液面检测方案
电容式液位检测的电路方案和详解
电容式液位检测电路方案和详解液体填充在极板之间，等效形成电容，液面浸没的多少会改变电容大小，从而间接反映液位的高低。
图1在测量的导体上我们使用的是吸液探针。
探针是一个空心的导体，具有一定的电容量，当探针接触到液体表面的瞬间，探针对地的电容会突然增加。
通过对电容数值变化检测就可以得知探针是否接触到页面。
图22.信号处理电路图3 液面检测原理图电路总共分为6部分1.方波发生电路2.高通滤波电路3.整流电路4.低通滤波电路5.电压比较器6.电平转换电路3.工作原理由液面检测原理可知，当探针碰到水面的瞬间，输入电容量会发生变化。
NE555产生一个方波，输入电压跟随器的波形为具有一定直流偏置的方波信号，当探针接触的时候，电容瞬间增大改变了方波信号的幅度并由于RC延迟变成了三角波，TEST1端信号变化如图。
图4 TEST1信号变化信号经过精密整流之后变成只有正电压信号，TEST2端信号变化如图。
图5 TEST2信号变化直流信号通过低通滤波器输入到电压比较器；电压跟随器的正向输入端连接一个数值较大的电容10uF。
在电容未发生变化的之前，正相输入端的电压永远大于反向输入端的电压，比较器的输出+5V，三极管导通，输入单片机信号为低。
当探针接触到液体表面的时候由于其幅值发生较大变化，输入正相输入端的电压突然减小而由于电容两端的电压不能发生突变，导致反向输入端电压高于正相输入端，此时比较器输出为-5V，三极管截止，输入单片机信号为高，TEST3端信号变化如图。
图6 TEST3信号变化但由于电容存储的电荷有限，经过一段时间正相输入端的电压将再次超过反向输入端，所以在接触液体的瞬间可观察到指示灯闪烁一下就立即熄灭。
通过设置单片机电平捕获便可判断探针是否接触到水面。
4．总结以上的思路只是针对液面进行，也就是说探针一接触到液面就会有信号，但无法检测探针进入液体的深度。
不过我们可以对电路进行改造，将比较器电路和电平转换电路去电，然后信号直接接到单片机的ADC引脚上，便可识别进入液面的深度。
油田原油储罐液位检测控制方案
油田原油储罐液位检测控制技术方案一、原油储罐液位检测的一般方法随着石油工业的发展，油田的生产、储运、管理部门对油罐自动计量技术越来越重视，对油罐液位检测的安全性、可靠性、准确性的要求也普遍提高。
因此，各种检测仪表、控制方法和技术被应用于原油罐位的检测控制，不但适应了这些生产要求，而且随着微电子、计算机、光纤、超声波、传感器等高科技的迅猛发展，各种新技术、新方法被应用到储罐计量领域，使储罐自动计量呈现出功能化、精确化、管控一体化的新局面，从而形成了仪表齐全、方法多样、技术先进、性能可靠、价格灵活、可以适应不同目的和用途的罐位监控系统。
目前从原油罐位检测方法来看，国内外普遍采用的主要有三种方法：检尺法、静压法和液位法。
检尺法是比较基本的测量方法，是将液面的动态变化转换为直观的液位标尺和电信号；静压法是利用压力传感器（变送器）测量罐内液体的静压力，结合液体的密度计算出液位，并可根据储罐几何参数计算出容量和重量；液位法是通过间接测量罐内液体的液位高度及密度等参数，来获得罐内储液的容量及重量。
检尺法仪表结构复杂、安装工作量大、施工及维护不太方便，难以保证长年可靠性，其优点是在特殊情况下还能直观地指示液位，一般在介质相对洁净而且不太粘稠的大罐上还在使用。
静压计量技术的优点是简便、稳定可靠。
技术的关键是选用精度高、稳定性好的压力传感器。
比较著名的厂商例如美国霍尼韦尔公司、美国罗斯蒙特公司、德国恩德斯豪斯公司、英国德鲁克公司、日本EJA公司等等。
液位法仪表在发展许多新的测量原理方面表现最为突出。
智能化液位计、非接触测量方式的液位计、新原理的小型液位开关为当前的主要发展方向，通过利用电子技术及微机技术，使得仪表的结构和功能都有很大改进，并且仪表在朝着总线式方向发展。
二、非接触测量液位法介绍非接触测量液位计主要包括超声波液位计、微波液位计、激光液位计、γ射线液位计以及罐体外壁感应式液位计等等。
超声波液位计是非接触液位计中发展最快的一种。
基于单片机的输液滴速控制系统
基于单片机的输液滴速控制系统摘要近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。
在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。
利用单片机设计一个智能化的液体点滴速度监测与控制系统。
该系统由水滴速度测试系统、水速控制系统、显示装置、单片机系统、键盘和报警等系统组成。
应用水的压强随着高度差的变化而变化的原理，利用控制步进电动机的升降来控制点滴速度。
点滴速度可用键盘来设定，同时在水到达警戒线 (2-3cm)以下时能发出报警信号。
