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常用原油含水率测试方法1、原油含水率静态测试方法分析原油含水率静态测试方法是通过人工取样后运用物理或化学方法实现油水分离后计算原油含水率。
目前主要的静态测试方法有蒸馏法、电脱法、卡尔·费休法。
1.1、蒸馏法蒸馏法的测试原理是通过加热原油将油和水分离，分别测试原油质量以及蒸发出的水分质量，并计算出水分的质量分数。
蒸馏法的测试过程是在原油中加入与水不相溶的溶剂，在原油与溶剂混合以后并开始回流的条件下加热，此时原油、水分和溶剂在沸腾状态时会一起蒸发出来，溶剂因沸点最低第一个被气化，之后水分通过冷凝管进入水分接收器中，通过水分接收器的刻度读出水分的含量，从而计算出原油含水率。
图1为实验装置的示意图。
图1 实验装置示意图最初实验室通常采用蒸馏法测试原油含水率，但石油生产行业主要根据《原油水含量测定法一蒸馏法》(GB/T8929-1988)来测试，石油加工行业则按《石油产品水含量测定法一蒸馏法》(GB/T260-1988)测试。
GB/T8929-1988使用有较大毒性的二甲苯做溶剂，对操作人员危害大，同时也污染样品和环境;GB/T260-1988则以直馏汽油80℃以上的馏分做溶剂，尽管毒性不大，但是测试的结果误差太大。
1.2电脱法电脱法的测试原理是通过高压电场，利用电破乳技术使油水分离，来测试原油的含水率。
这种方法适合一些仪器的设计开发，例如Dst-III石油含水电脱分析仪。
电脱法的分析液量大、分析速度快，操作简单、无“二次采样”误差以及安全可靠等优点使其备受青睐。
但是电脱法同样存在着一些缺点，如在脱水过程中，油样需要加温，易使原油剧烈沸腾而外溢，与带电的内、外电极裸露的金属部分触碰，易引起电击危险。
图2为原油含水电脱分析仪结构示意图。
图2 原油含水电脱分析仪结构示意图1.3卡尔·费休法卡尔·费休法是实验室中标准的微量水分测试方法，对于有机液体，是国际国标方法《原油水含量测定卡尔费休库仑滴定法(GB/T 11146-2009 )。
利用场量旋转变换的电容层析成像灵敏度系数简易计算方法唐凯豪;胡红利;李林;王小鑫【摘要】为减少电容层析成像(Electrical Capacitance Tomography,ECT)传感器灵敏度系数计算过程的烦琐程度,提出了利用电势函数旋转变换计算二维ECT传感器灵敏度系数的场量旋转变换方法.首先分析了ECT传感器场的特点,基于矩阵函数微分理论推导得出了ECT敏感场的旋转对称性表达式,并据此提出了适用于正问题数值解的灵敏度系数计算方法以及成像区域的均匀剖分算法.该方法运用二元函数的旋转变换,仅通过一次数值计算即可求解传感器的二维灵敏度系数,计算过程较传统场量提取法更加简便.之后,比较了运用提出的方法和传统场量提取法计算的ECT 灵敏度系数,并通过仿真与实测实验比较了基于上述两种灵敏度系数矩阵的图像重构结果.实验结果表明,提出的方法与传统方法的灵敏度系数矩阵计算结果吻合,运用提出的方法重构的图像与传统灵敏度系数矩阵重构图像吻合,提出的方法正确且有效.【期刊名称】《西安交通大学学报》【年(卷),期】2019(053)003【总页数】7页(P75-80,87)【关键词】电容层析成像;灵敏度系数计算;场量旋转变换;电容层析成像正问题【作者】唐凯豪;胡红利;李林;王小鑫【作者单位】西安交通大学电气工程学院,710049,西安;西安交通大学电气工程学院,710049,西安;西安交通大学电气工程学院,710049,西安;西安石油大学电子工程学院,710065,西安【正文语种】中文【中图分类】TN911.7电容层析成像(Electrical Capacitance Tomography,ECT)技术是一种过程层析成像技术,通过测量安装在管道外壁的电容传感器阵列的电容值来反演管道内的介质分布。
该技术具有传感器非侵入、结构简单、造价低廉等优点,因而被广泛应用于需要对多相流参数监测与可视化的工业过程中,如电力工业、石油工业、化工等行业。
基于Pcap01的ECT数据采集系统及图像重建ECT Data Acquisition SystemBased on Pcap01 and Image Reconstruction学院：专业班级：学号：学生姓名：指导教师：年月摘要电容层析成像技术（ECT）作为过程层析成像技术（PT）的一种，是基于电容敏感机理的过程成像技术，其因结构简单，成本低，非侵入，响应速度快，非辐射等优点，近几年成为了过程层析成像技术的发展主流以及研究热点。
大部分ECT技术中的电容数据采集方法以分立元件居多，但其拥有结构复杂，指标性能差等缺点。
集成电路的方法由于其机构简单性能优良，更适合应用于实验室或工业生产中。
本文主要关于基于Pcap01的ECT数据采集系统以及ECT技术中图像重建系统和成像算法两个方面的简要介绍。
在本次数据采集系统设计方案中，包括了主控电路，电容测量电路，电容选择电路和显示电路，为了解决微小电容检测这一难点，系统采用Pcap01芯片作为电容测量芯片。
主控电路中采用STM32F103VCT6主控芯片来控制测量系统。
为了避免复杂开关列阵式控制，系统中采用16 8矩阵式模拟开关CH446作为选择电路，最终将采集出来的多路电容通过液晶屏显示出来。
图像重建算法是ECT系统中较为关键的一部分，是改善土建重建质量的重要因素。
在本文中将对典型的两种ECT图像重建算法的简要分析。
关键词：Pcap01；STM32；图像重建AbstractElectrical capacitanc tomography (ECT) is a kind of PT technique based on the sensitive principle of capacitance,and it has been the most popula research direction and the main development technique of PT, due to its many distinct advantages such as no radiation , hige speed of response , simple structure , low cost , wide application range, better safety and so on.Most of the ECT system using discrete components, discrete components integrated, complex