【正文】 有足夠的靈敏度, 根據(jù)電容靈敏度K =εD / d, 可以從減小絕緣層的厚度上來提高傳感器的靈敏度, 從而提高測量精度。當(dāng)某段電極開始進(jìn)入油水混合層,其模型可以分為上下兩層,下層為水層,上層為油水混合層,所形成的電容為上下兩層所形成電容的并聯(lián)。圖416油水界面模擬示意圖在實際處理中,首先做兩種假設(shè):①　假定油水混合比例按線性規(guī)律變化②　假定共有n級電極涉及了油水混合層,而油水混合層又恰好與n級電極同高同步。于是可以得到一個約束條件,a1+a2=1,a1在這個區(qū)間上起始值為1,終止值為0。a2的規(guī)律與a1相反。在每一段的終點a2=m247。n(m=1,2,…,n),在最后的一段起點和終點a2分別等于（n1）247。n和1，中點值為（2n1）247。2n，于是a1=1247。2n，類似的可得起始段的aa2值。將各條件代入方程組：0解得：（41）此時求得油水混合層的厚度H為: （42）求得H后進(jìn)行迭代處理,將此厚度重新n等分,得到L′,再將L′代回上式（41）,求得新的XX3代回上式（42）,依次循環(huán)直到XX3趨于穩(wěn)定,便可實現(xiàn)對油水混合層的測量。通過A36W油水界面檢測儀測得純水產(chǎn)生的輸出值為3996左右，同樣方法測得純油產(chǎn)生的輸出值為310左右，乳化液產(chǎn)生的輸出值為400左右，為了確定界面的位置，需要判定傳感器所測值的范圍，來確定該傳感器的位置，以此來確定油，水，乳化液的位置，這樣對應(yīng)的每個電容傳感器的輸出值就可以判斷出該傳感器是處于油，水，還是乳化液中，由于A36W型油水界面檢測儀是由22段電容傳感器組成的，傳感器制作工藝要求每個傳感器長度都是55mm，所以確定每段電容傳感器所處的液位的測量值便可以分辨出各相界面的位置，從而可以計算出油水界面位置。綜上可以看出，這種分段式電容傳感器可以解決前面提出的技術(shù)難題，實現(xiàn)油水界面的檢測，而且在精度方面也要優(yōu)于傳統(tǒng)的電容式傳感器。本章主要介紹了軟件部分，也是本次設(shè)計的重點，其中包括MCGS組態(tài)軟件的概述，以及在實驗過程中對設(shè)備窗口，用戶窗口，和實時數(shù)據(jù)窗口的參數(shù)及變量的設(shè)定，另外還包括運行策略的設(shè)定和腳本程序的編制，油水界面分離算法的研究，通訊協(xié)議的概述和MODBUS RTU通信協(xié)議簡單介紹。第五章 實驗結(jié)果分析第一組 實測水高=5厘米 計算機(jī)測量水高為0計算機(jī)采集數(shù)據(jù)：通道1～20都為0油水界面測量儀數(shù)據(jù)：通道1～20都為0表51 純水測量表格通道值計算機(jī)采集到的數(shù)據(jù)（水）油水界面測量儀采集到的數(shù)據(jù)（水）2110922 145 23243第二組 實測水高=10厘米 計算機(jī)測量水高為0計算機(jī)采集數(shù)據(jù)：通道1～18都為0油水界面測量儀數(shù)據(jù)：通道1～18都為0表52 純水測量表格通道值計算機(jī)采集到的數(shù)據(jù)（水）油水界面測量儀采集到的數(shù)據(jù)（水）191820105212590．32622742第三組 實測水高=20厘米 計算機(jī)測量=16厘米計算機(jī)采集數(shù)據(jù)：通道1～18都為0油水界面測量儀數(shù)據(jù)：通道1～18都為0表53 純水測量表格通道值計算機(jī)采集到的數(shù)據(jù)（水）油水界面測量儀采集到的數(shù)據(jù)（水）19568202441213996223996第五組 實測水高=30厘米 計算機(jī)測量=計算機(jī)采集數(shù)據(jù)：通道1～16都為0油水界面測量儀數(shù)據(jù)：通道1～16都為0表54 純水測量表格通道值計算機(jī)采集到的數(shù)據(jù)（水）油水界面測量儀采集到的數(shù)據(jù)（水）172856183996193996203996213996223996第六組 實測水高=40厘米 計算機(jī)測量=計算機(jī)采集數(shù)據(jù)：通道1～14都為0油水界面測量儀數(shù)據(jù)：通道1～14都為0表55 純水測量表格通道值計算機(jī)采集到的數(shù)據(jù)（水）油水界面測量儀采集到的數(shù)據(jù)（水）15135161548173996183996193996203996213996223996根據(jù)以上6組數(shù)據(jù)純水的測量值穩(wěn)定在3996，在這里，我將測量純水液位的參數(shù)設(shè)定為大于3000以上。