一种基于差分热阻法实现油田集输管道结垢监测的装置

摘要：

本实用新型公开了一种基于差分热阻法实现油田集输管道结垢监测的装置，涉及油田管道腐蚀与防护技术领域，包括差分热阻探头和差分信号采集电路，差分热阻探头插入到油田集输管道的管壁上，差分热阻探头中镶嵌有两个温度传感器；第一温度传感器突出于差分热阻探头底平面，而第二温度传感器则低于探头底面，形成一个用于沉积结垢的凹陷腔；第一温度传感器和第二温度传感器形成的电压降VA和VB经两级放大器放大，再经转换器转为数字化，最后由单片机读取、存储和温度转换；本装置能够测量油田集输管道表面的污垢沉积状态，采用差分热阻探头对污垢覆盖引起的温差变化具有较好的敏感度。

专利类型：实用新型

申请/专利号：CN202021611980.6

申请日期：2020-08-06

公开/公告号：CN212390119U

公开/公告日：2021-01-22

主分类号：F17D5/00(2006.01)

申请/专利权人:中国石油化工股份有限公司

发明/设计人:刘晶姝;刘瑾;魏旭;李开源;李薛;王凯;李彬

主申请人地址:100728 北京市朝阳区朝阳门北大街22号

专利代理机构:东营双桥专利代理有限责任公司

代理人:侯玉山

国别省市代码:北京;11

权利要求：

1.一种基于差分热阻法实现油田集输管道结垢监测的装置，其特征在于：包括差分热阻探头和差分信号采集电路，所述差分热阻探头插入到油田集输管道的管壁上固定，且差分热阻探头的底平面与管道内壁平齐；所述差分热阻探头中镶嵌有两个温度传感器，分别为第一温度传感器和第二温度传感器；所述第一温度传感器突出于差分热阻探头底平面伸入管道中，而所述第二温度传感器则低于探头底面，与差分热阻探头底平面形成一个用于沉积结垢的凹陷腔； 所述差分信号采集电路包括恒流源、第一放大器、第二放大器、第三放大器、转换器和单片机，所述第一温度传感器和第二温度传感器均采用四线制测量方式，所述第二温度传感器的输入端与恒流源的Vcc电源端电连接，所述第一温度传感器和第二温度传感器串联，所述第一温度传感器的输出端与恒流源的接地端电连接；所述第一放大器的正极输入端和负极输入端分别与第一温度传感器的两个信号输出端相连，所述第二放大器的正极输入端和负极输入端分别与第二温度传感器的两个信号输出端相连，所述第三放大器的正极输入端和负极输入端分别与分别与第一放大器和第二放大器的信号输出端相连；所述转换器与第三放大器的两个信号输出端电连接，所述单片机与转换器电连接。 2.根据权利要求1所述的一种基于差分热阻法实现油田集输管道结垢监测的装置，其特征在于：所述第一温度传感器突出于差分热阻探头底平面1mm～5mm，所述第二温度传感器则低于探头底面1mm～5mm。 3.根据权利要求1所述的一种基于差分热阻法实现油田集输管道结垢监测的装置，其特征在于：所述恒流源的输出电流I＝0.1～10mA。 4.根据权利要求1所述的一种基于差分热阻法实现油田集输管道结垢监测的装置，其特征在于：所述第一放大器和第二放大器为仪表放大器。 5.根据权利要求1所述的一种基于差分热阻法实现油田集输管道结垢监测的装置，其特征在于：所述第三放大器为PGA可编程仪表放大器。 6.根据权利要求1所述的一种基于差分热阻法实现油田集输管道结垢监测的装置，其特征在于：所述转换器为16～24bitΣ-ΔADC转换器。 7.根据权利要求1所述的一种基于差分热阻法实现油田集输管道结垢监测的装置，其特征在于：所述单片机为STM32。 8.根据权利要求1或6所述的一种基于差分热阻法实现油田集输管道结垢监测的装置，其特征在于：所述转换器中嵌入有50Hz/60Hz工频陷波器。 9.根据权利要求1所述的一种基于差分热阻法实现油田集输管道结垢监测的装置，其特征在于：所述第一温度传感器和第二温度传感器采用热电阻或者热电偶来制作。