、W3的設(shè)定頻率，由8751控制定時(shí)器8253產(chǎn)生兩個(gè)同周期且反相的連續(xù)方波，分別由out1、out2輸出，out1輸出的方波信號(hào)經(jīng)7408-1、7408-2分別加至EXB850-1、EXB850-2的輸入端。out2輸出的方波信號(hào)經(jīng)7404-1反相后并經(jīng)R21、C10延時(shí)后，通過7408-3、7408-4分別送至EXB850-3、EXB850-4的輸入端。由過流檢測(cè)電路檢出的過零信號(hào)作為8751中斷信號(hào)，使8751的中斷程序工作，根據(jù)電位器W1設(shè)定的電壓初值控制8253由out0輸出相應(yīng)的觸發(fā)信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)N1倒相使V1導(dǎo)通，由脈沖變壓器T1輸出觸發(fā)脈沖，控制可控硅S1、S2的導(dǎo)通角，從而使可控硅模塊輸出設(shè)定的電壓，經(jīng)濾波器濾波后，由輸出端D將工作電壓送至IGBT模塊，在EXB850驅(qū)動(dòng)下使IGBT模塊輸出相應(yīng)的脈沖電壓。電壓調(diào)整電路的電壓、電流反饋信號(hào)經(jīng)ADC0809轉(zhuǎn)換后，產(chǎn)生中斷，由中斷程序?qū)ut0輸出的觸發(fā)信號(hào)的相位進(jìn)行調(diào)整，有效控制可控硅S1、S2的導(dǎo)通角，從而保證持續(xù)輸出穩(wěn)定的電壓，使IGBT模塊穩(wěn)定地工作。一旦IGBT模塊出現(xiàn)過流現(xiàn)象，由A端輸出過流反饋信號(hào)送至8751INT0中斷口作為中斷請(qǐng)求，啟動(dòng)中斷程序，當(dāng)過流現(xiàn)象連續(xù)出現(xiàn)規(guī)定次數(shù)時(shí)，8751控制8253的outo輸出觸發(fā)信號(hào)，截止可控硅S1、S2，以有效地保護(hù)IGBT模塊。
應(yīng)用本裝置對(duì)原油進(jìn)行脫水工作時(shí)，將IGBT模塊和升壓變壓器T2初級(jí)連接，在次級(jí)產(chǎn)生脈沖高壓，從而在脫水罐中TSG的網(wǎng)狀電極間產(chǎn)生脈沖強(qiáng)電場(chǎng)，對(duì)原油進(jìn)行高效的脫水工作。
權(quán)利要求1.一種原油脫水微機(jī)自動(dòng)控制裝置，其特征在于它由單片機(jī)及其A/D轉(zhuǎn)換器接口、定時(shí)器接口、過零檢測(cè)電路、電壓調(diào)整電路、驅(qū)動(dòng)電路和脈沖放大電路組成，A/D轉(zhuǎn)換器的模擬量輸入端接電壓設(shè)定電位器、頻率設(shè)定電位器，數(shù)字量輸出端接單片機(jī)的數(shù)據(jù)口，A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)輸出端接單片機(jī)外部中斷源輸入端，定時(shí)器按公知方式和單片機(jī)連接，定時(shí)器觸發(fā)信號(hào)輸出端接主要由脈沖變壓器組成的脈沖觸發(fā)電路，脈沖觸發(fā)電路的輸出端接電壓調(diào)整電路中的可控硅模塊，可控硅模塊接一濾波器，從電壓調(diào)整電路的主回路引出電壓及電流信號(hào)反饋信號(hào)端接A/D轉(zhuǎn)換器的模擬量輸入端，過零檢測(cè)電路的過零觸發(fā)信號(hào)輸出端接單片機(jī)的外部中斷源輸入端，定時(shí)器的脈沖信號(hào)輸出端經(jīng)門控電路接驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路和脈沖放大電路相連接，脈沖放大電路的過流信號(hào)反饋端接至單片機(jī)的外部中斷源輸入端。
