管輸油品電荷密度測(cè)量裝置的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、石油制品的運(yùn)輸和轉(zhuǎn)移，很大一部分靠管道輸送，由于不同材料對(duì)電荷吸附能力不同，油品在管道內(nèi)運(yùn)輸時(shí)會(huì)因產(chǎn)生雙電層而攜帶電荷，當(dāng)流速到達(dá)一定數(shù)值時(shí)，大量的電荷隨油流所產(chǎn)生的沖流電流會(huì)對(duì)運(yùn)輸安全產(chǎn)生很大的威脅。油流的速度、油品的電導(dǎo)率、油品攜帶雜質(zhì)的情況以及管道的材料和長(zhǎng)度都會(huì)對(duì)油品的帶電情況產(chǎn)生影響。
　　 靜電因其高電壓、微電流和易受干擾的特點(diǎn)，測(cè)量較為困難。在靜電測(cè)量的實(shí)現(xiàn)方式上，靜電電位的測(cè)量是一個(gè)重要參量，在測(cè)量的過程中，要考

2、慮高壓擊穿和儀器本身對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。本文通過對(duì)油品靜電規(guī)律的研究，提出一個(gè)針對(duì)管輸油品電荷密度測(cè)量的內(nèi)置式感應(yīng)電極，置入輸油管道的內(nèi)部進(jìn)行測(cè)量，解決接觸式測(cè)量中電荷泄露的問題。文中建立了電極在管道內(nèi)的三維模型，導(dǎo)入到仿真軟件中，以實(shí)際測(cè)量要求選定初始條件和邊界條件，模擬出了測(cè)量電極在管道中的電勢(shì)分布情況，以此為依據(jù)，設(shè)計(jì)了油品靜電電位信號(hào)的導(dǎo)出電路，采用串聯(lián)電容分壓、反向比例電路相結(jié)合的方式將高壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為低壓信號(hào)，再經(jīng)過低通濾波和過

3、壓保護(hù)電路輸送至采集卡進(jìn)行信號(hào)采集，實(shí)現(xiàn)了內(nèi)置電容耦合式電極對(duì)靜電電位的檢測(cè)。
　　 為檢測(cè)內(nèi)置電容耦合式電極的實(shí)用性和有效性，在實(shí)驗(yàn)室條件下設(shè)計(jì)并構(gòu)建油品靜電特性實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了靜電的產(chǎn)生、鏡像電流的測(cè)量及電荷密度標(biāo)定的功能。利用油品通過過濾器時(shí)很容易產(chǎn)生大量靜電使油品帶電，在檢測(cè)系統(tǒng)中將儲(chǔ)存帶電油品的油罐絕緣隔離，并經(jīng)過nA級(jí)電流放大器模塊接地，將油罐對(duì)地的泄漏電流轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)輸送至采集卡，結(jié)合流量計(jì)讀數(shù)標(biāo)定油品中的電荷密