关键词：点滴速度步进电动机单片机The design of the liquid inputing system besing onone-chip computerAbstractWith the development at full speed of science and technology in recent years, the application of the one-chip computer is being moved towards deepenning constantly, drive tradition is it measure crescent benefit to upgrade day to control at the same time. In measuring in real time and automatically controlled one-chip computer application system, the one-chip computer often uses as a key part, only one-chip computer respect knowledge is not enough, should also follow the concrete hardware structure , and direct against and use the software of target's characteristic to combine concretly, in order to do perfectly.The design of an intelligent speed monitoring and control system are controlled with single chip microcomputer.It is composed of a water droplet test system speed control system display,keyboard and alarm system.Application of the principle of the water pressure changes with height.To control the drop speed by lifting control of walking machine.You can use the keyboard to set the bit rate,as the same time,the water reached below the line(2-3cm)can be issued a warning signal.Key words: Drip Speed Step Motor Chip Microcomputer目录前言 (1)第1章课题研究价值 (2)第1.1节选题背景 (2)第1.2节课题的主要内容 (2)第1.3节研究目的与发展前景 (3)第2章系统方案确定 (4)第2.1节系统设计要求 (4)第2.2节系统设计总体方案 (5)第2.3节系统原理框图及原理分析 (6)第2.4节系统各模块方案选择 (7)第3章硬件设计 (11)第3.1节单片机应用系统 (11)第3.2节系统硬件设计 (21)第3.3节主站及通信网络的设计 (21)第3.4节从站电路设计 (28)第4章软件设计 (33)第4.1节检测点滴速度子程序 (33)第4.2节储液检测子程序 (34)第4.3节点滴速度控制子程序 (34)第4.4节键盘显示子程序...................................................................................................... (35)第4.5节系统主程序设计 (36)第5章系统调试及结果 (38)第5.1节系统的调试 (38)第5.2节系统结果 (38)第5.3节系统抗干扰措施 (39)结论 (41)附录 (42)参考文献 (49)致谢 (50)前言身为自动化专业的一名学生，我认为科技旨在为人们创造更完美舒适的生活，更完善的科技医疗保证。
连续动液面监测系统(最新版)
十二、典型案例说明
波形数据图
十二、典型案例说明
液面值统计表
十二、典型案例说明
数据走势统计图
十二、典型案例说明
二、华北油田 1、油井信息：华北一厂；西柳工区10—136井，套 压低，打气泵打气测量； 2、测量时间：2013年9月12日； 3、此井井内状况比较复杂，噪声干扰严重，其他 测试设备测试后，由于噪音的干扰，导致波形非常混乱， 液面波不明显，无法分析；我公司产品测试后，不做处 理前波形也是不明显，无法分析，但通过波形过滤、波 形放大处理后，便能明显的确认液面波。
3、井口转连，电、气一体式（输出数值供PLC调取）
晋城煤层气模式
八、系统实现功能
