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高精度在线式原油含水率检测仪设计研究
摘要
本文介绍了一款高精度在线式原油含水率检测仪的设计研究。该检测仪有效地解决了原油含水率检测的精度问题，具有多项优点，包括高精度、在线检测、自动化和实时输出等。本研究所提出的检测仪可以广泛应用于石油化工行业中的原油生产、分输、储存等环节，具有较高的实用性和推广价值。
关键词：原油含水率；在线式检测；自动化；高精度
Abstract
Thispaperintroducesadesignandresearchofahigh-precisiononlinecrudeoilwatercontentdetector.Thedetectoreffectivelysolvestheproblemofprecisionincrudeoilwatercontentdetection,andhasmanyadvantages,includinghighprecision,onlinedetection,automation,andreal-timeoutput.Thedetectorproposedinthisstudycanbewidelyusedincrudeoilproduction,transportation,storageandotherlinksinthepetrochemicalindustry,withhighpracticabilityandpromotionvalue.
Keywords:Crudeoilwatercontent;Onlinedetection;Automation;Highprecision
导言
原油含水率作为石油产品质量的重要指标，对石油化工行业具有极为重要的意义。其中，含水率高低会直接影响石油产品的质量，因此，在生产、分输、储存等环节中，对原油含水率的检测显得尤为关键。目前，原油含水率主要通过化学分析进行检测，但是，这种方法存在着精度低、时间长、无法实现在线检测等问题，无法满足实际生产需要。因此，如何提高原油含水率检测的精度，成为当前亟待解决的问题。
本文基于此，设计了一款高精度在线式原油含水率检测仪，通过对检测仪的组成、检测原理、系统设计等进行详细论述，进一步阐明了该检测仪的实用价值。
一、检测仪的组成
本文所设计的高精度在线式原油含水率检测仪主要由以下部分组成：样品采集系统、反应器、检测系统、电气控制系统。其中，
1.样品采集系统：负责实时采集待检油水混合物样品，以获取待检样品的实际含水率，该系统由样品采集器（包括采集管和样品夹）、样品输送线（包括加压泵、高压管道、阀门、远程控制系统等）组成。其中，样品采集管和样品夹负责对待检样品进行精准采集，高压管道和加压泵则负责将样品送至反应器中。
2.反应器：负责对待检样品进行油水分离反应，所选用的反应器需要具有较高的精确度和稳定性，以确保检测数据的可靠性。
3.检测系统：负责对反应器中的油水样品进行检测，该检测系统主要由高精度电子天平、红外光谱仪以及数据处理系统等组成。其中，高精度电子天平可以对油水混合物进行分离，进而获取油水混合物中的水分重量数据，红外光谱仪可以对原油中的水分进行定量、准确的检测，数据处理系统则负责将数据进行整合、统计、处理。
4.电气控制系统：负责检测仪的整体控制，保证检测过程中的稳定性和精度。
二、检测原理
本文所设计的在线式原油含水率检测仪的检测原理主要基于油水分离技术和红外光谱检测技术，具体流程如下：
1.样品采集系统根据需求采集待检样品。
2.待检样品经过样品输送线后，转入反应器中，进行油水分离反应。
3.油水分离后的样品进入检测系统进行检测，高精度电子天平对油水混合物进行分离，获取样品中水分的重量信息。
4.检测系统通过红外光谱检测技术对样品的水分进行检测，并将得到的数据传输至数据处理系统。
5.数据处理系统对所获取的数据进行整合、统计、处理，计算出样品中的含水率，并通过输出端口输出数据。
三、系统设计
本文所设计的在线式原油含水率检测仪基于单片机，采用了分布式控制和模块化设计的方法。其中，上位机主控板与下位机主控板之间采用CAN总线进行通信，实现了系统的分布式控制。
1.上位机主控板：负责控制数据处理系统的数据采集和处理操作，同时控制检测仪的整体运行过程。根据采样器的取样情况，上位机主控板可以实现单次取样、多次取样、自动取样等不同的操作方式，同时对样品进行了红外光谱检测和含水率计算处理，最终将结果通过输出端口输出。
2.下位机主控板：主要负责检测仪中各个部分的实时控制和数据传输工作，通过CAN总线与上位机主控板进行通信。其中，下位机主控板与电机控制模块、反应器模块、红外检测模块、电子秤模块等部分相连。不同子模块之间采用特定的接口进行连接。
3.电机控制模块：主要负责对采样管、阀门、灌测