專(zhuān)利名稱(chēng)：電容傳感器非均勻探頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電容傳感器非均勻探頭，用于測(cè)量原油含水率。
利用超高頻電磁波諧振技術(shù)測(cè)量原油含水率的主要部件是敏感探頭，當(dāng)原油的含水率變化時(shí)，探頭電容量隨之改變，實(shí)現(xiàn)了諧振回路的振蕩頻率受含水率調(diào)諧。曾有中國(guó)專(zhuān)利“井下找水儀的超高頻傳感器(ZL87201552.1)”，其敏感探頭采用沿用至今的同軸式電容器，經(jīng)實(shí)踐證明，當(dāng)水為連續(xù)相時(shí)，輸出信號(hào)隨地層水礦化度的增加而增大，使測(cè)量結(jié)果的相對(duì)誤差大到30％左右，失去實(shí)用前景。
本發(fā)明的目的是要提供一種電容傳感器的非均勻探頭，使地層水礦化度對(duì)輸出信號(hào)的影響減小到接近零。
實(shí)驗(yàn)證明，電容傳感器非均勻探頭的輸出信號(hào)受礦化度的影響可以通過(guò)調(diào)整介質(zhì)套厚度及其沿軸向的相對(duì)長(zhǎng)度來(lái)調(diào)節(jié)，因此選擇正確的介質(zhì)套結(jié)構(gòu)參數(shù)，可消除礦化度對(duì)輸出信號(hào)的影響。所以在設(shè)計(jì)了與傳感電路相匹配的探頭結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)電極外介質(zhì)套的合理結(jié)構(gòu)和尺寸是本發(fā)明的技術(shù)關(guān)鍵。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，將電極的外介質(zhì)套設(shè)計(jì)成凸臺(tái)形，即電極頂端部分的介質(zhì)套直徑稍小，稱(chēng)為薄層，中間部分介質(zhì)套直徑稍大，稱(chēng)為厚層，介質(zhì)套的另一端與傳感器連接套固定在一起。設(shè)厚層的直徑為a，長(zhǎng)度為h，設(shè)薄層的直徑為b，長(zhǎng)度為c，設(shè)電極頂端的介質(zhì)層厚度為d。則電極介質(zhì)套的結(jié)構(gòu)尺寸按下列比式確定b∶a＝8∶9，d∶e＝1∶10，c∶h＝3∶5。
附圖
是依據(jù)本發(fā)明所提供的電容傳感器非均勻探頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中，1-連接套，傳感器電路總成，3-介質(zhì)套，4-單導(dǎo)體電極。a為介質(zhì)套厚層直徑，b為介質(zhì)套薄層外徑，c為介質(zhì)套薄層長(zhǎng)度，d為電極頂端介質(zhì)層的厚度，e為介質(zhì)套的總長(zhǎng)度，f為介質(zhì)套與連接套固定部分長(zhǎng)度，h為介質(zhì)套厚層的長(zhǎng)度。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)及其尺寸確定。
本發(fā)明的技術(shù)關(guān)鍵是在完成了電容傳感器的設(shè)計(jì)后，如何確定合理的電極介質(zhì)套結(jié)構(gòu)及尺寸，使介質(zhì)層表面不再等電位，而是沿軸向有一定的電位差，使得地層水礦化度對(duì)探頭輸出信號(hào)的影響減小到零。本發(fā)明所提供的方法是將介質(zhì)套設(shè)計(jì)為凸臺(tái)形結(jié)構(gòu)，即一端較細(xì)，中間較粗，另一端通過(guò)連接套1與傳感器固定。介質(zhì)套3較粗部分稱(chēng)為厚層，其直徑a與連接套1的直徑相同，為已知值，介質(zhì)套3的總長(zhǎng)度e等于電極的總長(zhǎng)度，也為已知值，介質(zhì)套3與連接套1固定部分的長(zhǎng)度f(wàn)亦為已知值。介質(zhì)套3的結(jié)構(gòu)尺寸按下列比式來(lái)確定b∶a＝8∶9，d∶e＝1∶10，c∶h＝3∶5，從以上分析，不難確定介質(zhì)套的結(jié)構(gòu)參數(shù)b、c、d。如實(shí)施例，井下找水儀的傳感器，其外徑為25mm，電極總長(zhǎng)度為85mm，介質(zhì)套與連接套固定部分的長(zhǎng)度為27mm，根據(jù)b∶a＝8∶9，d∶e＝1∶10，c∶h＝3∶5，此時(shí)已知，a＝25mm，e＝85mm，f＝27mm，則b＝(8∶9)*a＝22.2mm，d＝(1∶10)*e＝8.5mm，從式c+h+f＝e和c∶h＝3∶5可以求出c＝21.7mm，h＝36.3mm。
權(quán)利要求
一種電容傳感器非均勻探頭，由電路總成、單導(dǎo)體電極、介質(zhì)套、連接套等組成，其特征是，介質(zhì)套設(shè)計(jì)成凸臺(tái)形結(jié)構(gòu)，即一端較細(xì)，中間較粗，較粗部分為厚層，其直徑a與連接套的直徑相同，較細(xì)部分為薄層，其直徑b按b∶a＝8∶9確定；電極頂端的介質(zhì)層厚度d∶介質(zhì)套總長(zhǎng)度e＝1∶10；薄層長(zhǎng)度c∶厚層長(zhǎng)度h＝3∶5。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種電容傳感器非均勻探頭,用于原油含水率的測(cè)量及其他需要測(cè)濕的場(chǎng)合,它能消除地層水礦化度對(duì)輸出信號(hào)的影響。其技術(shù)關(guān)鍵是利用不同的介質(zhì)厚度來(lái)調(diào)整介質(zhì)層中的電位降落,使介質(zhì)層表面不再等電位,而是沿軸向有一定的電位差。這一目的是通過(guò)將介質(zhì)套設(shè)計(jì)成凸臺(tái)形,即一端較薄,中間較厚來(lái)實(shí)現(xiàn)。介質(zhì)套的結(jié)構(gòu)參數(shù)是這樣確定的:薄層的直徑b∶厚層的直徑a=8∶9,薄層的長(zhǎng)度c∶厚層的長(zhǎng)度h=3∶5,電極頂端介質(zhì)層厚度d∶介質(zhì)套總長(zhǎng)度e=1∶10。
文檔編號(hào)G01N27/22GK1186236SQ9611415
公開(kāi)日1998年7月1日 申請(qǐng)日期1996年12月27日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月27日
發(fā)明者黃正華 申請(qǐng)人:石油大學(xué)(華東)