structure, and performance indicators, integrated circuits method is more suitable for the capacitive data acuisition system in the laboratory or industrial use.This article briefly describes the data acquisition system for ECT based Pcap01 and some instrutiong about ECT image reconstruction technology systems and imaging algorithms brief two aspects. The system includes a main control circuit, the capacitance measurement circuit, capacitance selection circuit and display circuit. In STM32F103VCT6 main chip, the system used to control the measurement system. Pcap01 capacitance measurement chip to measure the small capacitance. 128 analog switch matrix CH446 as a selection circuit, to avoid the complexity of the switch array control. Multi-channel capacitance will eventually be collected out of the LCD.Image reconstruction algorithm is an important factor to improve the image reconstrution quality in ECT system research.In this paper I will make some analysis about the two typical ECT image reconstruction algorithm .Keywords: Pcap01; STM32; image reconsruction目录摘要 (I)Abstract ...................................................................................................................................... I I 第1章绪论 (1)1.1 ECT系统研究意义和背景 (1)1.2 ECT技术原理分析及系统组成 (2)1.3 研究内容及主要工作 (3)第2章设计思想及方案 (4)2.1数据采集技术难点和问题 (4)2.2 传统测量方法 (5)2.3 系统整体方案 (7)第3章数据采集系统的硬件设计 (9)3.1电容传感器 (9)3.1.1 测量原理 (9)3.1.2 Pcap01芯片的主要特点 (9)3.1.3 Pcap01的工作模式 (10)3.1.4 Pcap01的连接 (11)3.2主控电路 (12)3.3矩阵开关 (15)3.4显示电路 (16)3.4.1液晶介绍 (16)3.5 元件间的通讯 (17)3.5.1 Pcap01与STM32的通讯 (17)3.5.2液晶与STM32的通讯 (18)第4章数据采集系统的软件设计 (20)4.1系统总体设计 (20)4.2电容传感器模块 (21)4.2.1电容传感器的配置 (21)4.2.2 I2C配置 (23)4.3矩阵开关模块 (24)4.4显示模块 (25)4.4.1 SPI配置 (25)4.4.2 液晶控制流程 (27)第5章系统调试 (27)5.1系统硬件调试 (27)5.2系统软件调试 (30)第6章ECT技术图像重建算法 (32)6.1 线性反投影LBP算法 (32)6.2 迭代算法 (34)第7章结论 (36)参考文献 (37)致谢 (39)附录 (40)附录1部分程序代码 (40)附录2 原理图 (45)第1章绪论1.1 ECT系统研究意义和背景在当今社会现代科技迅猛发展的浪潮中，数据采集系统占据了一支主流，它有着可采用电气量和非电气量的双重优势，以其强大的通用性得到了迅速的发展。
电容层析成像仪器（ECT）
电容层析成像技术（ECT，Electrical Capacotance Tomography）是过程层析成像技术（PT，Process Tomography）的一种，是20世纪80年代后期在医学CT技术基础上形成和发展起来的。
原理是根据被测物质各相具有不同的介电常数，当各相组分分布或浓度分布发生变化时，将引起混合流体等价介电常数发生变化，从而使测量电极对间的电容值发生变化，在此基础上，利用相应的图像重建算法重建被测物场的介电分布图。
ECT因具有快速、无损、廉价，灵活，兼容标准软件等优点而被认为是一种具有广阔发展前景的过程成像技术。
电容层析成像技术在国内现处于实验室研究阶段，离工业应用还有一段距离，上海沃埃得贸易有限公司引入了国外供应商提供的仪器来满足国内各高校、研究所的不同需求。
m3c 是一款高精度电容层析成像仪。
由 ITS 基于过程层析成像技术设计和开发，面向全球每个主要大洲的客户供货，多年以来通过汲取客户反馈实现了性能和功能改进。
m3c 主功能是电容层析成像，尽管也可以进行信号的实部和虚部测量。
m3c 仪使用高品质同轴电缆和Windows操作系统软件，通过 USB 连接到 ITS 传感器。
工作频率为 1MHz，工作电压是峰间为 18V 的 AC 正弦波电压磁励。
系统灵敏度为 0.01 － 1 pF，使用单面传感器。
可以每秒 50 帧的速度获取数据（使用 12 电极传感器平面，工作频率为500 kHz）。
用户可以选择
•标准工作模式或者高介电重构模式，该模式可在高湿度环境下采集数据
•针对单平面、双平面或者三平面的传感器配置
目前，m3c 使用圆形传感器配置。
传感器的直径范围为 7 到 600mm。
应提供通过 Ex 认证的层析成像仪，这类层析成像仪允许将传感器放置在危险环境中（ATEX 认证为 Ex mb IIC T4 或者 T3 Gb）。
上海沃埃得贸易有限公司。
