本發(fā)明涉及檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多頻微波含水率檢測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

原油含水率檢測(cè)是石油行業(yè)一個(gè)多年未解決的問(wèn)題，很多研究機(jī)構(gòu)嘗試過(guò)電導(dǎo)率法、電容法、射頻衰減和微波諧振等方法，都不能很好解決。主要原因是原油成分復(fù)雜，礦化度含量有高有低，油水形態(tài)復(fù)雜，存在油包水或水包油等多種形態(tài)。

因此，需要提供一種新的多頻微波含水率檢測(cè)系統(tǒng)來(lái)解決上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種多頻微波含水率檢測(cè)系統(tǒng)能夠滿(mǎn)足現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)需求。

一種多頻微波含水率檢測(cè)系統(tǒng)，所述多頻微波含水率檢測(cè)系統(tǒng)包括微處理器電路、寬帶功率放大器、寬帶高頻功分、鑒幅鑒相器、信號(hào)放大器、通訊電路和壓控振蕩器，所述微處理器電路輸出電壓控制信號(hào)，控制壓控振蕩器輸出300MHz~2.4GHz的可變頻率信號(hào)，由寬帶功率放大器和寬帶高頻功率分配器后，一路輸出到天線(xiàn)，另一路輸出到寬帶鑒幅鑒相器，從天線(xiàn)返回的信號(hào)也輸送到寬帶鑒幅鑒相器進(jìn)行比較，所述鑒幅鑒相器輸出的信號(hào)送微處理器電路采樣處理，得到的數(shù)據(jù)發(fā)送至通訊電路輸出。

優(yōu)選地，所述多頻微波含水率檢測(cè)系統(tǒng)包括高頻電路板、高頻信號(hào)線(xiàn)、信號(hào)處理板、密封件、微波天線(xiàn)和天線(xiàn)支架，所述微波支架和微波天線(xiàn)組成微波探頭，所述高頻電路板和所述微波天線(xiàn)通過(guò)所述高頻信號(hào)線(xiàn)連接，所述高頻信號(hào)線(xiàn)由所述密封件密封，所述微波天線(xiàn)浸入被測(cè)介質(zhì)中，所述高頻電路板密封在所述系統(tǒng)內(nèi)，所述信號(hào)處理板設(shè)置在所述高頻電路板上，所述密封件與所述微波支架螺紋連接，灌注環(huán)氧樹(shù)脂密封，所述密封件和所述系統(tǒng)本體以及電路板采用螺絲固定。

優(yōu)選地，所述微波支架采用PEEK、聚酰亞胺或者聚四氟材料，所述微波天線(xiàn)采用銅質(zhì)材料。

本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下有益效果：

本發(fā)明提供的一種多頻微波含水率檢測(cè)系統(tǒng)，采用本發(fā)明的多頻微波含水率檢測(cè)系統(tǒng)，高頻和低頻信號(hào)分時(shí)輸出，間隔時(shí)間從1ms~1s可以設(shè)定，由于礦化度對(duì)高頻信號(hào)的衰減要低于低頻信號(hào)，所以通過(guò)不同頻率的微波信號(hào)測(cè)量，消除了礦化度的影響。

附圖說(shuō)明

下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

圖1是本發(fā)明一種多頻微波含水率檢測(cè)系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖；

圖2是本發(fā)明一種多頻微波含水率檢測(cè)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

為了清楚了解本發(fā)明的技術(shù)方案，將在下面的描述中提出其詳細(xì)的結(jié)構(gòu)。顯然，本發(fā)明實(shí)施例的具體施行并不足限于本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟習(xí)的特殊細(xì)節(jié)。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例詳細(xì)描述如下，除詳細(xì)描述的這些實(shí)施例外，還可以具有其他實(shí)施方式。

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

結(jié)構(gòu)圖1-圖2，本實(shí)施例提出了一種多頻微波含水率檢測(cè)系統(tǒng)，所述多頻微波含水率檢測(cè)系統(tǒng)包括微處理器電路、寬帶功率放大器、寬帶高頻功分、鑒幅鑒相器、信號(hào)放大器、通訊電路和壓控振蕩器，所述微處理器電路輸出電壓控制信號(hào)，控制壓控振蕩器輸出300MHz~2.4GHz的可變頻率信號(hào)，由寬帶功率放大器和寬帶高頻功率分配器后，一路輸出到天線(xiàn)，另一路輸出到寬帶鑒幅鑒相器，從天線(xiàn)返回的信號(hào)也輸送到寬帶鑒幅鑒相器進(jìn)行比較，所述鑒幅鑒相器輸出的信號(hào)送微處理器電路采樣處理，得到的數(shù)據(jù)發(fā)送至通訊電路輸出。

