电容传感器非均匀探头制造技术

本发明专利技术提供了一种电容传感器非均匀探头，用于原油含水率的测量及其他需要测湿的场合，它能消除地层水矿化度对输出信号的影响。其技术关键是利用不同的介质厚度来调整介质层中的电位降落，使介质层表面不再等电位，而是沿轴向有一定的电位差。这一目的是通过将介质套设计成凸台形，即一端较薄，中间较厚来实现。介质套的结构参数是这样确定的：薄层的直径ｂ∶厚层的直径ａ＝８∶９，薄层的长度ｃ∶厚层的长度ｈ＝３∶５，电极顶端介质层厚度ｄ∶介质套总长度ｅ＝１∶１０。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电容传感器非均匀探头，用于测量原油含水率。利用超高频电磁波谐振技术测量原油含水率的主要部件是敏感探头，当原油的含水率变化时，探头电容量随之改变，实现了谐振回路的振荡频率受含水率调谐。曾有中国专利“井下找水仪的超高频传感器(ZL87201552.1)”，其敏感探头采用沿用至今的同轴式电容器，经实践证明，当水为连续相时，输出信号随地层水矿化度的增加而增大，使测量结果的相对误差大到30％左右，失去实用前景。本专利技术的目的是要提供一种电容传感器的非均匀探头，使地层水矿化度对输出信号的影响减小到接近零。实验证明，电容传感器非均匀探头的输出信号受矿化度的影响可以通过调整介质套厚度及其沿轴向的相对长度来调节，因此选择正确的介质套结构参数，可消除矿化度对输出信号的影响。所以在设计了与传感电路相匹配的探头结构基础上，设计电极外介质套的合理结构和尺寸是本专利技术的技术关键。本专利技术的目的是这样实现的，将电极的外介质套设计成凸台形，即电极顶端部分的介质套直径稍小，称为薄层，中间部分介质套直径稍大，称为厚层，介质套的另一端与传感器连接套固定在一起。设厚层的直径为a，长度为h，设薄层的直径为b，长度为c，设电极顶端的介质层厚度为d。则电极介质套的结构尺寸按下列比式确定b∶a＝8∶9，d∶e＝1∶10，c∶h＝3∶5。附图是依据本专利技术所提供的电容传感器非均匀探头的结构示意图。图中，1-连接套，传感器电路总成，3-介质套，4-单导体电极。a为介质套厚层直径，b为介质套薄层外径，c为介质套薄层长度，d为电极顶端介质层的厚度，e为介质套的总长度，f为介质套与连接套固定部分长度，h为介质套厚层的长度。下面结合附图和实施例来详细描述本专利技术的具体结构及其尺寸确定。本专利技术的技术关键是在完成了电容传感器的设计后，如何确定合理的电极介质套结构及尺寸，使介质层表面不再等电位，而是沿轴向有一定的电位差，使得地层水矿化度对探头输出信号的影响减小到零。本专利技术所提供的方法是将介质套设计为凸台形结构，即一端较细，中间较粗，另一端通过连接套1与传感器固定。介质套3较粗部分称为厚层，其直径a与连接套1的直径相同，为已知值，介质套3的总长度e等于电极的总长度，也为已知值，介质套3与连接套1固定部分的长度f亦为已知值。介质套3的结构尺寸按下列比式来确定b∶a＝8∶9，d∶e＝1∶10，c∶h＝3∶5，从以上分析，不难确定介质套的结构参数b、c、d。如实施例，井下找水仪的传感器，其外径为25mm，电极总长度为85mm，介质套与连接套固定部分的长度为27mm，根据b∶a＝8∶9，d∶e＝1∶10，c∶h＝3∶5，此时已知，a＝25mm，e＝85mm，f＝27mm，则b＝(8∶9)*a＝22.2mm，d＝(1∶10)*e＝8.5mm，从式c+h+f＝e和c∶h＝3∶5可以求出c＝21.7mm，h＝36.3mm。权利要求一种电容传感器非均匀探头，由电路总成、单导体电极、介质套、连接套等组成，其特征是，介质套设计成凸台形结构，即一端较细，中间较粗，较粗部分为厚层，其直径a与连接套的直径相同，较细部分为薄层，其直径b按b∶a＝8∶9确定；电极顶端的介质层厚度d∶介质套总长度e＝1∶10；薄层长度c∶厚层长度h＝3∶5。全文摘要本专利技术提供了一种电容传感器非均匀探头,用于原油含水率的测量及其他需要测湿的场合,它能消除地层水矿化度对输出信号的影响。其技术关键是利用不同的介质厚度来调整介质层中的电位降落,使介质层表面不再等电位,而是沿轴向有一定的电位差。这一目的是通过将介质套设计成凸台形,即一端较薄,中间较厚来实现。介质套的结构参数是这样确定的:薄层的直径b∶厚层的直径a=8∶9,薄层的长度c∶厚层的长度h=3∶5,电极顶端介质层厚度d∶介质套总长度e=1∶10。文档编号G01N27/22GK1186236SQ9611415公开日1998年7月1日 申请日期1996年12月27日 优先权日1996年12月27日专利技术者黄正华 申请人:石油大学(华东) 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电容传感器非均匀探头，由电路总成、单导体电极、介质套、连接套等组成，其特征是，介质套设计成凸台形结构，即一端较细，中间较粗，较粗部分为厚层，其直径ａ与连接套的直径相同，较细部分为薄层，其直径ｂ按ｂ∶ａ＝８∶９确定；电极顶端的介质层厚度ｄ∶介质套总长度ｅ＝１∶１０；薄层长度ｃ∶厚层长度ｈ＝３∶５。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄正华，
申请(专利权)人：石油大学华东，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]