一种用于检测油水分界面的传感器[实用新型专利]

(12)实用新型专利

(10)授权公告号(10)授权公告号 CN 204027650 U(45)授权公告日 2014.12.17

(21)申请号 201420402020.7(22)申请日 2014.07.21

(73)专利权人西安工业大学

地址710032 陕西省西安市未央区学府中路

2号(72)发明人来跃深 秦上峰 李刚 齐忠霞

唐博 尚雅层 田军委 张飞庞岁社(74)专利代理机构西安新思维专利商标事务所

有限公司 61114

代理人黄秦芳(51)Int.Cl.

G01F 23/26(2006.01)

权利要求书1页 说明书2页 附图1页权利要求书1页 说明书2页 附图1页

(54)实用新型名称

一种用于检测油水分界面的传感器(57)摘要

本实用新型具体涉及一种用于检测油水分界面的传感器。该传感器利用油水介电常数的差异较大来辨别出油水介质。其能够精确检测出油水分界面，对于石油产业有着重大的社会意义和经济意义，并且效率高、劳动强度小、安全性高。本实用新型的技术方案包括内空心铜柱和外空心铜柱，电容传感器为两个，分为上部传感器和下部传感器，上部传感器设置有上端盖，下部传感器设置有下端盖，上部传感器的下部和下部传感器的上部与中间端盖连接；内空心铜柱的外壁作为内电极；外空心铜柱的内壁作为外电极；上端盖，中间端盖和下端盖之间通过四根螺钉贯通固定连接。上下端盖及中间端盖的中间均设有原油出入口。CN 204027650 U CN 204027650 U

权 利 要 求 书

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1.一种用于检测油水分界面的传感器，包括电容传感器，电容传感器包括内空心铜柱（5）和外空心铜柱(4)，其特征在于：所述电容传感器为两个，分为上部传感器和下部传感器，上部传感器设置有上端盖(1)，下部传感器设置有下端盖(2)，上部传感器的下部和下部传感器的上部均通过中间端盖(3)连接；电容传感器的内电极中的填充物采取密度小于原油的材料，所述下部电容传感器的内电极中的填充物采取密度大于水的材料；所述上端盖（1）和下端盖（2）及中间端盖(3)的中间均设有原油出入口（7）。

2.根据权利要求1所述的一种用于检测油水分界面的传感器，其特征在于：所述上端盖（1），中间端盖（3）和下端盖（2）用四根螺钉（6）固定连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于检测油水分界面的传感器，其特征在于：所述中间端盖（3）由上下两部分组成。

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说 明 书

一种用于检测油水分界面的传感器

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技术领域

[0001]

本实用新型涉及电容传感器领域，具体涉及一种用于检测油水分界面的传感器。

背景技术

在原油生产过程中，从油井中开采出来的原油是含有一定水分的，需要输送到原油储罐中进行油水分离。由于油和水的比重不同，原油中的水分会沉降在油罐底部，油则会浮在油罐上部，从而就形成了油水分界面。为了实现对油/水分离过程的检测与控制，需对油水界面及其分离程度进行准确地在线测量。由于油水分离罐中原油与水界面的复杂性，采用传统的电容传感器想要达到较理想的检测精度比较困难。而如今国内很多油田依然采用人工标尺的方法进行检测，效率低、劳动强度大、安全性低同时精度也比较低。因此针对国内原油的生产特点，开发和研制出适合国内原油分离中应用的油水界面在线检测设备差分相含率电容传感器来精确检测出油水分界面，对于石油产业有着重大的社会意义和经济意义。

[0002]

发明内容

[0003] 本实用新型为了解决上述背景技术中的不足之处，提供一种用于检测油水分界面的传感器，能够精确检测出油水分界面，对于石油产业有着重大的社会意义和经济意义，并且效率高、劳动强度小、安全性高。[0004] 为实现上述目的，本实用新型用的技术方案为：一种用于检测油水分界面的传感器，包括内空心铜柱和外空心铜柱，其特殊之处在于：所述电容传感器为两个，分为上部传感器和下部传感器，上部传感器设置有上端盖，下部传感器设置有下端盖，上部传感器的下部和下部传感器的上部与中间端盖连接；所述内空心铜柱的外壁作为内电极；所述外空心铜柱的内壁作为外电极；

