专利名称：在线式原油低含水分析仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种原油含水分析仪，特别涉及一种带有温度、压力、流速补偿功能的在线式原油低含水分析仪，属于原油检测分析仪器技术领域。
背景技术：
目前，市场上普通的在线式测量原油含水分析仪的精度只能达到O.I %。而现在油田原油脱水工艺水平很高，外输净化原油含水率普遍在O. 1% -O. 25%之间，含水超过 O.3%需要及时处理，故精度O. 1%的分析仪其性能就满足不了生产实际的要求。所以研制开发高品质的原油低含水分析仪，将在线含水率测量精度提高到±0. 05%具有可观的社会经济效益。。
发明内容本实用新型的目的在于克服上述技术中存在的不足之处，提供一种结构简单、设计合理，工作稳定，精度高，可靠性高的在线式原油低含水分析仪。为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是由外壳、传感器和以微控制器为核心的信号处理电路组成，信号处理电路包括微控制器，误差补偿单元，输入信号放大整形单元，RS485串行通信单元,液晶显示单元，D/A转化单元和参数置入单元,所述的液晶显示单元同微控制器有信息交换通道，用于显示微控制器输出的信息，所述的RS485串行通信单元同微控制器建立双向信息交换通道，可将原油含水率数据通过RS485总线发送到上位机，所述的输入信号放大整形单元同传感器相连，把接收到的输入信号放大整形后输入到微控制器，所述的D/A转化单元可将微控制器输出的数字信号转换为4 20mA标准电流信号，可与二次仪表相连，所述的参数置入单元与微控制器相连，实现测量参数设置和液晶显示单元显示内容设置，所述的误差补偿单元与微控制器相连，实现对因原油温度、流速和原油压力导致的误差的补偿。本实用新型的优点是I、结构简单、设计合理，维修率低，可在线检修，工作稳定可靠；2、高精度的连续在线测量，测量范围0 3%，精度达到士0.05% ；3、本身具有温度，压力，流速误差补偿能力；4、现场数字显示，读数直观准确；5、4 20mA标准电流信号输出，具备串行通讯功能。

图I是本实用新型工作原理框图；图2是RS485串行通信单元电路；图3是参数置入单元电路；图4是液晶显示单元电路；[0015]图5是D/A转化单元电路；图6是误差补偿单元电路；图7是输入信号放大整形单元电路。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细描述。由图I-图7可知，本实用新型由外壳、传感器和以微控制器为核心的信号处理电路组成，信号处理电路包括微控制器9，误差补偿单元8，输入信号放大整形单元10，RS485 串行通信单元2,液晶显示单元5, D/A转化单元6和参数置入单元3,所述的液晶显示单元 5同微控制器9有信息交换通道，用于显示微控制器9输出的信息，所述的RS485串行通信单元2同微控制器9建立双向信息交换通道，可将原油含水率数据通 过RS485总线发送到上位机，所述的输入信号放大整形单元10同传感器相连，把接收到的输入信号I放大整形后输入到微控制器9，所述的D/A转化单元6可将微控制器9输出的数字信号转换为4 20mA标准电流信号，可与二次仪表相连，所述的参数置入单元3与微控制器9相连，实现测量参数设置和液晶显示单元5显示内容设置，所述的误差补偿单元8与微控制器9相连，实现对因原油温度、流速和原油压力导致的误差的补偿。所述微控制器9采用的型号为C8051F020。所述的输入信号放大整形单元10由运算放大器U5、U6、电阻RlO R18，电容C10、 C1UC12和施密特触发反相器U9组成，其中两个运算放大器U5、U6实现信号的两级放大。所述的误差补偿单元8通过获取内置在原油中的温度、压力和流速传感器的输出信号7，传递给微控制器，而实现对原油含水率因温度、压力和流速变化而引起的误差的补
\-ΖΧ ο所述的参数置入单元3采用键盘置入参数的方法，在线式原油低含水分析仪上设置有按键，分别完成参数设置、数字加减、数字移位、参数确认及显示转换的功能。本实用新型在线式原油低含水分析仪由外壳、传感器和以微控制器为核心的信号处理电路组成，通过对传感器输出信号的智能处理，显示出原油的含水率，信号处理电路由微控制器9，误差补偿单元8，输入信号放大整形单元10，RS485串行通信单元2，液晶显示单元5，D/A转化单元6和参数置入单元3组成，液晶显示单元5同微控制器9有信息交换通道，用于显示微控制器9输出的信息，RS485串行通信单元2同微控制器9建立双向信息交换通道，可将原油含水率数据通过RS485总线发送到上位机；输入信号放大整形单元10同传感器相连，把接收到的输入信号I放大整形后输入到微控制器9，D/A转化单元6可将微控制器9输出的数字信号转换为4 20mA标准电流信号，实现模拟输出，与其他仪表相连； 参数置入单元3与微控制器9相连，实现测量参数设置和液晶显示单元5显示内容设置，误差补偿单元8与微控制器9相连，实现对因原油温度、流速和原油压力导致的误差的补偿。