多參數(shù)界面儀和射頻導(dǎo)納對比

1、射頻導(dǎo)納測量沉降罐一、 射頻導(dǎo)納原理射頻導(dǎo)納物位技術(shù)是一種從電容式物位控制技術(shù)發(fā)展起來的物位控制技術(shù)，“射頻導(dǎo)納”中“導(dǎo)納”的含義為電學(xué)中阻抗的倒數(shù)，它由阻性成份、容性成份、感性成份綜合而成，而“射頻”即高頻，所以射頻導(dǎo)納技術(shù)可以理解為用高頻電流測量導(dǎo)納的方法。射頻導(dǎo)納液位計是以設(shè)備為一極，以儀表檢測桿為一極，被測介質(zhì)液面的的變化引起導(dǎo)納（或電容）量發(fā)生變化。射頻導(dǎo)納液位計只不過是比電容液位計多了減少測量誤差的一些補償電路。二、 射頻導(dǎo)納液位計測量沉降罐的情況 沉降罐一般會存在三種介質(zhì)層，水層、油水混合層、 油層；純石油的介電常數(shù)為24，純水的介電常數(shù)為80；用射頻導(dǎo)納液位計測量沉降罐的水位，

2、則是認為油水混合層、油層的介電常數(shù)較小，將其當作水來計算高度，誤差不大，可忽略油水混合層、油層；實際情況中，當油水混合層和油層不大時，計算水位高度誤差不大；但油水混合層大時，其介電常數(shù)大時可達到70，所以并不能忽略，而這時仍將油水混合層作為水來計算，則計算的水位高度與實際水位相差大。HDW系列多參數(shù)油水界面儀測量沉降罐一、測量原理 （1）傳感器部分傳感器順序串接但相互獨立的分極，各自獨立與罐壁形成測量單元，各單元測得的數(shù)據(jù)既相互獨立又相互關(guān)聯(lián)。獨立：因為每一分極與其它分極均絕緣，其它分極對該分極測量值無影響；關(guān)聯(lián)：被測介質(zhì)整體分布是有確定的規(guī)律的，各個分極的測量值之間具有相關(guān)性，各分極的測量數(shù)

3、據(jù)在數(shù)據(jù)處理過程中，可以相互參考比較。同一分極在不同介質(zhì)環(huán)境下測量阻抗值是不同的，根據(jù)分極阻抗測量值可以判定介質(zhì)特性，測量介質(zhì)的物位與介質(zhì)含量（見圖1）。圖1 傳感器應(yīng)用示意圖對于多相介質(zhì)：在系統(tǒng)開始運行后，將首先順次掃描各分極，根據(jù)全部分極的各自的信號，判斷介質(zhì)特性、清楚界面所在的分極及混合層所在范圍。1、存在清楚界面的情況對于存在清楚界面（見圖2），介質(zhì)界面處于一個分極上，該分極的阻抗值是由同一分極界面上下兩側(cè)的兩種介質(zhì)高度和各自的阻抗特性決定的。由于所有分極的結(jié)構(gòu)和尺寸都是確定的，兩種介質(zhì)的阻抗特性可由相鄰的分極確定。反之，根據(jù)測得的該分極阻抗信號和兩種介質(zhì)的阻抗特性，應(yīng)用系統(tǒng)軟件可計算

4、出界面在該分極上的位置。確定界面位置，首先確定界面所在的分極序號，再確定界面在該分極上的具體位置。對于形成分界面的兩種介質(zhì)，同規(guī)格分極的測量阻抗分別為：Za(i),Zb(i),i=1,2,3,n,其中n為分極序號，a、b分別代表兩種介質(zhì)。依次掃描各分極，得到分極阻抗數(shù)值Z（i）。為便于計算，我們?nèi)∽杩沟牡箶?shù)Y（i）=1/Z（i）。所以在數(shù)據(jù)采集處理過程中 ,將Y（i）分別與Ya(i),Yb(i)比較。存在三種情況：Y（i）=Ya(i)Ya（i）Y（i）Yb(i)Y（i）=Ya(i)根據(jù)插值公式（或查表）得到=（Y（i）- Ya(i)）/（Yb(i) - Y（i） （1）H=（k - 1+）(P