[0005] 所述上部电容传感器的内电极中的填充物采取密度小于原油的材料，所述下部电容传感器的内电极中的填充物采取密度大于水的材料；

[0006] 所述上下端盖及中间端盖的中间均设有原油出入口。[0007] 所述上端盖，中间端盖和下端盖之间通过四根螺钉贯通固定连接。[0008] 所述中间端盖由上下两个端盖紧密拼接组成。[0009] 与现有技术相比，本实用新型具有的优点和效果如下：

[0010] 该传感器利用油水介电常数的差异较大来辨别出油水介质。其优点既继承了电容传感器的高精度、高分辨率、灵敏度高、对环境适应能力强等特点，又在结构上创新地采用双传感器组合、差分输出信号，方便而准确地检测出上下液体的介电常数之差，该差越大，说明分离程度越高，同时确定了油水界面；常用填充材料使其可以自动地停留在分离器内油水界面。这是其他检测装备无法比拟的优越性。附图说明：

[0012] 图1是本实用新型的结构示意图；

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说 明 书

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图2是本实用新型的剖视图；[0014] 图3为本实用新型的俯视图；[0015] 图4为实施例的结构示意图。[0016] 附图说明：1-上端盖，2-下端盖，3-中间端盖，4-外空心铜柱，5-内空心铜柱，6-螺钉，7-原油出入口。具体实施方式

[0017] 参见图1，图2和图3，一种用于检测油水分界面的传感器，包括电容传感器，电容传感器包括内空心铜柱5和外空心铜柱4，所述电容传感器为两个，分为上部传感器和下部传感器，上部传感器设置有上端盖1，下部传感器设置有下端盖2，上部传感器的下部和下部传感器的上部均通过中间端盖3连接。所述上部电容传感器的内电极中的填充物采取密度小于原油的材料，比如空气；所述下部电容传感器的内电极中的填充物采取密度大于水的材料，比如铅块；所述上下端盖及中间端盖3的中间均设有原油出入口7。上端盖1，中间端盖3和下端盖2用四根螺钉6固定连接。[0018] 本实用新型的使用原理是：电容传感器的基本工作原理是基于被测电介质介电常数的变化可以转化为电容量变化的这一特特性。在一定条件相同下,让混合油液流经一个电容传感器,不同品质（相含率）的油液作为电容器的中间介质时,所形成的电容值必然不同。考虑到测量对象是回路中的油液,为了与油液回路连接方便,本实用新型中的电容传感器根据常规设计方法制为同心圆柱型，加工较为方便，内空心铜柱5的外壁作为内电极,外空心铜柱4的内壁作为外电极。油液从内外空心铜柱（传感器两极）之间流过,圆柱形电容传感器的电容值反映了油液的介电常数。

[0019] 通过上下两个电容器所检测出的介电常数的差别即可知道油水分离的程度。一，当检测出上下介电常数的差值很大，说明分离的效果很好形成了油水分界面，完成了油水两相分离。二，当检测出上下介电常数的差别很小，说明传感器在水层或油层或乳化层，同时油水两相未分离未形成油水分界面。三，当检测出上下介电常数的差别不大，说明油水两相开始分离但未形成清晰的分界面需继续分离。[0020] 如图4所示，中间端盖3可由两部分拼接组合而成，方便了电容传感器的拆卸与维修。用于拼接的端盖和上下端盖规格相同，都在端盖中心处安装有原油进出口7。[0021] 使用时，将本实用新型放置于油水混合液中，由于内电极中的填充物密度不同，因此整个装置会垂直悬浮于混合液油水界面处。

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图1

说 明 书 附 图

图2

图4

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