管输原油含水率测量系统及测量方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115711920A(43)申请公布日2023.02.24(21)申请号202211466122.0(22)申请日2022.11.22(71)申请人重庆科技学院地址401331重庆市沙坪坝区大学城东路20号(72)发明人青美伊李作进付温琪李家庆高忠科梁华庆(74)专利代理机构重庆敏创专利代理事务所(普通合伙)50253专利代理师陈千(51)Int.Cl.G01N27/04(2006.01)G01N27/07(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称管输原油含水率测量系统及测量方法(57)摘要本发明公开了一种管输原油含水率测量系统及测量方法；系统包括内电极和外电极；外电极为中空圆筒型，底部通过绝缘密封底座固定在水浴槽内，内电极呈实心圆柱型，且同轴套设在外电极内部，在内电极与外电极之间预留有一定间隙，用于容置待测原油溶液；在内电极顶部设置有连接杆，连接赶通过树脂绝缘环与旋转升降平台相连，旋转升降平台由上位机控制并带动内电极旋转和上下移动，用于为待测原油溶液提供稳定剪切场，模拟管输原油的剪切环境，水浴槽由上位机控制水浴温度，用于模拟管输原油的温度环境，在内电极和外电极上还连接有辅助测量电路和频率分析仪，辅助测量电路用于测量阻抗普数据，通过提取阻抗特征频率实现管输原油含水率测量。CN115711920ACN115711920A权利要求书1/2页1.一种管输原油含水率测量系统，包括内电极和外电极，其特征在于：所述外电极为中空圆筒型，底部通过绝缘密封底座固定在水浴槽内，所述内电极呈实心圆柱型，且同轴套设在所述外电极内部，在所述内电极与所述外电极之间预留有一定间隙，用于容置待测原油溶液；在所述内电极顶部设置有连接杆，所述连接赶通过树脂绝缘环与旋转升降平台相连，所述旋转升降平台由上位机控制并带动所述内电极旋转和上下移动，用于为待测原油溶液提供稳定剪切场，模拟管输原油的剪切环境，所述水浴槽由上位机控制水浴温度，用于模拟管输原油的温度环境，在所述内电极和所述外电极上还连接有辅助测量电路和频率分析仪，所述辅助测量电路用于测量阻抗普数据，通过提取阻抗特征频率实现管输原油含水率测量。2.根据权利要求1所述的管输原油含水率测量系统，其特征子在于：所述旋转升降平台和所述水浴槽设置在转矩流变仪工作台上，并通过所述转矩流变仪工作台上的转子带动所述旋转升降平台旋转和上下移动。3.根据权利要求1所述的管输原油含水率测量系统，其特征子在于：所述内电极为直径41.6mm，高度55.0mm的钛合金实心圆柱。4.根据权利要求3所述的管输原油含水率测量系统，其特征子在于：所述外电极为内径43.2mm，外径45.2mm，高度75.0mm的钛合金空心圆筒。5.根据权利要求4所述的管输原油含水率测量系统，其特征子在于：所述绝缘密封底座的直径为45.2mm，高度为8.5mm。6.根据权利要求1‑5任一所述的管输原油含水率测量系统，其特征子在于：所述辅助测量电路包括参考电阻R和两个测试端口，其中：第一测试端口CH1与所述外电极连接，且通过所述参考电阻R连接所述频率分析仪的接地端；第二测试端口CH2与所述内电极连接且通过导线连接所述频率分析仪的交流信号输出端，所述频率分析仪在1Hz～5×105Hz范围内按照扫频方式输出交流正弦电压，上位机通过采集和测量第一测试端口CH1和第二测试端口CH2之间的电压和相角信息得到阻抗谱数据，并提取阻抗特征频率。7.一种管输原油含水率测量方法，利用权利要求1‑6任一所述的管输原油含水率测量系统，其特征在于：包括如下步骤：S1、将所述外电极通过所述绝缘密封底座固定在所述水浴槽内，并通过上位机控制所述水浴槽达到预设温度T；S2：将所述内电极通过连接杆与旋转升降平台连接，打开上位机，对旋转升降平台进行高度的校正和调零；S3：将待测原油溶液缓慢倒入外电极内部，并恒温静置15min，使其温度与水浴温度保持一致；S4：控制旋转升降平台带动内电极下降到设定位置，再调控旋转升降平台按设定转速带动内电极旋转，用于提供稳定剪切场；S5：停止调控旋转升降平台转动，通过辅助测量电路和频率分析仪重复测量待测原油溶液的阻抗频响数据；S6：根据提取的阻抗特征频率和预测模型计算待测原油溶液含水率。8.根据权利要求7所述的管输原油含水率测量方法，其特征在于：当内外电极间距为0.8mm，待测原油溶液容量为40ml时，所述预测模型为：2CN115711920A权利要求书2/2页其中：T为预设温度，fs为阻抗特征频率，225.997，2.325及4.685由前期测量数据计算所得模型参数，为预设温度T下的含水量。3CN115711920A说明书1/5页管输原油含水率测量系统及测量方法技术领域[0001]本发明