所述多頻微波含水率檢測(cè)系統(tǒng)包括高頻電路板1、高頻信號(hào)線(xiàn)2、信號(hào)處理板3、密封件4、微波天線(xiàn)5和天線(xiàn)支架6，所述微波支架和微波天線(xiàn)組成微波探頭，所述高頻電路板和所述微波天線(xiàn)通過(guò)所述高頻信號(hào)線(xiàn)連接，所述高頻信號(hào)線(xiàn)由所述密封件密封，所述微波天線(xiàn)浸入被測(cè)介質(zhì)中，所述高頻電路板密封在所述系統(tǒng)內(nèi)，所述信號(hào)處理板設(shè)置在所述高頻電路板上，所述密封件與所述微波支架螺紋連接，灌注環(huán)氧樹(shù)脂密封，所述密封件和所述系統(tǒng)本體以及電路板采用螺絲固定。

所述微波支架采用PEEK、聚酰亞胺或者聚四氟材料，所述微波天線(xiàn)采用銅質(zhì)材料；共用天線(xiàn)，分時(shí)測(cè)量，由微處理器電路控制、采樣和處理。

本實(shí)施例一種多頻微波含水率檢測(cè)系統(tǒng)具有以下測(cè)量原理：微波的有線(xiàn)傳輸受傳輸介質(zhì)影響，當(dāng)微波在不同的介質(zhì)中傳輸時(shí)，傳輸?shù)乃俣炔灰粯印Ｎ⒉ㄔ诳諝庵械膫鬏斔俣纫哂谟?，更大大高于水。?dāng)微波的頻率固定不變時(shí)，速度越快波長(zhǎng)越短，因此在同樣的傳輸距離上，微波在空氣中發(fā)生的傳輸相移要大于油，更大于水，這樣就能通過(guò)檢測(cè)相移的變化，來(lái)檢測(cè)油水混合介質(zhì)中的含水率。

當(dāng)被測(cè)介質(zhì)中存在高礦化度時(shí)，會(huì)產(chǎn)生微波傳輸信號(hào)強(qiáng)度的衰減，從而影響到含水率的檢測(cè)，這個(gè)影響可以通過(guò)檢測(cè)微波信號(hào)衰減幅度來(lái)獲得。礦化度對(duì)高頻信號(hào)的衰減要低于低頻信號(hào)，因此通過(guò)不同頻率的測(cè)量，來(lái)消除礦化度的影響。

由于鑒幅鑒相器只能進(jìn)行180度或者360度的鑒相，所以如果本振信號(hào)和比較信號(hào)的相位差超過(guò)了180度或者360度，則會(huì)被誤認(rèn)為是180度以?xún)?nèi)的相位差。在天線(xiàn)長(zhǎng)度固定的情況下，如果低頻信號(hào)發(fā)生了180度的相移，在同等情況下，高頻信號(hào)則會(huì)大大超出180度，這樣就無(wú)法判斷出實(shí)際產(chǎn)生的相移。

因此，在頻率選擇上，可以將高頻選擇為低頻的倍數(shù)。譬如低頻選擇300MHz，則高頻選1.2G，是低頻的4倍。低頻信號(hào)在天線(xiàn)上產(chǎn)生180度的相移，高頻則會(huì)產(chǎn)生720度的相移。低頻測(cè)量時(shí)測(cè)得的相移可以確定天線(xiàn)相移的大體范圍，從而由高頻測(cè)量的相移確定精度。譬如低頻和高頻測(cè)量的相移范圍為180度，低頻測(cè)量值為X，高頻測(cè)量值為Y，實(shí)際高頻相移為Z，則高低頻測(cè)量范圍的對(duì)應(yīng)關(guān)系為下：

If 0度<=X<45度，Z=Y；

If 45度<=X<90度，Z=Y+45度；

If 90度<=X<135度，Z=Y+90度；

If 135度<=X<180度，Z=Y+135度；

在同樣采樣精度的情況下，相位測(cè)量精度比原來(lái)提高了4倍。

本發(fā)明提供的一種多頻微波含水率檢測(cè)系統(tǒng)，采用本發(fā)明的多頻微波含水率檢測(cè)系統(tǒng)，高頻和低頻信號(hào)分時(shí)輸出，間隔時(shí)間從1ms~1s可以設(shè)定，礦化度對(duì)高頻信號(hào)的衰減要低于低頻信號(hào)，通過(guò)不同頻率的測(cè)量，消除了礦化度的影響。

最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是：以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員依然可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者等同替換，這些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，均在申請(qǐng)待批的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。