2015 年 4 月 15 日

一、国内外对本课题研究动态,选题的依据和意义:
(一)国内外对本课体研究动态
国产的油品含水测量仪表种类较多，在这里简单举例介绍一下，如：利用高频电磁波谐振状态原理来测量油品（成品油）水分的 BXH-A 型便携式油品含水测定仪，适用于石化行业的井口管线和实验室做样、成品油高精度含水率测量及各种回收油的含水率测量。还可根据用户要求改装后检测油罐车中油品的含水量。该仪表设计轻巧、精度高、稳定可靠，使用方便、是快速测量油品含水率的首选。采用磁化破乳技术的 XDGN 型系列油品含水测定仪，可以使油水快速分离，达到快速测定的目的。该仪器设有油水器上升控制探头，当油水气体在冷凝管内超过规定的高度时，可自动关闭加热源供电，并自动启动风机快速给加热源降温，消除发热源的温度惯性，让油水气体高度控制在规定范围处，达到精确测定的目的。
国外油品含水分析仪表的功能较多、质量过硬、但因其价格为国内同类产品的价格的 3倍以上，所以在国内应用也较少。在测量的油品含水量较低时，国外技术主要采用微波法和电容法，这两种方法使油品含水分析功能的分辨率高，测量稳定性高，从而通过内置的温度传感器就可实现实时的温度在线补偿。
目前，已经有许多厂家开始研制基于电磁波法和微波法等的含水分析仪，相信在不久的将来会逐步采用射线法进行油品含水的在线分析测量。市场上标称计量准确度可以达到国标要求的国内外含水分析仪近 20 种，不仅计量准备性和运行稳定性较以往大为提高，而且日趋轻便化、智能化、自动化、菜单提示式的软件设置技术已经广为采用。在这些含水计量仪表种，有利用数字电路技术客服模拟电路漂移老化问题的，有利用界面友好的菜单提示式窗口软件简化仪表测试过程的，有利用计算机或智能芯片实现温度、密度等参数在线自动补偿的，所有这些都说明含水计量技术正进入新的发展时期。
结合现有油品含水测量技术现状，未来我国油品含水测量技术将逐渐与国际对接。目前，已有许多技术开发人员开始着手微波法和电磁波法等原理含水测量分析的研制工作，油品含水测量的发展趋势主要向高精度、快速化、智能化和综合自动化化方向发展，从而提高油品含水的在线测量精度、速度，从而降低工人劳动强度和提高生产效率，不久之后将取代低能源法等技术测量手段，成为主要的含水分析仪在线仪表。
(二)依据和意义
油品含水量计量直接影响到油品的开采、销售、冶炼技术等，如果不能准确检测出油品中的含水量，就会直接导致错误分析油井及油层的动态状况，从而破坏电脱水器中的电场，降低脱水效果，给油品的集输造成很大的浪费，如在长距离运输时，每运输约 1％的无用水分，就浪费大量的物资，而在冬季运输时高含水油品有被冻住的危险。在油品炼制过程中，由于水汽化潜热很大，油品含水量的增加将导致加工过程中燃料和冷却水消耗的增加，并易引起突沸等恶性事故。油品的含水量直接影响着油品的质量和油品的开采的成本。如能有效地测定开采过程中油品的含水量并采取相应的控制措施，则可达到提高效率和降低成本的目的。连续测量油品的含水量是油品在开采、集输、脱水、计量、产量、销售等过程中急需解决的技术问题。实现油品含水量的精确在线测量。对于确定出油及出水层位，预测油井的开发寿命和估计其产量以及油品的质量控制、油井的工作状态检测、降低成本和采油生产自动化等方面都具有重要的实用应用价值及意义。油品含水量计量装置的研制和生产，一直受到世界各国的广泛关注。
二、研究的基本内容,拟解决的主要问题:
研究的基本内容
本设计从微波技术测量油品含水率的原理性出发，设计了适合使用的油品含水率测量系统，所完成主要工作设计以AT89S52为核心微控制器以及由电流/电压转换电路、信号放大电路、模/数转换电路、显示和键盘电路、系统的电源电路等组成的系统。该油品含水率测量仪可以精确测得油品管道及油样中油品的含水率、介质温度、压力、流量等多种重要参数。针对仪表传感器受温度影响的缺点，本仪表设计并采用温度分区修正法，从而有效地克服了这一缺点。
研究难点及预期目标
难点：方案的设计
预期目标：确定方案，确定以单片机为核心，采用微波法测量油品高含水量的技术方案。对微波法测量油品含水量的原理进行详细的分析与讨论。设计适合测量的信号电流/电压转换电路、放大电路、模/数转换电路等，完成了石油含水率测量系统的设计。

三、研究的步骤、方法、措施及进度安排
研究的内容
本设计仪表的硬件部分采用AT89S52单片机作为中央处理器（CPU），设计适合信号测量的电流/电压转换电路、放大电路、模/数转换电路等，完成油品含水率测量系统的硬件设计。同时给出系统的软件设计的部分程序。本系统具有测量速度快，检测精度高，而且自动化程度高，易于集成化，产品化，使用方便等特点，因此可以被广泛的应用于各个领域。
研究的方法
引用差压变送器，以微波法测量为基础，采用单片机技术，不仅保证测量的精度和速度，而且还加上温度传感器与流量传感器，辅以一定的测量电路，通过单片机处理，便可实现多种功能同时测量，无论从经济角度、实用角度、工程角度上说微波法测量油品含水量都是一种可选的方法。

进度安排
1）12.6—1.10： 查阅相关资料，了解油品含水率测试系统设计方面国内外研究的发展动态，形成对毕业设计课题设计工作的整体构思，并撰写出开题报告；
2）1.11—2.10：设计油品含水量检测传感器及测试电路，查找与课题相关英文资料并进行翻译；
3）2.11—3.20：完成硬件电路各模块设计，绘制各模块电路原理图，列出元器件明细表；
4）3.21—4.18：检测算法设计，编写对应的软件流程图和算法控制程序；
5）4.19—4.30：严格按学院论文格式撰写论文，提交初稿；
6）5.1—5.15：论文评阅及修改；
7）5.16—5.20：制作PPT准备论文答辩。