1、动液面数据的连续、远程、准确采集。 2、系统软件可以根据监测设备实时传输的数据自动 对井下动液面进行监测、统计、分析，界面呈现实时动态 数据结果。 3、按照设置时间间隔自动巡检。参数自由设定，测 试时间段从几分钟一次到几小时一次均可按照需要自由设
A、数据采集模块通过外设的传感 器（音频传感器、压力传感器）， 按预设的程序采集用于测量液面深 度的音频数据、当前套管压力。 B、接收、执行控制中心的指令， 进行远程控制。
C、反馈当前机采油井的工作状态。
D、与数据传输部分DTU链接，完成 数据交换。
四、系统技术方案
2、数据传输模块GPRS DTU
定。设定后可以按照需要自由更改。
4、随时远程控制液面数据采集。无论油井有无套 压，都可以自动测试动液面及静液面。不用另外配备设 施。
八、系统实现功能
5、所有数据可以实现无线传输到任何一台指定的电 脑。通过密码设置，远传到队部或者公司总部皆可，信号
传输的实现只要有手机信号的地方即可。 6、液面数据可形成报表、曲线图打印。任何测试的 数据都可以实现数据表格和图形的形成，并且记忆。同时 有分析对比功能。
结晶器钢水液面检测方法汇总
结晶器钢水液面检测方法汇总
发布时间:2008-12-12 16:21:46
结晶器钢水液面检测系统常用的方式有4种：射源型、涡流型、红外型、电磁型。
（1）射源型。
采用同位素射线源，利用闪烁晶体接收装置接收随钢水液面高度变化的射线，从而检测出液面高度。
Cs-137液面检测系统自1989年由国内镭目公司开发成功后，通过反复改进和应用，已推出了可快速拆装的第三代侧推式产品，安装简单，维护方便，控制稳定，检测精度达到±0.5mm，射源剂量低。
铯源型是一种应用最普遍的方法，方坯、圆坯、矩形坯、异形坯都可以采用，板坯连铸机为了实现自动开浇，也采用此方法。
（2）涡流型。
涡流传感器中的电磁信号在钢水表面产生涡电流，此涡电流在传感器线圈中产生感应信号，其大小随钢水表面到传感器的距离而变化。
适用于板坯、大断面的矩形坯。
将涡流传感器竖直悬架安装在结晶器铜管口的上方，并通压缩空气冷却。
不需对结晶器进行改造，因其受安装条件的限制，涡流型不能在小断面连铸机上应用。
（3）红外型。
适用于不加保护渣时的敞开浇注方式。
易受水汽、烟雾等影响，目前，这种方式很少采用。
（4）电磁型。
传感器安装于结晶器铜板上，感应面与铜板内表面齐平，传感器发射电磁信号并接收返回的涡电流，其强度与钢水液面成正比，其基本原理与涡流型相似，只是安装方式不一样（涡流型把传感器悬挂安装在结晶器上方，而电磁型将传感器安装在结晶器铜板上）。
适用于板坯及大断面矩形坯。
与涡流型相比，电磁型省去了每次更换中间包时须搬移传感器的操作过程，但其价格昂贵。
液体点滴测速
液体点滴速度监控装置一、方案论证及选择1、系统总体框图如下：2、滴速检测部分为了检测液滴下落的速度并且将其转换为电信号，需要利用适合的传感器来完成。
方案一、利用光电传感器，将其发射端和接收端分别设置在滴斗的两端。
当液滴下落时，通过光电传感器的瞬间，由于水对光的折射作用，会使接收端接收到的可见光能量降低，以此进行计数，再传入单片机进行处理，完成检测速度功能。
方案二、利用主动式红外发射接收传感器，液滴下落时，利用其对红外线的吸收和折射能力，是红外接收在液滴下落至红外线发射接收通路上时接收红外线发生衰减，来进行规律性的计数，完成检测速度功能。
方案三、利用导线自制一对探针置于滴斗内，在液滴落下的瞬间，利用液滴导电性使两个探针导通，以达到检测的目的。
方案一利用水对可见光的折射来计数，对于题目要求的无色液体来说，谁对其吸收能力很弱，基本上完全靠折射来工作。
而方案二则是利用水对红外线的吸收和折射作用来计数，有较强的适应性，可以应用于无色液体。
方案三则为有损探测，与前两项无损探测相比，局限较大。
综上，选方案二。
3、速度控制部分控制液滴下落速度主要有两种方法：方案一、通过步进电机和滑轮系统控制储液瓶的高度，来达到控制液滴流速的目的。
方案二、通过控制滴速夹的松紧程度来控制液滴流速。
方案一实现较为简便，通过步进电机可方便地实现储液瓶高度的调节，从而达到控制液滴流速的目的，但缺点是调节储液瓶移动的距离比较大，所需时间比较长，而且储液瓶高度与流速的关系非线性，并且没有现成的公式可以利用，而只能去足够多的采样点，来分析两者之间的关系，得出大致的经验公式。
在自变量（储液瓶移动距离）变化范围较大的情况下，这项工作更为繁杂。
方案二控制滴速夹移动的距离很小，但是滴速夹的松紧调节过程中，移动距离、移动阻力等参数难以计算，用机电系统实现起来较为困难。
综上，我们选择方案一。
4、电机驱动模块方案一、采用集成驱动芯片，再利用单片机驱动。
方案二、采用分立元件构建与集成驱动芯片等效功能的电路，驱动信号较之方案一复杂。
油井井筒动液面测量系统设计与研究
ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｉｓ ａ ｖｅｒｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ
