【正文】 他無論在理論上還是在實踐中，都給與我很大的幫助，使我得到不少的提高這對于我以后的工作和學習都有一種巨大的幫助，感謝他耐心的輔導。在我的十幾年求學歷程里，離不開父母的鼓勵和支持，是他們辛勤的勞作，無私的付出，為我創(chuàng)造良好的學習條件，我才能順利完成完成學業(yè)，感激他們一直以來對我的撫養(yǎng)與培育?；厥姿哪?，取得了些許成績，生活中有快樂也有艱辛。另外，我還要感謝大學四年和我一起走過的同學朋友對我的關心與支持，與他們一起學習、生活，讓我在大學期間生活的很充實，給我留下了很多難忘的回憶。郭謙功老師淵博的知識、嚴謹的作風和誨人不倦的態(tài)度給我留下了深刻的印象。經過這次畢業(yè)設計，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析問題的能力、合作精神、嚴謹的工作作風等方方面面都有很大的進步。作者簽名： 日期： 年 月 日導師簽名： 日期： 年 月 日致 謝時間飛逝，大學的學習生活很快就要過去，在這四年的學習生活中，收獲了很多，而這些成績的取得是和一直關心幫助我的人分不開的。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。作 者 簽 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 指導教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授權說明本人完全了解 大學關于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權保存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學?？梢圆捎糜坝?、縮印、數字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學校可以公布論文的部分或全部內容。致謝 從我們步入我們的大學長江大學開始，我們時刻都在受到這個美麗而又好學的學校的滋潤，如今我們即將離去，這里首先我我要感謝長江大學的全體教職工，感謝長江大學！本課題從選題到現(xiàn)在，無論是從課題的選定、課題的指導、論文的撰寫、實驗條件的提供等方面給予了全面支持，朱老師的悉心培養(yǎng)，熱心的引導，使我們成長了很多，還有朱老師治學嚴謹、學識淵博，在學術方面一絲不茍，對自動化系統(tǒng)研究方面的知識非常全面，并具有敏銳的洞察力，這些都將成為我以后工作和學習的榜樣朱老師為我們付出了諸多心血和汗水，感謝朱老師。電容法油罐多液位測量系統(tǒng)對于目前國內油田高含水率的油田，節(jié)約能源，降低成本，有重要的參考和應用價值。 (2)傳感器制作簡單，維護成本低?？紤]誤差及成本方面給的原因，本設計采用由可編程邏輯器件構成的位移檢測系統(tǒng)的方案。如果將這兩個信號經四倍頻后再進行脈沖當量的標定，無疑是充分發(fā)揮了光電碼盤最高精度的潛力。在一個周期內A、B脈沖信號共有四個上下沿，而每個沿之間相差90。目前國內生產的光電編碼器大多不超過500叼轉，若要提高編碼器的分辨率，其價格也將大大增加。假設碼盤每轉動一周輸出m個脈沖，電機直徑為d，若檢測到碼盤輸出了n個脈沖，則位移: 。因此檢測位置時，可利用正反兩路計數脈沖的相位關系進行辨向。這樣即使編碼器計數存在誤差，也不會存在積累誤差，每圈進行一次誤差回零。增量式光電編碼器經光敏感元件和信號處理電路產生相應的A相、B相和Z相三個輸出脈沖信號。 圖14光電編碼器機構原理圖根據碼盤結構的不同，光電編碼器分為絕對式編碼器和增量式編碼器。；光電編碼器的基本結構見圖15所示。與其它同類用途的傳感器相比，光電軸角編碼器具有精度高、測量范圍廣、體積小、重量輕、使用可靠、易于維護等優(yōu)點，具有較高的性能價格比。 鍵盤 圖13 位移變送器結構框圖 光電編碼器，又稱光電碼盤、光電角位置傳感器。四細分電路提高光電編碼器輸出信號的精度。采用“雙層屏蔽等電位傳輸”技術。原油中含有大量的腐蝕物質(主要是有機物)，傳感器在其應用中的大難度是抗腐蝕性的好壞。傳感器的使用周期的長短關系著整體系統(tǒng)的性能。采用電容式傳感器測量，現(xiàn)場的阻抗特性時常影響電容的測量。在本設計中，極板2010mm，保護環(huán)的寬度是6mm，極板1和保護環(huán)之間的距離是3mm。 (1)邊緣效應的影響。 ； 電容傳感器的電容在工作時的電容變化量很小的，往往受到邊緣效應的影響和泄漏電容的影響。最后，溫度對介電常數的影響。目前常采用的消除引線電容的方法有:將電子線路的前級放在靠近傳感器的地方，以減少電纜長度和電纜位置變化的影響。其次，電容邊緣效應的影響。本設計的電容變送器是一個平行的銅板結構，檢測電極和激勵電極上涂上一層絕緣漆，保證極板與介質絕緣，而且還會增強抗腐蝕性。 