Цифровой влагомер Советский патент 1978 года по МПК E21B47/00 G01N27/22 G01R27/26 

(54) ЦИФРОВОЙ ВЛАГОМЕР

I

Изобретение относится к нефтяной и : нефтехимической промышленности, а ймейно к устройствам для измерения влажности нефти.

Известны влагомеры для измерения

влажности в потоке. В известном влагомер настройка на сорт нефти производится с помошыо подключения параллельно емкости датчика подстроачного конденсатора. Такое устройство обладает низкой точностью иэмерения, поскольку не учитывается нелинейный характер зависимости емкости датчика от влажности LlJ.

Из известных устройств аналогичного назначения наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является цифровой влагомер, содержащий генератор высокой частоты,. блок индикации, делитель частоты, нулы-орган, ключевую схему, коммутатор, двоичный счетчик и измерительный мост, включающий трансформатор, задающий блок аппроксимации и компенсирующий блок П ЗУказанное устройство обладает низкой точностью измерения, так как производится кусочно-линейная аппроксимация нелинейной зависимости емкости датчика влажности в предположении, что последняя для различных сортов нефти имеет тот же характер, т. е. характеристики смещаются друг относительно друга по вертикали. Однако эти характеристики представляют собой веер и каждая нуждается в индивидуальной линеаризации. Такая индивидуаль ная линеаризация в указанном устройстве невозможна, так как требуется перестройка не только 1О конденсаторов, ио также и H3jvieHeHHe числа витков коммутируемых обмоток трансформатора.

Целью изобретения является повышение точности измерения путем обеспечения нелинейной аппроксимации характеристики датчика.

Поставленная цель достигается тем, что трансформатор выполнен в виде двух встцечно включенных обмоток, задающий блок аппроксимации - в виде переменной емкости, а компенсирующий блок - в В1ще двух групп емкостей, одна из которых подключена к одной из обмоток трансформатора

переменную емкость задакадего бло- ха «лпроксимашш, а другая - непосредст вешю ко второй обмотке, причем средняя точка обмоток подключена к генератору шисокЫ) частоты, который через делитель частоты подсоединен к кточевой схеме.

На чертеже представлена схема 1шфро:вого влагомера.

Влагомер содержит генератор 1 высокой частоты, блок 2 шщнкашга, делитель 3 частоты, вуяь-орган. 4, ключевую схему 5, коммутатор 6, двоичный счетчик 7 и измерите озшдй мост 8, включающий трансфармагор 9, задаюощй блок 1О аппроксимаоня и компенсирукшхий блок 11. Влагомер работает следующим образом. II-efp«9l иачапом измерения дво|1пный счегчпж 7 обнуляется. Коммутатор 6 отключает от встречно включенных обмоток траисфс матора 9 с тесной индуктивной связью комяенсирукидиЙ блок lit вьтолп&тьдЛ в виде двух групп емкостей, причем квмэщя группа представляет собой набор кшиоенсаторов, номиналы которых изменшотся в деоичиом коде, и задающий блок 1О аппроксимации, выполненный в переменной емкости. Измерительный мост 8, трансформатор 9 которого питается переменным напряжением генератора 1 высокой частоты, находится в разбаланснровамном состоянии. Нуль-орган 4 вырабатывает сигнал, открываюишй ключевую схему 5 для импульсов, поступаюишх с детштеля частоты 3 на вход двоичного счетчика 7, к обмоткам трансформатора 9 подкяючается коммутатором 6 компенсиpyюшIdl блок 11, причем последовательно с одной группой емкостей в|слю чается переменная емкость задающего блока аппроксимации 1О. Возможность нелинейной аппроксимации характеристики датчика Сд ()видна из следукицих рассуждений.

Поскольку емкость набора конденсаторов изменяется по закону С « N С ,

(возьмем для простоты С, €., т. д.), где N - код, записанный в двоичном счетчике 7, и в правое плечо моста последовательна с набором конденсаторов

С, cJ ...С включена емкость С, т результирующая емкость С ( Ы) , котора

К

компенсирует переменную составляющую емкость датчика влажности С изменяётся в зависимости от числа импульсов S счетчика 7 следующим образом

.сЛм).

NC,i

Выбирая С и С| указанной функцией мож но аппроксимировать зависимость С а (W) Потребовав, чтобы функция С ( N} со- прягалась с функцией С/, (W) втрех

точках (), «Nj(), U NjCW-W,,)/ получим систему уре шений

iCrs7v - -9

Nz4- c CW2VCa(W2),

решая которую относительно С и С, получим их значения для данной зависимости Э () Чтобы перестроить измеритель

ную схему для крутой характеристики

Cg(W) J достаточно, не изменяя емкости С, C,j .,.Cj, изменить«лишь одну

емкость С, расчитав ее по вьпие указанным формулам. Таким образом емкости задающего блока 1О аппроксимации и компенсирующего блока 11 компенсируют емкость датчика CQ(W) и напряжение разбаланса уменьшается. Когда оно меньше или равио порогу срабатывания, нуль-орган 4 закрывает ключевую схему 5 и в двоичном счетчике 7 записывается код Ну пропорциональный влажности. Для повторения цикла измерения достаточно обнулить двоичный счетчик 7.

Повышение точности измерения цифрового втюгомера позволяет снизить затраты по эксплуатации скважин и по дальнейшей переработке нефти, так как обводненность нефти определяет режим работы скважины и важна при ее дальнейшей переработке.

5 Формул а изобретения

Цифровой влагомер, содержащий генератор высокой частоты, блок индикации, делитель частоты, нул1 орган, ключавую схему, коммутатор, двоичный счетчик и измерительный мост, включаюашй трансформатор, задающий блок аппроксимации и компенсирующий блок, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения путем обеспечения нелинейной аппроксимации характеристики датчика, трансформатор выполнен в виде двух встречно включенных обмоток, задающий блок аппроксимации - в виде переменной емкости, а компенсирукшшй блок

в виде двух групп емкостей, одна из которых подклкчена к одной из обмоток трансформатора через переменную емкость задаюшего блока аппроксимации, а другая непосредственно ко второй обмотке, причем средняя точка обмоток подключена к генератору высокой частоты, которьтй через делитель частоты подсоединен к ключевой схеме.

Г

Т

I I

Источники информации, првяшые во- &ин мание при экспертизе:

Т

.

.I

/

±.