ｉｓ ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｔｉｍｅｌｙ ｇｒａｓｐｉｎｇ ｏｆ ｗｅｌｌｓ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ
ｃａｐａｃｉｔｙ ａｎｄ ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｒｅｃｏｖｅｒｙ．Ｉｔ ａｌｓｏ ｎｅｅｄｓ ｔｏ ｂｅ ｒｅｓｏｌｖｅｄ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ
Ｔｈｉｓ ｔｈｅｓｉｓ ｐｒｏｏｆｓ ｔｈｅ ｖｉａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｉｎｆｒａｓｏｕｎｄ ｗａｖｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｐｌａｎ ａｎｄ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ ｔｈｅ ｓｏｕｎｄ ｗａｖｅｓ ｐｒｏｄｕｃｅｄ，ｆｉｒｉｎｇ ａｎｄ ｒｅｆｒａｃｔｉｏｎ，ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ，ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ．Ｉｔ ｍａｉｎｌｙ
ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｉｇｉｔａｌ ｏｉｌｆｉｅｌｄ．
Ａｒｔｉｆｉｃａｌ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ ｕｓｅ ｐｈｏｎｏｓｃｏｐｅ ｆｏｒ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｓｏｕｎｄ·ｅｃｈｏ ｃｕｒｖｅ，ａｎｄ
ｔｈｅｎ ｏｂｓｅｒｖｅｓ ｔｈｅ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｆｌｕｉｄ ｌｅｖｅｌ ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ｗａｖｅ．Ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ ｗｏｒｋｉｎｇ ｌｅｖｅｌ
(HJ733-2014)泄漏和敞开液面排放的挥发性有机物检测技术导则
泄漏和敞开液面排放的挥发性有机物检测技术导则（HJ733-2014）1适用范围本标准规定了源自设备泄漏和敞开液面排放的挥发性有机物（VOCs ）的检测技术要求。
规定了对设备泄漏和敞开液面等无组织排放源的VOCs的检测方法、仪器设备要求、质量保证与控制等。
本导则不适用直接测定泄漏和敞开液面排放源的VOCs质量排放速率。
2.术语和定义2.1泄漏源leaksources指内部含VOCs物料且可能泄漏排放的各种设备和管线，包括阀门、法兰及其他连接件、泵、压缩机、泄压装置、开口阀或开口管线、取样连接系统、泵和压缩机密封系统排气口、储罐呼吸口、检修口密封处等。
2.2开口阀open-endedvalve指阀座一侧接触有机气体或挥发性有机液体，另一侧接触大气的阀门，但不包括卸压装置。
2.3敞开液面源UncoveredLiquidSurface指含有VOCs的生产物料的集输、储存设备的敞开液面及生产工艺废水、废液的集输、储存以及净化处理装置的敞开液面的无组织排放源。
2.4泄漏控制浓度leakdefinitionconcentration指在相关排放标准或法规中规定的，在泄漏源表面或敞开液面测得的，表示有VOCs泄漏存在，需采取措施进行控制的浓度限值（基于经参考化合物校准的仪器的测定读数）。
2.5未检出排放nodetectableemission指在待测源表面测得的VOCs浓度，扣除本底后，低于标准浓度限值的2.5％时，定义为未检出排放。
2.6参考化合物referencecompound本导则中的参考化合物是指相关排放标准或法规中指定的，作为测定泄漏仪器的校准基准的VOCs化合物。
如某个排放标准中的某个排放源以甲烷为参考化合物，标准浓度限值为“500×10-6mol/mol”。
2.7校准气体calibrationgas指校准时用于将仪器读数调节至已知浓度的VOCs化合物。
校准气体通常是接近相关控制标准浓度限值的参考化合物标准气体。
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煤层气液面检测方案
王俊黄伟
1 方法和示意图
煤层气排采为什么要测液面?