電容變送器的結構和設計；本文設計的電容變送器很好地解決了前面要考慮的問題。而且輸出電壓電平與TTL電平兼容，Vo可以直接輸入到后續(xù)信號處理電路中進行測量。電容充電回路為電源經R1和R2到電容C，放電回路為電容C經R2至7腳。而直接C壓變換法是利用RC電路的充放電和集成運放或者集成電壓比較器，將電容C直接轉化為頻率f，無需后接電路，結構簡單，可靠性高。 轉換電路的運放要具有寬頻帶、低漂移、響應速度快等特點。檢測器在電路設計上以電容反饋為主，反饋電阻凡的作用是用來防止直流偏置電流向C充放電而導致運放飽和。良好的零點和長期工作穩(wěn)定性，開關電容轉換電路的特點漂移小，測量準確度高，穩(wěn)定性好，并且?guī)缀醪皇懿⒙?lián)漏電阻的影響。圖中，Vl為基準直流電壓，Cf為參考電容，Cp價為被測電容，V0為輸出電壓，K、凡、凡為CMOS電子開關，Kl和K3聯(lián)動，且由外部555提供2KHz時鐘脈沖驅動，使Kl與K3跟K2成為交互啟閉。由于銀比較昂貴，因而銅是被廣泛應用的最佳導電體和導熱體。常見的金屬極板材料有:銀、銅、金、鋁、青銅、鋅、黃銅等。 ； ；電容變送器的構成包括電容傳感器，信號處理電路組成，其功能是將檢測到的信號時通過傳輸電路送到上位機采集板卡。而極板面上潮氣凝結的薄膜將引起很大的電容改變。由于這樣，它的絕緣問題需要特別的注意，一般極間絕緣電阻應在數百兆歐以上。變介電常數式常用于固體或者液體的物位測量以及各種介質的濕度、密度的測定。實際應用電 容式傳感器時，常使d、A、三個參數中的兩個保持不變，而改變其中一個參數來使電容發(fā)生變化。中的某一項或某幾項有變化時，就改變了電容C。傳輸電路，采集板選擇，主機的選擇等不是本文重點就不做具體介紹。(5) 具有較高的測量速度。 系統(tǒng)構成； 位移變送器 本設計中的測量位移變送器要求測量范圍大、精度高、較強的抗干擾能力，并且可以容易地實現(xiàn)模數轉換，所以采用光柵尺，其優(yōu)點在于:(1) 高精度:隨著光柵劃刻技術及電子技術的發(fā)展以及莫爾條紋對光柵柵距具有局部消差的作用，在大量程測長方面光柵檢測裝置的精度僅次于激光測量裝置。(2)讀取標定接觸器的狀態(tài)，確定是否開始一次新的測量。根據設計參數的要求，每隔6~間隔采集一個介電常數數據，同時一記錄高度數據，送至主控計算機，由主控計算機經過數據處理，存入數據庫。圖2 油位高度與相對介電常數之間的理論關系曲線 在20℃情況下，根據理論曲線可以看到2個明顯的拐點，在純水層的介質相對介電常數是80，氣層的介電常數是1。，原油中含水量不同，則傳感器的電容值就不同。忽略原油中含有的雜質的影響，含水原油可近似看成純油和純水兩種介質的混和，其有效介電常數可用下式表示： （31）： ——混和介質的有效介電常數； —— 純油的介電常數； D——原油中水的體積百分比。而水是極性分子，由水分子組成的液態(tài)水為極性電介質，其相對介電常數是80，兩者相差很大。為完成石油和水和氣體及泥沙的分離，沉降罐中要投入適量的降粘劑、乳化劑、破乳劑，并采用高溫蒸氣管路或電加熱法對罐內原油加熱(一般在50℃一80℃，平均為78℃)?？傊?，當前非接觸式的如雷達法、激光法等局限在研究階段或者在測量油罐上液面使用的比較多，接觸式的液位測量儀如浮子式、浮筒式、磁致伸縮法雖然可以用在測量上液面和下液面但是他們的致命缺點都是傳感器的浮子部分要沿著滑動桿上下移動，在粘稠油品中，傳感器被敷住容易失靈。近年以來國內外對非接觸式液位測量進行了大量的研究和試驗，并有產品問世。浮子式液位計，在測量油高和油重在實際使用中也存在以下問題:機械傳動結構復雜，摩擦力影響力運動，影響精確度。90年代初，中科院聲學所研制成功CJY一2型光導液位計。德國的ENRAF一NONUIS公司于80年代末期推出了電容串式物位測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用多級電容串式液位傳感器。60年代末至80年代初，國外主要研制和使用的是各種鋼帶浮子液位計，大多是每個罐獨立安裝，現(xiàn)場顯示。目一前，在油田(如遼河油田油氣集輸公司脫水站)仍沿用土辦法—操作員用取樣桶每隔四小時到罐頂手工測量一次，再作記錄，這樣其結果不僅誤差大，而且有很大的人身危險(按規(guī)定，四級風以上不能上罐頂測量)，因此，設計和開發(fā)遠程全自動原油儲罐多界面測量裝置新產品，實現(xiàn)遠程無人值守，全自動的多界面測量裝置，并能進行自動記錄、存儲、顯示、打印就尤為重要。面一前通常采用注水法，使枯竭油層的油飄浮起來同時也增大了壓力，進行開采，然而這樣的另一個后果就是原油的含水率一般都很高，最高達到80%左右，使得原油必須從油井出來后經過分離罐，分離出大量的水，然后才能進行傳輸，冶煉等。從伊拉克入侵科威特，到海灣戰(zhàn)爭，到今天的美國占領伊拉克，里面無不滲透著石油的因素。近年來，許多高新技術、新方法和新型儀表如計算機、微電子、光纖、超