微控制器9采用的型号为C8051F020单片机，作为信号处理电路的核心。输入信号放大整形单元10可采用下述设计方案它包括两个运算放大器U5，U6，电阻RlO R18， 电容ClO C12和一个施密特触发反相器U9。其中两个由运算放大器U5，U6实现信号的两级放大，施密特触发反相器U9把信号整形为矩形波后输入微控制器9。误差补偿单元8 通过获取内置在原油中的温度、压力和流速传感器的输出信号7，传递给微控制器，而实现对原油含水率因温度、压力和流速变化而引起的误差的补偿。参数置入单元3采用键盘置入参数的方法，在键盘上设置了五个键，分别完成参数设置、数字加减、数字移位、参数确认及显示转换的功能。
本实用新型采用了基于C8051F020单片机的嵌入式技术，设计了一个完整的、独立运行的在线式原油低含水分析仪，实现了对原油低含水率的自动精确测量。本实用新型工作时，依靠输入信号放大整形单兀10把输入信号放大整形为矩形波后输入到C8051F020 单片机，同时单片机会采样误差补偿单元3传递来的由原油温度、压力、流速引起的误差。 单片机在获得以上数据后会按照特定的程序计算得出精度达到±0. 05%的原油低含水率， 并可以直接利用仪器本身自带的液晶显示单元5实时显示原油低含水率，同时可以通过 RS485串行通信单元2把低含水率信息传递给上位机或总站，还可以通过D/A转化单元6 把C8051F020单片机输出的数字信号转换为4 20mA标准电流信号，可直接与其他仪表相连。另外通过在线式原油低含水分析仪上设置的按键，可以根据工作环境分别完成参数设置、数字加减、数字移位、参数确认及显示转换的功能。
权利要求1.一种在线式原油低含水分析仪，由外壳、传感器和以微控制器为核心的信号处理电路组成，其特征在于信号处理电路包括微控制器(9)，误差补偿单元(8)，输入信号放大整形单元(10)，RS485串行通信单元(2)，液晶显示单元(5)，D/A转化单元(6)和参数置入单元(3)，所述的液晶显示单元(5)同微控制器(9)有信息交换通道，用于显示微控制器(9) 输出的信息，所述的RS485串行通信单元(2)同微控制器(9)建立双向信息交换通道，可将原油含水率数据通过RS485总线发送到上位机，所述的输入信号放大整形单元(10)同传感器相连，把接收到的输入信号(I)放大整形后输入到微控制器(9)，所述的D/A转化单元(6)可将微控制器(9)输出的数字信号转换为4 20mA标准电流信号,可与二次仪表相连， 所述的参数置入单元(3)与微控制器(9)相连，实现测量参数设置和液晶显示单元(5)显示内容设置，所述的误差补偿单元(8)与微控制器(9)相连，实现对因原油温度、流速和原油压力导致的误差的补偿。
2.根据权利要求I所述的在线式原油低含水分析仪，其特征在于所述微控制器(9) 采用的型号为C8051F020。
3.根据权利要求I所述的在线式原油低含水分析仪，其特征在于所述的输入信号放大整形单元(10)由运算放大器U5、U6、电阻RlO R18，电容CIO、Cll、C12和施密特触发反相器U9组成，其中两个运算放大器U5、U6实现信号的两级放大。
4.根据权利要求I所述的在线式原油低含水分析仪，其特征在于所述的误差补偿单元(8)通过获取内置在原油中的温度、压力和流速传感器的输出信号(7)，传递给微控制器，而实现对原油含水率因温度、压力和流速变化而引起的误差的补偿。
5.根据权利要求I所述的在线式原油低含水分析仪，其特征在于所述的参数置入单元(3)采用键盘置入参数的方法，在线式原油低含水分析仪上设置有按键，分别完成参数设置、数字加减、数字移位、参数确认及显示转换的功能。
专利摘要本实用新型涉及一种在线式原油低含水分析仪，由外壳、传感器和以微控制器为核心的信号处理电路组成，通过对传感器输出信号的智能处理，显示出原油的低含水率，信号处理电路包括微控制器，误差补偿单元，输入信号放大整形单元，RS485串行通信单元，液晶显示单元，D/A转化单元和参数置入单元，液晶显示单元、RS485串行通信单元接口、D/A转化单元同微控制器有信息交换通道，可将原油低含水率数据显示出来或输送到其他设备，误差补偿单元与微控制器相连，可以实现对误差的补偿。本实用型提供一种结构简单、设计合理，工作稳定，精度高，可靠性高的在线式原油低含水分析仪。
文档编号G01N33/28GK202486129SQ20112049214
公开日2012年10月10日 申请日期2011年12月2日 优先权日2011年12月2日
发明者姜海涛, 张玉茹, 时丹丹, 李云, 李俊玲, 李恩临, 苏晓东, 赵明, 闫新男 申请人:哈尔滨商业大学