專利名稱：在線式原油低含水分析儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種原油含水分析儀，特別涉及一種帶有溫度、壓力、流速補(bǔ)償功能的在線式原油低含水分析儀，屬于原油檢測分析儀器技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，市場上普通的在線式測量原油含水分析儀的精度只能達(dá)到O.I %。而現(xiàn)在油田原油脫水工藝水平很高，外輸凈化原油含水率普遍在O. 1% -O. 25%之間，含水超過 O.3%需要及時(shí)處理，故精度O. 1%的分析儀其性能就滿足不了生產(chǎn)實(shí)際的要求。所以研制開發(fā)高品質(zhì)的原油低含水分析儀，將在線含水率測量精度提高到±0. 05%具有可觀的社會經(jīng)濟(jì)效益。。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述技術(shù)中存在的不足之處，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)合理，工作穩(wěn)定，精度高，可靠性高的在線式原油低含水分析儀。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是由外殼、傳感器和以微控制器為核心的信號處理電路組成，信號處理電路包括微控制器，誤差補(bǔ)償單元，輸入信號放大整形單元，RS485串行通信單元,液晶顯示單元，D/A轉(zhuǎn)化單元和參數(shù)置入單元,所述的液晶顯示單元同微控制器有信息交換通道，用于顯示微控制器輸出的信息，所述的RS485串行通信單元同微控制器建立雙向信息交換通道，可將原油含水率數(shù)據(jù)通過RS485總線發(fā)送到上位機(jī)，所述的輸入信號放大整形單元同傳感器相連，把接收到的輸入信號放大整形后輸入到微控制器，所述的D/A轉(zhuǎn)化單元可將微控制器輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為4 20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號，可與二次儀表相連，所述的參數(shù)置入單元與微控制器相連，實(shí)現(xiàn)測量參數(shù)設(shè)置和液晶顯示單元顯示內(nèi)容設(shè)置，所述的誤差補(bǔ)償單元與微控制器相連，實(shí)現(xiàn)對因原油溫度、流速和原油壓力導(dǎo)致的誤差的補(bǔ)償。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是I、結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)合理，維修率低，可在線檢修，工作穩(wěn)定可靠；2、高精度的連續(xù)在線測量，測量范圍0 3%，精度達(dá)到士0.05% ；3、本身具有溫度，壓力，流速誤差補(bǔ)償能力；4、現(xiàn)場數(shù)字顯示，讀數(shù)直觀準(zhǔn)確；5、4 20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號輸出，具備串行通訊功能。

圖I是本實(shí)用新型工作原理框圖；圖2是RS485串行通信單元電路；圖3是參數(shù)置入單元電路；圖4是液晶顯示單元電路；[0015]圖5是D/A轉(zhuǎn)化單元電路；圖6是誤差補(bǔ)償單元電路；圖7是輸入信號放大整形單元電路。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述。由圖I-圖7可知，本實(shí)用新型由外殼、傳感器和以微控制器為核心的信號處理電路組成，信號處理電路包括微控制器9，誤差補(bǔ)償單元8，輸入信號放大整形單元10，RS485 串行通信單元2,液晶顯示單元5, D/A轉(zhuǎn)化單元6和參數(shù)置入單元3,所述的液晶顯示單元 5同微控制器9有信息交換通道，用于顯示微控制器9輸出的信息，所述的RS485串行通信單元2同微控制器9建立雙向信息交換通道，可將原油含水率數(shù)據(jù)通 過RS485總線發(fā)送到上位機(jī)，所述的輸入信號放大整形單元10同傳感器相連，把接收到的輸入信號I放大整形后輸入到微控制器9，所述的D/A轉(zhuǎn)化單元6可將微控制器9輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為4 20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號，可與二次儀表相連，所述的參數(shù)置入單元3與微控制器9相連，實(shí)現(xiàn)測量參數(shù)設(shè)置和液晶顯示單元5顯示內(nèi)容設(shè)置，所述的誤差補(bǔ)償單元8與微控制器9相連，實(shí)現(xiàn)對因原油溫度、流速和原油壓力導(dǎo)致的誤差的補(bǔ)償。