煤层气为吸附气，靠排水降压才能产气，大面积的降压面才有高产量的气产出，而产生大面积压降前必须要控制日产水量，因此需要经常测量环空液面以准确控制井底压力。
既然控制产量，当然和排采制度关系了。
液面高则井底压力高，会降低产量，对已产气井还需调节气体产量，以达到压降面均匀扩散的目的。
液面过低会造成气体过早产出，影响到最终产气量的大小，使生产成本上升。
1.1
早期煤层气排采测液面使用压力计折算液面，其方法是在下排采柱的同时底部下入电子压力计，通过附在油管外的电缆传至地面，将数据储存后每隔一段时间进行显示监测。
如下图二
图1 压力计监控图
1.2
油井动液面声波监测方法的普遍使用，该方法也可使用在煤层气液面监测上，如下图
图2 液面检测示意图
1．2．1 发声装置内部结构
1.2.2处理后检测波形图
由于煤层气开采的特殊性,射孔段可能分布在不同煤层。
如果射孔段出水量较大，造成油套空间被出水柱阻隔,声波无法穿透,致使声波无法向下继续传播,容易形成假的液面波。
对于这种井况，液面位于在大量出水的射孔段下面时,自动跟踪仪已经不能很好的提供准确的液面深度信息,需要选择其它方法。
如果射孔段出水量不是很大,没达到喷射状,跟踪仪就可以准确测试出有分层射孔段的液面位置情况,能详细反映井下射孔段的出水情、况。
2 煤层气专用测试仪
2.0 仪器图与特点
特点：
采用油井套筒压力，安全方便。
超过0.1Mpa可以直接进行测试。
无压井可用脉冲发生器进行测试。
可同时测量套压和示功图。
可无限遥测功能。
采用数字信号处理功能，保证精度和准确性。
参数指标：
2.1气动发生器
该装置完成有套压无套压时气体发生功能，同时接受返回声波信号将其转换成电信号。
2.2脉冲声波发生器
套管器输出型
配合专用的井口连接器，取套管内的气体，通过变换产生次声波，将压缩的套管气快速释放到套管内，在井口处环空中产生压缩冲击波，测试液面深度。
2.3液面信号处理装置
其配套主机如下图
通过微音器接收到信号使用主机进行硬件滤波放大和数字滤波，小
波分析和傅氏变换显示测量图。
3整体动作说明
根据井的自然情况，对于有压井，利用油井自身套管气来测试。
将套管环空中的高压气体突然释放到储气室，在井口处环空中的气
体瞬间发生膨胀，产生膨胀冲击波。
对于无压井，需要利用声音发
生器产生一个高压气源。
将高压气体突然释放到油井内，在井口处
环空中的气体瞬间发生压缩，产生压缩冲击波。
该声波（压缩或膨胀）脉冲沿环空向井下传播，遇到油管接箍、音标、气液界面产生
反射声波脉冲，由微音器组件接收声脉冲转换成电信号，通过控制
电路进行数字处理，自动计算出液面深度，测试结果和曲线图形存
储到控制电路的数据存储器中。
附录
某油田设备报价单。