车载罐装原油含水分析仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种车载罐装原油含水分析仪，它包括一个电容式传感器，与ＮＥ５５５集成电路组成电容频率转换器，通过可编程计数器接于计算机系统。具有测量精度高、快速便捷，并能自动显示和打印输出含水率及键入计算所需参数，适用于汽车载运对原油含水率的快速检测，是目前较为理想的检测仪器。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种分析仪，具体说是涉及一种车载罐装原油含水分析仪。目前国内各油田均有一部分高含水原油不是用管道输，而是用汽车载运。对于汽车载运原油含水的分析都是采用取样化验方法，这种方法，由于分析精度差、周期长、劳动强度大、人为因素的影响等，不能满足生产要求。本技术的目的是提供一种适用于车载原油含水分析的全自动检测装置，它能快速、精确地检测出车载原油的平均含水率。本技术的目的是这样来实现的车载罐装原油含水分析仪，它是由一个电容式传感器C与U8-NE555集成电路连接组成电容-一频率转换器，通过四2输入与非门U4D-74LS00连接由八总线收发器U1-74LS245、八总线驱动器U2-74LS244、U3-74LS244、8线译码器U5-74LS138、双2线-4线译码器U6A-74LS139、计数器U7-8253组成的可编程计数器，并接于计算机。本技术具有的特点是根据原油和水的介电常数显著不同的特性，通过分析仪的已知真空电容值的平等板电容器，将电容器两极板间充满混合液交测量出此时电容器的电容值，并用公式即可算出原油的平均含水率。具有自动检测、分析精度高快速便捷，通过计算机系统显示、打印输出测量结果。结合附图实施例对本新型作进一步的描述。附图说明图1为车载罐装原油含水分析仪原理框图。图2为电容式传感器结构图。图3为车载罐装原油含水分析仪电路原理图。由图1所示，本车载罐装原油含水分析仪是由电容式传感器、电容频率转换器、可编程计数器，计算机系统几部分构成。分析仪的检测原理是根据原油和水的介电常数显著不同，原油和水的混合液的介电常数是由原油和水的组份决定的，利用一个已知其真空电容值的平行板电容器，将电容器两极板间充满混合测量电容器的电容值C并用如下公式算出原油的平均含水率PW式中PW=K1K1-K2-K1K2K1-K2×C0C----(1)]]>K1水的介电常数K2原油的介电常数C0平行板电容器的真空电容C以原油和水混合液为介质时的平行板电容器的电容PW为原油的含水率(％)设b=K1K1-K2----(2)]]>a=K1K2K1-K2×C0----(3)]]>则所以只要测得电容C的值就可以测量出含水率的在大小。Pw=ac+b----(4)]]>见图2，电容式传感器采用平行板电容器，它由两个并联的平行板电容器C01和C02组成。C02两块极板设有A、B接口，C02的两块极板与C01的两个极板紧紧贴合在一起，且C02的极板可沿C01的极板滑动，因此，C02是可变的，故C0也是可变的。如果平行板中间的介质，也就是油水混合介质的组份有所改变时，那么电容器C0也会有所改变。l1和l2之和恰与原油水混合液的深度相同。当C0一定时，充满混合液的电容传感器的电容C是随含水成分的变化而变化的，通过一个电容频率转换电路，转换成与电容C成比例的频率f，通过计数器记录f，便可间接地测得电容C，即测得了含水率PW的大小，电容频率转换器中，C与电路输出频率的关系为f=kc----(5)]]>其中，k为常数(对某一C0值)，C为电容量，f为频率，将(5)代入(4)式中可得Pw=afk+b----(6)]]>令ak=A]]>则有PW＝Af+b(7)通过可编程计数器，完成对频率的自动定时测量。计算机系统对计数编程、控制计数器的工作，并记录原始频率计数、输出、显示、打印各种测量结果。图3示出了车载罐装原油含水分析仪的电路原理图，它由电容式传感器C的A、B接口与U8-NE555集成电路连接组成电容频率转换器，通过四2输入与非门U4D-74LS00连接由八总线收发器U1-74LS245、八总线驱动器U2-74LS244、U3-74LS244、8线译码器U5-74LS138、双2线-4线译码器U6A-74LS139、计数器U7-8253组成的可编程计数器，通过接口接于计算机系统。