所述微控制器9采用的型號為C8051F020。所述的輸入信號放大整形單元10由運(yùn)算放大器U5、U6、電阻RlO R18，電容C10、 C1UC12和施密特觸發(fā)反相器U9組成，其中兩個(gè)運(yùn)算放大器U5、U6實(shí)現(xiàn)信號的兩級放大。所述的誤差補(bǔ)償單元8通過獲取內(nèi)置在原油中的溫度、壓力和流速傳感器的輸出信號7，傳遞給微控制器，而實(shí)現(xiàn)對原油含水率因溫度、壓力和流速變化而引起的誤差的補(bǔ)
\-ΖΧ ο所述的參數(shù)置入單元3采用鍵盤置入?yún)?shù)的方法，在線式原油低含水分析儀上設(shè)置有按鍵，分別完成參數(shù)設(shè)置、數(shù)字加減、數(shù)字移位、參數(shù)確認(rèn)及顯示轉(zhuǎn)換的功能。本實(shí)用新型在線式原油低含水分析儀由外殼、傳感器和以微控制器為核心的信號處理電路組成，通過對傳感器輸出信號的智能處理，顯示出原油的含水率，信號處理電路由微控制器9，誤差補(bǔ)償單元8，輸入信號放大整形單元10，RS485串行通信單元2，液晶顯示單元5，D/A轉(zhuǎn)化單元6和參數(shù)置入單元3組成，液晶顯示單元5同微控制器9有信息交換通道，用于顯示微控制器9輸出的信息，RS485串行通信單元2同微控制器9建立雙向信息交換通道，可將原油含水率數(shù)據(jù)通過RS485總線發(fā)送到上位機(jī)；輸入信號放大整形單元10同傳感器相連，把接收到的輸入信號I放大整形后輸入到微控制器9，D/A轉(zhuǎn)化單元6可將微控制器9輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為4 20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號，實(shí)現(xiàn)模擬輸出，與其他儀表相連； 參數(shù)置入單元3與微控制器9相連，實(shí)現(xiàn)測量參數(shù)設(shè)置和液晶顯示單元5顯示內(nèi)容設(shè)置，誤差補(bǔ)償單元8與微控制器9相連，實(shí)現(xiàn)對因原油溫度、流速和原油壓力導(dǎo)致的誤差的補(bǔ)償。微控制器9采用的型號為C8051F020單片機(jī)，作為信號處理電路的核心。輸入信號放大整形單元10可采用下述設(shè)計(jì)方案它包括兩個(gè)運(yùn)算放大器U5，U6，電阻RlO R18， 電容ClO C12和一個(gè)施密特觸發(fā)反相器U9。其中兩個(gè)由運(yùn)算放大器U5，U6實(shí)現(xiàn)信號的兩級放大，施密特觸發(fā)反相器U9把信號整形為矩形波后輸入微控制器9。誤差補(bǔ)償單元8 通過獲取內(nèi)置在原油中的溫度、壓力和流速傳感器的輸出信號7，傳遞給微控制器，而實(shí)現(xiàn)對原油含水率因溫度、壓力和流速變化而引起的誤差的補(bǔ)償。參數(shù)置入單元3采用鍵盤置入?yún)?shù)的方法，在鍵盤上設(shè)置了五個(gè)鍵，分別完成參數(shù)設(shè)置、數(shù)字加減、數(shù)字移位、參數(shù)確認(rèn)及顯示轉(zhuǎn)換的功能。
本實(shí)用新型采用了基于C8051F020單片機(jī)的嵌入式技術(shù)，設(shè)計(jì)了一個(gè)完整的、獨(dú)立運(yùn)行的在線式原油低含水分析儀，實(shí)現(xiàn)了對原油低含水率的自動精確測量。本實(shí)用新型工作時(shí)，依靠輸入信號放大整形單兀10把輸入信號放大整形為矩形波后輸入到C8051F020 單片機(jī)，同時(shí)單片機(jī)會采樣誤差補(bǔ)償單元3傳遞來的由原油溫度、壓力、流速引起的誤差。 單片機(jī)在獲得以上數(shù)據(jù)后會按照特定的程序計(jì)算得出精度達(dá)到±0. 05%的原油低含水率， 并可以直接利用儀器本身自帶的液晶顯示單元5實(shí)時(shí)顯示原油低含水率，同時(shí)可以通過 RS485串行通信單元2把低含水率信息傳遞給上位機(jī)或總站，還可以通過D/A轉(zhuǎn)化單元6 把C8051F020單片機(jī)輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為4 20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號，可直接與其他儀表相連。另外通過在線式原油低含水分析儀上設(shè)置的按鍵，可以根據(jù)工作環(huán)境分別完成參數(shù)設(shè)置、數(shù)字加減、數(shù)字移位、參數(shù)確認(rèn)及顯示轉(zhuǎn)換的功能。