2.如權(quán)利要求1所述的微機(jī)自動(dòng)控制裝置，其特征在于單片機(jī)為MCS-51系列單片機(jī)，以公知方式和定時(shí)器8253及A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809相連接，ADC0809的IN0接電壓設(shè)電位器W1、IN1、IN2分別接頻率設(shè)定電位器W2、W3。
3.如權(quán)利要求2所述的微機(jī)自動(dòng)控制裝置，其特征在于由運(yùn)放LM324-1正、負(fù)端和LM324-2的負(fù)、正端對(duì)應(yīng)連接，其輸出端分別通過D1、D2和三極管N1連接組成過零檢測(cè)電路，N1集電極作為過零信號(hào)輸出端和MCS-51系列單片機(jī)的外部中斷源輸入口INT0連接。
4.如權(quán)利要求2所述的微機(jī)自動(dòng)控制裝置，其特征在于8253outo口和三極管N3連接，N3通過耦合電客C2和Vmos管V1柵極連接，V1源極接脈沖變壓器T1組成脈沖觸發(fā)電路，T1次級(jí)經(jīng)二極管D6和一可控硅模塊相連接，可控硅模塊接由電感L1、L2、電容C6、C8組成的濾波器組成電壓調(diào)整電路，由接在電壓調(diào)整電路主回路中的電流互感器I和I/V轉(zhuǎn)換器引出與主回路電流相應(yīng)的電流反饋端接ADC0809的輸入端IN3，經(jīng)分壓電阻R17、R18和光耦4N27引出電壓反饋端接ADC0809的輸入端IN4。
5.如權(quán)利要求2或3或4所述的微機(jī)自動(dòng)控制裝置，其特征在于電壓調(diào)整電路的電壓輸出端接由IGBT模塊組成的脈沖放大電路，定時(shí)器8253的輸出端out1經(jīng)門控電路7408-1、7408-2分別通過三極管N11、N7與驅(qū)動(dòng)專用集成電路EXB850-1、EXB850-2連接，8253輸出端out2通過反相器7404-1及一延時(shí)電路，經(jīng)門控電路7408-3、7408-4分別通過三極管N6、N10與驅(qū)動(dòng)集成電路EXB850-3、EXB850-4連接，由EXB850-1---EXB850-4組成的驅(qū)動(dòng)電路以公知方式與IGBI模塊連接，IGBT模塊中管子的過流信號(hào)由EXB850反饋通過光耦器件連接到MCS-51單片機(jī)的外部中斷源輸入口INT0。
專利摘要本實(shí)用新型屬于一種原油脫水微機(jī)自動(dòng)控制裝置，由單片機(jī)、A/D轉(zhuǎn)換器、定時(shí)器、過零檢測(cè)電路、電壓調(diào)整電路、驅(qū)動(dòng)電路、脈沖放大電路組成。根據(jù)設(shè)定的電壓及頻率初值由單片機(jī)控制定時(shí)器產(chǎn)生電壓調(diào)整電路所需的觸發(fā)信號(hào)及驅(qū)動(dòng)電路所需的脈沖信號(hào)，電壓調(diào)整電路供給脈沖放大電路的工作電壓，在驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)下，脈沖放大電路連續(xù)輸出脈沖高壓，此脈沖高壓可以實(shí)現(xiàn)原油的高效脫水工作。本實(shí)用新型主要用于油田及煉油廠的原油脫水，解決了現(xiàn)有脫水工藝效率難以提高的問題。
文檔編號(hào)B01D17/00GK2229293SQ95219078
公開日1996年6月19日 申請(qǐng)日期1995年9月8日 優(yōu)先權(quán)日1995年9月8日
發(fā)明者武超群, 鄧煜 申請(qǐng)人:武超群, 鄧煜