5、+H) （2）其中：k為分極序號,P為分極間距,H為分極長度，為歸一化坐標值。H即為界面在所處分極的高度，此時，根據(jù)該分極的位置可確定界面。圖2 清楚分界面示意圖2、存在過渡帶的情況 在分極和測量環(huán)境確定的條件下，某一位置的分極所測量的阻抗值是其所在位置被測介質(zhì)成份（如油水混合層中油水的比例）的函數(shù)，因重力原因，混合層內(nèi)的介質(zhì)含量隨物位高度的變化是有相應(yīng)分布規(guī)律的。介質(zhì)混存的過渡帶跨越若干分極，介質(zhì)以不同含量比混合?；旌辖橘|(zhì)的阻抗與介質(zhì)含量比有確定的關(guān)系，根據(jù)不同分極測量的阻抗值，判斷是否為混合物，可以判斷介質(zhì)的混合帶高度，也可以監(jiān)測介質(zhì)混合帶內(nèi)不同介質(zhì)在空間高度上的分布情況。對于介質(zhì)混合帶的

6、判斷，根據(jù)介質(zhì)含量比來界定上下界面，這個界定比例可根據(jù)實際需要確定。對應(yīng)界定比例存在對應(yīng)的兩個阻抗倒數(shù)Ya與Yb。當Y（i）符合YaY（i）Yb，即可判定該分極處于介質(zhì)混合帶，i=1,2,3,n,n為分極序號，可確定分極個數(shù)K?；旌蠋Ш穸萀=K（P+H）,其中：P為分極間距,H為分極長度。圖3 過渡帶示意圖3、關(guān)于介質(zhì)含量的測量：在兩種介質(zhì)混合后，混合介質(zhì)的阻抗特性由介質(zhì)混合的比例決定，因重力作用，混合層內(nèi)的介質(zhì)含量隨物位高度的變化是有相應(yīng)分布規(guī)律的，在分極規(guī)格和測量環(huán)境一定的條件下，某一位置的分極所測量的阻抗值是其所在位置被測介質(zhì)成份（如油水混合層中油水的比例）的函數(shù)，依據(jù)多相物位傳感器逐點

7、采集到的介質(zhì)含量數(shù)據(jù)及系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，采用自適應(yīng)濾波、差分計算等方法進行數(shù)據(jù)處理、重建，實現(xiàn)了對混合層介質(zhì)含量變化連續(xù)實時監(jiān)測。（2）智能變送器部分變送器的作用是通過小信號傳輸總線發(fā)送分極的編碼信號，以選通待測分極，變送器選擇被測介質(zhì)的敏感頻率作為相應(yīng)部分的工作頻率，發(fā)送適合于被測介質(zhì)的信號，通過內(nèi)嵌模塊、小信號傳輸總線實現(xiàn)小信號的采集傳輸后，變送器對待測分極的阻抗信號進行放大、通過程控帶通濾波、解調(diào)、差動放大、A/D轉(zhuǎn)換后進入中央處理器。經(jīng)過初步數(shù)據(jù)處理后，通過現(xiàn)場總線傳送給上位機。二、數(shù)學(xué)模型在分極和測量環(huán)境確定的條件下，某一位置的分極所測量的阻抗值是其所在位置被測介質(zhì)成份（如油水混合層中油

8、水的比例）的函數(shù)，因重力原因，混合層內(nèi)的介質(zhì)含量隨物位高度的變化是有相應(yīng)分布規(guī)律的。通過大量試驗研究，以自適應(yīng)濾波算法、差分等計算方法實現(xiàn)數(shù)據(jù)重建，得到含水率數(shù)學(xué)模型（式（4），實現(xiàn)對介質(zhì)界面、物位、介質(zhì)含量的測定。介質(zhì)含量的測量：在兩種介質(zhì)混合后，介質(zhì)的阻抗特性由介質(zhì)混合的比例決定。以原油含水率測量為例，油水混合時有：混=油（1-）水 （3）Y=1/Z，根據(jù)存在Y的關(guān)系=kln(Y-m) （4）其中k,m為常數(shù)。在測量含水率時需要提前得到兩個標定值，即取得不同混合比例下的含水率值： 1=kln(Y 1-m) （5）2=kln(Y 2-m) （6）由系統(tǒng)可測得Y 1、Y 2，含水率標定值1、2用標準含水率校驗儀測定，代入式（5）、式（6）可求得常數(shù)k,m。當系統(tǒng)測得Y值后，根據(jù)式（4），可判斷原