第一組： 實測油高=10厘米 計算機(jī)測量油高=計算機(jī)采集數(shù)據(jù)：通道1～20都為0油水界面測量儀數(shù)據(jù)：通道1～20都為0表56 純油測量表格通道值計算機(jī)采集到的數(shù)據(jù)（純油）油水界面測量儀采集到的數(shù)據(jù)（油）21 274 22308第二組: 實測油高=20厘米 計算機(jī)測量油高=16厘米計算機(jī)采集數(shù)據(jù)：通道1～19都為0油水界面測量儀數(shù)據(jù)：通道1～19都為0表57 純油測量表格通道值計算機(jī)采集到的數(shù)據(jù)（純油）油水界面測量儀采集到的數(shù)據(jù)（油） 20247 21308 22312第三組: 實測油高=30厘米 計算機(jī)測量油高=32厘米計算機(jī)采集數(shù)據(jù)：通道1～16都為0油水界面測量儀數(shù)據(jù)：通道1～16都為0表58 純油測量表格通道值計算機(jī)采集到的數(shù)據(jù)（純油）油水界面測量儀采集到的數(shù)據(jù)（油） 17239 18312 19312 20312 21311 22312根據(jù)以上三組數(shù)據(jù)可知純油的測量值在250左右，這里我將純油的測量參數(shù)設(shè)定為大于200且小于450。第一組: 實測油高=10厘米 計算機(jī)測量油高=11厘米實測水高=10厘米 計算機(jī)測量水高=11厘米計算機(jī)采集數(shù)據(jù)：通道1～18都為0油水界面測量儀數(shù)據(jù)：通道1～18都為0表59 油水混合測量表格通道值計算機(jī)采集到的數(shù)據(jù)（油水）油水界面測量儀采集到的數(shù)據(jù)（油水） 19174 20312 212784 223996第二組: 實測油高=20厘米 計算機(jī)測量油高=17厘米實測水高=20厘米 計算機(jī)測量水高=17厘米計算機(jī)采集數(shù)據(jù)：通道1～油水界面測量儀數(shù)據(jù)：通道1～1都為0表510 油水混合測量表格通道值計算機(jī)采集到的數(shù)據(jù)（油水）油水界面測量儀采集到的數(shù)據(jù)（油水）171531831219312 202157213996223996第三組: 實測油高=40厘米 計算機(jī)測量油高=44厘米實測水高=30厘米 計算機(jī)測量水高=32厘米計算機(jī)采集數(shù)據(jù)：通道1～14都為0油水界面測量儀數(shù)據(jù)：通道1～14都為0表511 油水混合測量表格通道值計算機(jī)采集到的數(shù)據(jù)（油水）油水界面測量儀采集到的數(shù)據(jù)（油水） 15179 16312 172867 183996 193996 203996 213996 223996 實驗誤差分析根據(jù)以上的實驗，我對所測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行了誤差分析，結(jié)果顯示如圖51所示：圖 51 實驗誤差誤差分析可知，可見誤差很小，精度比較高。 本章小結(jié)本章主要是將實驗所測得的數(shù)據(jù)用三線表列出來，主要包括純水的測量值，純油的測量值，以及油水混合物的測量值，表格根據(jù)實驗方案包括計算機(jī)所測得的數(shù)據(jù)和油水界面測量儀所測得的數(shù)據(jù)。第六章 結(jié)論與展望 結(jié)論本文主要研究了國內(nèi)外在油水界面分離技術(shù)上的現(xiàn)狀，國內(nèi)這一領(lǐng)域還處于初級階段。生產(chǎn)高性能的測量儀器，對油水界面測量技術(shù)的需求非常大，油田生產(chǎn)過程中對其要求也非常高。本文主要研究設(shè)計了以下幾點：（1）分析了國內(nèi)外在油水界面測量技術(shù)上的現(xiàn)狀，指出了油水界面測量的研究意義，介紹了幾類油水界面測量儀器的工作原理，本文采用的是分段式電容界面檢測儀。（2）對分段電容界面檢測儀的工作原理進(jìn)行了研究，及其使用485232轉(zhuǎn)換串口與計算機(jī)進(jìn)行通訊。（3）油水界面測量軟件部分的設(shè)計，利用MCGS組態(tài)軟件來達(dá)到油水界面實時監(jiān)測的目的，對MCGS界面和算法的編制。（4）對實驗數(shù)據(jù)的分析，通過實驗還確定油，水和乳化液測量值的范圍，驗證程序的正確性，并逐步完善。 展望油水界面檢測是一個國際性的難題，有很多理論和技術(shù)問題有待攻克，本文利用分段式電容傳感器對油水界面進(jìn)行了檢測，但是對于界面的確定還需要進(jìn)一步的改進(jìn)和完善，對于掛油等誤差影響還需要繼續(xù)改善。如果油水界面檢測技術(shù)成熟，對油田工作者來說，帶來的益處是非常巨大的，對于油田工作效率的提高有重大的推動作用，加速我國從資源大國躋身為資源國。參 考 文 獻(xiàn)[1] 何兆民, 油水界面檢測系統(tǒng)的研究[D]:[碩士學(xué)位論文].青島：青島科技大學(xué)，2004.[2] 馬婧，馬茜，基于數(shù)據(jù)采集卡和組態(tài)軟件的PLC 控制系統(tǒng)仿真[J]. 兵工自動化，2008 (27).30～31.[3] 李國 , 姜延?xùn)|. 基于MCGS的工業(yè)水集中監(jiān)控系統(tǒng)[J].氯堿工業(yè), 2009(45):3840.[4] 陳超洋, 陳華德, 馬龍博，MCGS組態(tài)軟件與VB數(shù)據(jù)交換的實現(xiàn). 工業(yè)儀表與自動化裝置??[J]，2009：8688. 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