[實用新型]一種用于檢測油水分界面的傳感器

有效

• 申請號: 201420402020.7
• 申請日: 2014-07-21
• 公開（公告）號: CN204027650U
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: 來躍深;秦上峰;李剛;齊忠霞;唐博;尚雅層;田軍委;張飛;龐歲社
• 申請（專利權）人: 西安工業大學
• 主分類號: G01F23/26
• 分類號: G01F23/26
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務所有限公司 61114
• 代理人: 黃秦芳

技術領域

本實用新型涉及電容傳感器領域，具體涉及一種用于檢測油水分界面的傳感器。

背景技術

在原油生產過程中，從油井中開采出來的原油是含有一定水分的，需要輸送到原油儲罐中進行油水分離。由于油和水的比重不同，原油中的水分會沉降在油罐底部，油則會浮在油罐上部，從而就形成了油水分界面。為了實現對油/水分離過程的檢測與控制，需對油水界面及其分離程度進行準確地在線測量。由于油水分離罐中原油與水界面的復雜性，采用傳統的電容傳感器想要達到較理想的檢測精度比較困難。而如今國內很多油田依然采用人工標尺的方法進行檢測，效率低、勞動強度大、安全性低同時精度也比較低。因此針對國內原油的生產特點，開發和研制出適合國內原油分離中應用的油水界面在線檢測設備差分相含率電容傳感器來精確檢測出油水分界面，對于石油產業有著重大的社會意義和經濟意義。

發明內容

本實用新型為了解決上述背景技術中的不足之處，提供一種用于檢測油水分界面的傳感器，能夠精確檢測出油水分界面，對于石油產業有著重大的社會意義和經濟意義，并且效率高、勞動強度小、安全性高。

為實現上述目的，本實用新型用的技術方案為：一種用于檢測油水分界面的傳感器，包括內空心銅柱和外空心銅柱，其特殊之處在于：所述電容傳感器為兩個，分為上部傳感器和下部傳感器，上部傳感器設置有上端蓋，下部傳感器設置有下端蓋，上部傳感器的下部和下部傳感器的上部與中間端蓋連接；所述內空心銅柱的外壁作為內電極；所述外空心銅柱的內壁作為外電極；

所述上部電容傳感器的內電極中的填充物采取密度小于原油的材料，所述下部電容傳感器的內電極中的填充物采取密度大于水的材料；

所述上下端蓋及中間端蓋的中間均設有原油出入口。

所述上端蓋，中間端蓋和下端蓋之間通過四根螺釘貫通固定連接。

所述中間端蓋由上下兩個端蓋緊密拼接組成。

與現有技術相比，本實用新型具有的優點和效果如下：

該傳感器利用油水介電常數的差異較大來辨別出油水介質。其優點既繼承了電容傳感器的高精度、高分辨率、靈敏度高、對環境適應能力強等特點，又在結構上創新地采用雙傳感器組合、差分輸出信號，方便而準確地檢測出上下液體的介電常數之差，該差越大，說明分離程度越高，同時確定了油水界面；常用填充材料使其可以自動地停留在分離器內油水界面。這是其他檢測裝備無法比擬的優越性。

附圖說明：

圖1是本實用新型的結構示意圖；

圖2是本實用新型的剖視圖；

圖3為本實用新型的俯視圖；

圖4為實施例的結構示意圖。

附圖說明：1-上端蓋，2-下端蓋，3-中間端蓋，4-外空心銅柱，5-內空心銅柱，6-螺釘，7-原油出入口。

具體實施方式

參見圖1，圖2和圖3，一種用于檢測油水分界面的傳感器，包括電容傳感器，電容傳感器包括內空心銅柱5和外空心銅柱4，所述電容傳感器為兩個，分為上部傳感器和下部傳感器，上部傳感器設置有上端蓋1，下部傳感器設置有下端蓋2，上部傳感器的下部和下部傳感器的上部均通過中間端蓋3連接。所述上部電容傳感器的內電極中的填充物采取密度小于原油的材料，比如空氣；所述下部電容傳感器的內電極中的填充物采取密度大于水的材料，比如鉛塊；所述上下端蓋及中間端蓋3的中間均設有原油出入口7。上端蓋1，中間端蓋3和下端蓋2用四根螺釘6固定連接。

本實用新型的使用原理是：電容傳感器的基本工作原理是基于被測電介質介電常數的變化可以轉化為電容量變化的這一特特性。在一定條件相同下,讓混合油液流經一個電容傳感器,不同品質（相含率）的油液作為電容器的中間介質時,所形成的電容值必然不同。考慮到測量對象是回路中的油液,為了與油液回路連接方便,本實用新型中的電容傳感器根據常規設計方法制為同心圓柱型，加工較為方便，內空心銅柱5的外壁作為內電極,外空心銅柱4的內壁作為外電極。油液從內外空心銅柱（傳感器兩極）之間流過,圓柱形電容傳感器的電容值反映了油液的介電常數。

通過上下兩個電容器所檢測出的介電常數的差別即可知道油水分離的程度。一，當檢測出上下介電常數的差值很大，說明分離的效果很好形成了油水分界面，完成了油水兩相分離。二，當檢測出上下介電常數的差別很小，說明傳感器在水層或油層或乳化層，同時油水兩相未分離未形成油水分界面。三，當檢測出上下介電常數的差別不大，說明油水兩相開始分離但未形成清晰的分界面需繼續分離。