阻抗式含水率傳感器檢測裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種阻抗式含水率傳感器檢測裝置,該檢測裝置包括基準電路、對稱雙極性電壓產(chǎn)生電路、高頻交流激勵信號產(chǎn)生電路、功率放大電路、放電電路、有效值電路和微控制電路；本實用新型所設計的阻抗式含水率傳感器檢測裝置結構簡捷，安裝方便，且能夠顯著提高阻抗式含水率傳感器的整體測量精度。
【專利說明】阻抗式含水率傳感器檢測裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種阻抗式含水率傳感器檢測裝置。
【背景技術】
[0002]原油含水率是原油生產(chǎn)中的重要數(shù)據(jù)，研究油田開發(fā)狀況的重要的參數(shù)指標，在原油生產(chǎn)和儲運過程中，原油含水率的檢測十分重要，直接影響原油的開采、脫水、集輸、銷售、提煉等，影響著原油的品質(zhì)及開發(fā)成本，圖7即為阻抗式含水率傳感器的結構圖，阻抗式含水率傳感器有四個電極，即兩個激勵電極和兩個測量電極。
[0003]目前的阻抗式含水率測量儀由于激勵信號不是嚴格對稱，因此長期工作存在電荷積累，會形成誤差，本實用新型利用MSP430系列單片機為信息處理核心，為阻抗式傳感器提供交流對稱激勵信號，并控制阻抗式傳感器的正負激勵電極定時短接，實現(xiàn)激勵電極上的積累電荷放電，該裝置可以顯著提高阻抗式含水率傳感器的整體測量精度。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型所要解決的技術問題是，克服現(xiàn)有技術的缺點，提供一種結構簡捷，安裝方便，且能夠顯著提高阻抗式含水率傳感器的整體測量精度的阻抗式含水率傳感器檢測裝置。
[0005]為了解決以上技術問題，本實用新型提供一種阻抗式含水率傳感器激勵信號產(chǎn)生裝置，包括基準電路、對稱雙極性電壓產(chǎn)生電路、高頻交流激勵信號產(chǎn)生電路、功率放大電路、放電電路、有效值電路和微控制電路，其中:
[0006]基準電路的輸出端連接對稱雙極性電壓產(chǎn)生電路的輸入端，對稱雙極性電壓產(chǎn)生電路的輸出端連接高頻交流激勵信號產(chǎn)生電路的輸入端，高頻交流激勵信號產(chǎn)生電路的輸出端連接功率放大電路的輸入端，功率放大電路的輸出端連接放電電路的輸入端；
[0007]放電電路的輸出端連接阻抗式含水率傳感器的正激勵電極，阻抗式含水率傳感器的負激勵電極接模擬地，阻抗式含水率傳感器的正負測量電極連接有效值電路的輸入端，有效值電路的輸出端連接微控制電路的輸入端；
[0008]微控制電路的輸出端分別連接高頻交流激勵信號產(chǎn)生電路和放電電路的輸入端。
[0009]技術效果:本實用新型所提供的阻抗式含水率傳感器檢測裝置在阻抗式傳感器的兩個激勵電極之間施加激勵信號，當流體從傳感器內(nèi)流過時，由于測量電極間阻抗的存在，根據(jù)電學原理可知，測量電極間產(chǎn)生電壓，該電壓與通過輸油管路的油水介質(zhì)阻抗成正比，而油水介質(zhì)阻抗又直接取決于其中的含水率，因此后續(xù)電路很容易根據(jù)該電壓獲得原油含水率，其顯見的優(yōu)點是不僅測量準確，而且結構簡捷，安裝方便；
[0010]然而目前的阻抗式含水率測量儀由于激勵信號不是嚴格對稱，因此長期工作存在電荷積累，會形成誤差，本實用新型利用MSP430系列單片機為信息處理核心，為阻抗式傳感器提供交流對稱激勵信號，并控制阻抗式傳感器的正負激勵電極定時短接，實現(xiàn)激勵電極上的積累電荷放電，該裝置可以顯著提高阻抗式含水率傳感器的整體測量精度?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0011]圖1本實用新型所設計的阻抗式含水率傳感器檢測裝置的結構框圖；
[0012]圖2為本實用新型中微控制電路的電路圖；
[0013]圖3本實用新型中基準電路的電路圖；
[0014]圖4本實用新型中對稱雙極性電壓產(chǎn)生電路的電路圖；
[0015]圖5本實用新型中高頻交流激勵信號產(chǎn)生電路的電路圖；
[0016]圖6本實用新型中功率放大電路的電路圖；
[0017]圖7為阻抗式含水率傳感器的結構圖；
[0018]圖8本實用新型中有效值電路的電路圖；
[0019]圖9本實用新型中放電電路的電路圖。
【具體實施方式】
[0020]實施例1
[0021]如圖1所示，本實施例提供的一種阻抗式含水率傳感器激勵信號產(chǎn)生裝置，包括基準電路、對稱雙極性電壓產(chǎn)生電路、高頻交流激勵信號產(chǎn)生電路、功率放大電路、放電電路、有效值電路和微控制電路，其中:
[0022]基準電路的輸出端連接對稱雙極性電壓產(chǎn)生電路的輸入端，對稱雙極性電壓產(chǎn)生電路的輸出端連接高頻交流激勵信號產(chǎn)生電路的輸入端，高頻交流激勵信號產(chǎn)生電路的輸出端連接功率放大電路的輸入端，功率放大電路的輸出端連接放電電路的輸入端；
