[其他]雙介質模糊界面超聲檢測儀

無效

• 申請號: 87217250
• 申請日: 1987-12-29
• 公開（公告）號: CN87217250U
• 公開（公告）日: 1988-10-26
• 發明（設計）人: 何毓寧
• 申請（專利權）人: 河南省科學院科研器材廠
• 主分類號: G01N29/02
• 分類號: G01N29/02
• 代理公司: 河南省科學院專利事務所
• 代理人: 韓天寶,祁熙文

一種雙介質模糊界面超聲檢測儀涉及一種測量儀器，特別是涉及一種以采用超聲波振動為特征，用線性尺寸來表示測量位置的測量儀器。主要用來檢測油／水界面的位置，也可以用來測量其它介質的界面。

油田中后期生產中，大都面臨著將開采出來的原油和水進行分離這一難題。油田脫水站的油／水分離罐中，上部為油，下部為水，在一邊進行含水原油注入，一邊進行油水分離的動態運行期間，油水界面呈模糊狀態，是一個較厚的過渡帶。為檢測這種界面，從而實現脫水自動化，減少原油損失，提高原油質量，人們曾嘗試過浮球法、電容法、微壓差法、射線法等。但是效果均不理想，主要是由于油污水垢的沾污、復雜而模糊的交界面給檢測帶來了極大的困難。為此，我國的油田（尤其是大慶油田）生產受到了很大影響。

本發明的目的在于提供一種雙介質模糊界面超聲檢測儀，更具體的目的是提供一種能在油田原油脫水工藝中長期穩定工作的油／水界面超聲檢測儀，從而實現原油脫水自動化。

本發明依據的原理是：兩種密度不同的介質，對超聲波的吸收率不同；在密度不同的介質里，超聲波的傳播速度也不相同。建立一個由超聲波換能器探頭與超聲波反射板構成的檢測空間，當介質的界面在此空間上下移動（包括介質界面移動到檢測空間之外的特殊情況）時，回波信號的延遲時間與幅度均有相應變化，此變化經信號判別電路與給定的比較信號進行判別，即可作出“是”或“非”的響應，輸出不同的控制信號，去控制電控閥門的開啟或閉合，從而達到調節被檢測容器內的介質界面在設定的位置附近變化的目的。

本發明是通過以下設計方案來實現的：觸發電路在開機后就以一定周期不斷發出觸發信號，采用的低電壓電源的超聲頻脈沖信號發生器受觸發后即向超聲波換能器提供與換能器自然頻率一致的高頻衰減振蕩脈沖信號，超聲波換能器探頭即發射超聲波束，該超聲波束有足夠的能量穿透容器壁進入介質，遇反射板（該反射板位置可調）后被反射回來，并為原發射探頭（即超聲波換能器探頭）接收，再通過換能器轉換為電信號，電信號進入回波接收電路，經放大整形后再進入信號判別電路，與既定的比較信號，從延遲時間和（或）信號幅度方面進行比較判別，從而使信號判別電路輸出“是”或“非”的開關信號。這里的開關信號可以是突變的階梯信號，也可以是緩變的線性信號，前者可以使電控閥門很快地開啟或關閉，后者可以緩慢地改變電控閥門的開啟度。

發明所采用的低電源電壓超聲波脈沖信號發生器已由本申請人另案提出了專利申請。其特點是采用低的直流電壓源，以電感為主要儲能元件。

本發明所提供的超聲檢測儀有以下主要優點：（1）既能檢測模糊界面，又可檢測清晰界面，適用范圍廣；（2）采用低電壓電源工作方式（十幾伏到幾十伏），電路內部無高壓，符合某些特殊場合的防爆要求；（3）共容性強，可以方便地與被控機電系統聯機工作；（4）能在比較惡劣的環境條件（露天、高溫、低溫等）和比較復雜的內部介質條件（油污、水垢、腐蝕性等）下長期穩定工作；（5）成本低。

下面結合附圖，給出本發明的實施例。

圖1為本發明的一個實施例，其中1為直流電源，2為超聲波換能器，3為反射板，4為回波接收電路，5為時間／幅度雙重信號判別電路，6為觸發電路，7為輸出積分電路，8為低電源電壓超聲頻脈沖信號發生器，9為延時電路。

附圖2為本發明的一個應用舉例，其中10為本發明超聲檢測儀（超聲波換能器（2）和反射板（3）除外），11為出水口的電控閥門，12為油／水分離罐，13為水，14為原油，15為油水共溶的模糊界面。

附圖3為本發明的一個實施例的電氣原理圖，其與附圖1的對應部分由虛線大致框出。