權(quán)利要求1.一種在線式原油低含水分析儀，由外殼、傳感器和以微控制器為核心的信號處理電路組成，其特征在于信號處理電路包括微控制器(9)，誤差補(bǔ)償單元(8)，輸入信號放大整形單元(10)，RS485串行通信單元(2)，液晶顯示單元(5)，D/A轉(zhuǎn)化單元(6)和參數(shù)置入單元(3)，所述的液晶顯示單元(5)同微控制器(9)有信息交換通道，用于顯示微控制器(9) 輸出的信息，所述的RS485串行通信單元(2)同微控制器(9)建立雙向信息交換通道，可將原油含水率數(shù)據(jù)通過RS485總線發(fā)送到上位機(jī)，所述的輸入信號放大整形單元(10)同傳感器相連，把接收到的輸入信號(I)放大整形后輸入到微控制器(9)，所述的D/A轉(zhuǎn)化單元(6)可將微控制器(9)輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為4 20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號,可與二次儀表相連， 所述的參數(shù)置入單元(3)與微控制器(9)相連，實(shí)現(xiàn)測量參數(shù)設(shè)置和液晶顯示單元(5)顯示內(nèi)容設(shè)置，所述的誤差補(bǔ)償單元(8)與微控制器(9)相連，實(shí)現(xiàn)對因原油溫度、流速和原油壓力導(dǎo)致的誤差的補(bǔ)償。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的在線式原油低含水分析儀，其特征在于所述微控制器(9) 采用的型號為C8051F020。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的在線式原油低含水分析儀，其特征在于所述的輸入信號放大整形單元(10)由運(yùn)算放大器U5、U6、電阻RlO R18，電容CIO、Cll、C12和施密特觸發(fā)反相器U9組成，其中兩個(gè)運(yùn)算放大器U5、U6實(shí)現(xiàn)信號的兩級放大。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的在線式原油低含水分析儀，其特征在于所述的誤差補(bǔ)償單元(8)通過獲取內(nèi)置在原油中的溫度、壓力和流速傳感器的輸出信號(7)，傳遞給微控制器，而實(shí)現(xiàn)對原油含水率因溫度、壓力和流速變化而引起的誤差的補(bǔ)償。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的在線式原油低含水分析儀，其特征在于所述的參數(shù)置入單元(3)采用鍵盤置入?yún)?shù)的方法，在線式原油低含水分析儀上設(shè)置有按鍵，分別完成參數(shù)設(shè)置、數(shù)字加減、數(shù)字移位、參數(shù)確認(rèn)及顯示轉(zhuǎn)換的功能。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種在線式原油低含水分析儀，由外殼、傳感器和以微控制器為核心的信號處理電路組成，通過對傳感器輸出信號的智能處理，顯示出原油的低含水率，信號處理電路包括微控制器，誤差補(bǔ)償單元，輸入信號放大整形單元，RS485串行通信單元，液晶顯示單元，D/A轉(zhuǎn)化單元和參數(shù)置入單元，液晶顯示單元、RS485串行通信單元接口、D/A轉(zhuǎn)化單元同微控制器有信息交換通道，可將原油低含水率數(shù)據(jù)顯示出來或輸送到其他設(shè)備，誤差補(bǔ)償單元與微控制器相連，可以實(shí)現(xiàn)對誤差的補(bǔ)償。本實(shí)用型提供一種結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)合理，工作穩(wěn)定，精度高，可靠性高的在線式原油低含水分析儀。
文檔編號G01N33/28GK202486129SQ20112049214
公開日2012年10月10日 申請日期2011年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月2日
發(fā)明者姜海濤, 張玉茹, 時(shí)丹丹, 李云, 李俊玲, 李恩臨, 蘇曉東, 趙明, 閆新男 申請人:哈爾濱商業(yè)大學(xué)