电容式传感器的电容值经U8-NE555电容频率转换器转换成相应的振荡脉冲频率，再经U4D-74LS00倒相后送至U7-8253计数器的时钟输入端，作为时钟脉冲。U2-74LS244、U3-74LS244为八总线缓冲驱动器的输出，分别送入U6A-74LS139双2线译码器进行选址译码和送入U5-74LS138，8线译码进行地址控制，U5-74LS138的输出送入U6A-74LS139的E脚，按照规定的地址译码U6A-74LS139的输出分别送入U4B-74LS0倒相和U7-8253的控制端。电路接通时，电源VCC通过电阻R1和R2对电容或传感器C充电，由于U8-NE555的2脚电压低于其触发电压，故电路输出高电平，当电容式传感器C继续充电，使端电压达到触发电压时，电路复位，输出变为低电平，并且电路式传感器C开始通过U8-NE555内部放电，使端电压逐渐下降，当电压下降到回翻电压时，电路输出又变为高电平，电容式传感器又开始充电，如此反复，产生振荡，其U8-NE555的3脚输出的振荡频率与电容式传感器C的电容值C保持一定关系。即为f=kc]]>K的大小由电阻R1、R2来决定，改变R1、R2也可改变振荡频率，U8-NE555输出的振荡脉冲由U4D-74LS00倒相缓冲后，直接送到计数电路U3-74LS244计数。U1-U6A和U7组成一个可编程计数器，其编程地址为240H-243H，U1-74LS245是一个双相总驱动器，完成对计数器的读、写操作，U2、U3为2片缓冲驱动器，起到对地址信号和控制信号的缓冲作用。U6A和U5分别为译码器，完成对计数器的地址译码及地址控制。U7-8253是一片可编程计数器集成电路，它具有三个独立的计数单元，在本电路中只利用了其中的一个计数单元，它的数据总线与计算机总线相连，在计算机控制下对U8-NE555的输出脉冲进行计数。在本电路中，计数器地址为240H，控制器寄存器地址为243H。当计算机向243H地址送出控制字后，那么，使得U5-74LS138的11脚Y4和U6A-74LS139的4脚Y0输出有效低电平，从而选中U7-8253，使数据通过U1-74LS245写入U7-8245。当计算机发出读240H地址数据时，这时读信号有效，同样选中U7-8253，将它的记数数据读入计算机，计算机对这些数据进行分析处理，计算出含水率的大小，并输出测量结果。权利要求1.车载罐装原油含水分析仪，其特征在于它是由一个电容式传感器C与U8-NE555集成电路连接组成电容—频率转换器，通过四2输入与非门U4D-74LS00连接由八总线收发器U1-74LS245、8总线驱动器U2-74LS244、U3-74LS244、8线译码器U5-74LS138、双2线-4线译码器U6A-74LS139、计数器U7-8253组成的可编程计数器，并接于计算机。2.按权利要求1所述的车载罐装原油含水分析仪，其特征在于所述的电容式传感器C是由两个平板电容器C01和C02并联组成，且C02的电容值可变，C01的极板长度L1和C02的极板长度L2之和与待测原油水混合液的深度相等。专利摘要本技术公开了一种车载罐装原油含水分析仪,它包括一个电容式传感器,与NE555集成电路组成本文档来自技高网...

【技术保护点】
车载罐装原油含水分析仪，其特征在于它是由一个电容式传感器Ｃ与Ｕ８－ＮＥ５５５集成电路连接组成电容一频率转换器，通过四２输入与非门Ｕ４Ｄ－７４ＬＳ００连接由八总线收发器Ｕ↓［１］－７４ＬＳ２４５、８总线驱动器Ｕ↓［２］－７４ＬＳ２４４、Ｕ↓［３］－７４ＬＳ２４４、８线译码器Ｕ↓［５］－７４ＬＳ１３８、双２线－４线译码器Ｕ↓［６Ａ］－７４ＬＳ１３９、计数器Ｕ↓［７］－８２５３组成的可编程计数器，并接于计算机。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张学斌，白秋果，景春国，王妹香，戈守兰，张力勇，牛翠兰，姜兴学，
申请(专利权)人：东北大学秦皇岛分校，
类型：实用新型
国别省市：13[中国|河北]