[0023]放電電路的輸出端連接阻抗式含水率傳感器的正激勵電極，阻抗式含水率傳感器的負激勵電極接模擬地，阻抗式含水率傳感器的正負測量電極連接有效值電路的輸入端，有效值電路的輸出端連接微控制電路的輸入端；
[0024]微控制電路的輸出端分別連接高頻交流激勵信號產(chǎn)生電路和放電電路的輸入端。
[0025]圖2為微控制電路的電路圖，選用的芯片為MSP430F2111即U1，還包括由電阻，電容，二極管構成的復位電路；
[0026]圖3為基準電路的電路圖，主要由REF3140-4.096芯片即U2和電容構成；
[0027]圖4為對稱雙極性電壓產(chǎn)生電路的電路圖，主要由三個LM358放大器，即U3、U4A、U4B及電容和電阻組成；
[0028]圖5為高頻交流激勵信號產(chǎn)生電路的電路圖，主要由MAX4051AESE多項模擬開關即U5、電容和電阻組成；
[0029]圖6為功率放大電路的電路圖，主要由0PA551FA功放即U6、電容和電阻組成；
[0030]圖8為有效值電路的電路圖，主要由AD620AR-S08儀表放大器即U7、有效值芯片AD637BR即U8、電阻和電容等組成；
[0031]圖9為放電電路的電路圖，主要由電阻、二極管、繼電器和三極管構成；
[0032]MSP430F2111芯片的高頻控制端口與圖5中MAX4051AESE多項模擬開關的ADDA端連接，微控制電路定時產(chǎn)生中斷，控制高頻交流激勵信號產(chǎn)生電路產(chǎn)生頻率可調(diào)的對稱雙極性電壓信號；MSP430F2111芯片的放電控制端口分別與圖9中R13與R14連接，控制放電電路定時放電；[0033]MSP430F2111芯片的放電控制端口分別與圖9中Rl3與R14連接，當MSP430F2111芯片的放電控制端口輸出一個高電平時，三極管Ql導通，繼電器通電吸合將簧片與模擬地相接，此時阻抗式含水率傳感器的激勵電極正極與負極短接，實現(xiàn)多余電荷放電，當MSP430F2111芯片的放電控制端口輸出一個低電平時，三極管Ql阻斷繼電器失電，簧片彈回，此時激勵電極正常工作；
[0034]REF3140-4.096 芯片輸入 AVDD 為 5V 電壓，經(jīng) REF3140-4.096 芯片處理后由 Vout端輸出基準電壓，電壓值為4.096v ；
[0035]基準電壓接入U3的REF-1N端，構成電壓跟隨電路，跟隨電壓直接接入U4A的正輸入端，經(jīng)過一個電阻后再接入U4B的負輸入端，則U4B由REF-OUT (+)輸出+4.096v的電壓；而U4A由REF-OUT(-)輸出-4.096v的電壓，最終產(chǎn)生的±4.096v電壓分別接到圖5中MAX405IAESE多項模擬開關的XO和Xl端；
[0036]MSP430F2111芯片的高頻控制端口與圖5中MAX4051AESE多項模擬開關的ADDA端連接，MSP430F2111芯片的高頻控制端口輸出中斷信號，MAX405IAESE多項模擬開關根據(jù)中斷信號的頻率不同輸出不同頻率的雙極性電壓，并由Excitation Signal端輸出到圖6中的0PA551FA功放的正輸入端，經(jīng)過功率放大后輸出穩(wěn)定的正負交替的4.096v激勵電壓給阻抗式含水率傳感器的激勵電極兩端，當流體從傳感器內(nèi)流過時，測量電極兩端產(chǎn)生輸出電壓信號；
[0037]上述電壓信號分別接入AD620AR-S08儀表放大器的正負輸入端轉換為對地單極性電壓信號，并輸入至AD637BR芯片的Vin端，經(jīng)過有效值處理后經(jīng)Signal (out)端輸出與含水率有關的直流有效值電壓信號給微控制電路。
[0038]除上述實施例外，本實用新型還可以有其他實施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本實用新型要求的保護范圍。
【權利要求】
1.一種阻抗式含水率傳感器檢測裝置，其特征在于，包括基準電路、對稱雙極性電壓產(chǎn)生電路、高頻交流激勵信號產(chǎn)生電路、功率放大電路、放電電路、有效值電路和微控制電路，其中: 所述基準電路的輸出端連接對稱雙極性電壓產(chǎn)生電路的輸入端，所述對稱雙極性電壓產(chǎn)生電路的輸出端連接高頻交流激勵信號產(chǎn)生電路的輸入端，所述高頻交流激勵信號產(chǎn)生電路的輸出端連接功率放大電路的輸入端，所述功率放大電路的輸出端連接放電電路的輸入端; 所述放電電路的輸出端連接阻抗式含水率傳感器的正激勵電極，阻抗式含水率傳感器的負激勵電極接模擬地，所述阻抗式含水率傳感器的正負測量電極連接有效值電路的輸入端，所述有效值電路的輸出端連接微控制電路的輸入端； 所述微控制電路的輸出端分別連接高頻交流激勵信號產(chǎn)生電路和放電電路的輸入端。
【文檔編號】G01N27/02GK203720131SQ201420007409
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年1月6日 優(yōu)先權日:2014年1月6日
【發(fā)明者】張文典 申請人:長春汽車工業(yè)高等?？茖W校