原油含水率检测线圈传感器的优化-计量学报.pdf

第３５卷　第５期 计　　　 量　　　学　　　报 　 Ｖｏｌ．３５，№５ ２０１４年　９月 ＡＣＴＡ　ＭＥＴＲＯＬＯＧＩＣＡ　ＳＩＮＩＣＡ 　Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ，２０１４ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００１１５８．２０１４．０５．１７ 原油含水率检测线圈传感器的优化 常　丽，　屈　远，　葛　震 （沈阳工业大学信息科学与工程学院，辽宁 沈阳１１０８７０） 摘要：为了提高电磁电导法管外测量原油含水率线圈传感器的灵敏度，对影响灵敏度的关键参数———线圈传 感器的距离进行了优化设计。在保持最优频率和电流强度不变的情况下，首先，使用ＡＮＳＹＳ进行电磁仿真，通过 比较发射线圈和屏蔽线圈在管道内部产生的磁场强度大小确定了两线圈之间的最优距离为０６ｍ；然后，利用 ＭＡＴＬＡＢ从０１ｍ到１ｍ对接收线圈上的电压进行了数据计算，结果表明０６ｍ处的电压值最大，最优距离使原油 含水率的有用信号从０１ｍ或１ｍ的００３ Ｖ提高到了０６ｍ的１２７ Ｖ，使传感器的灵敏度提高了４１倍；最后， μ μ 实际测试了两线圈距离从０１ｍ至１ｍ接收线圈上多点电压值，实验结果表明０６ｍ处的电压值最大，进一步证明 了０６ｍ为两个线圈间的最优距离。 关键词：计量学；原油含水率；电导率；管外测量；线圈传感器；距离参数优化 中图分类号：ＴＢ９７１　　　　文献标识码：Ａ　　　　文章编号：１０００１１５８（２０１４）０５０４８８０６ ＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆＤｅｔｅｃｔｉｏｎＣｏｉｌＳｅｎｏｒｆｏｒｔｈｅＣｒｕｄｅＯｉｌＷａｔｅｒＣｏｎｔｅｎｔ ＣＨＡＮＧＬｉ，　ＱＵＹｕａｎ，　ＧＥＺｈｅｎ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈｅｎｙａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ，Ｌｉａｏｎｉｎｇ１１０８７０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｃｏｉｌｓｓｅｎｓｏｒｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｏｆｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙｍｅｔｈｏｄｔｏｍｅａｓｕｒｅｔｈｅ ｃｒｕｄｅｏｉｌｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔｒａｔｉｏ，ｔｈｅｄｉｓｔａｎｃｅｏｆｔｈｅｃｏｉｌｓｓｅｎｓｏｒｗｈｉｃｈｉｓｔｈｅｋｅｙｐａｒａｍｅｔｅｒｔｏｅｆｆｅｃｔｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｉｓｏｐｔｉｍｉｚｅｄＩｎ ｔｈｅｃａｓｅｏｆｔｈｅｉｎｖａｒｉａｎｔｓｏｆｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｎｄｃｕｒｒｅｎｔｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｉｓｄｏｎｅｂｙｕｓｉｎｇＡＮＳＹＳ ｆｉｒｓｔｌｙ．Ｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｄｉｓｔａｎｃｅ０６ｍｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｔｗｏｃｏｉｌｓｉｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｗｉｔｈｃｏｍｐａｒｉｎｇｔｈｅｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｉｎｔｅｎｓｉｔｙｖａｌｕｅ ｉｎｓｉｄｅｔｈｅｐｉｐｅｌｉｎｅｏｆｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒｃｏｉｌａｎｄｓｈｉｅｌｄｃｏｉｌ．Ｔｈｅｎｔｈｅｒｅｃｅｉｖｉｎｇｃｏｉｌｖｏｌｔａｇｅｓａｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｆｒｏｍ０１ｍｔｏ１ｍｂｙ ｕｓｉｎｇＭＡＴＬＡＢ，ａｎｄｔｈｅｎｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｌａｒｇｅｓｔｖｏｌｔａｇｅｉｓａｔ０６ｍ，ｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｄｉｓｔａｎｃｅｃａｎｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｕｓｅｆｕｌ ｓｉｇｎａｌｏｆｔｈｅｃｒｕｄｅｏｉｌｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔｆｒｏｍ００３ Ｖｏｆ０１ｍｏｒ１ｍｔｏ１２７ Ｖｏｆ０６ｍ．Ｔｈｅｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｏｆｔｈｅｓｅｎｓｏｒｉｓ μ μ ｉｍｐｒｏｖｅｄｂｙ４１ｔｉｍｅｓ．Ｆｉｎａｌｌｙｔｈｅｍｕｌｔｉｐｏｉｎ