CN104353624B - 管段式在线含水分析仪擦除机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种管段式在线含水分析仪擦除机构，它包括控制电路和执行机构，执行机构在控制电路控制下动作，执行机构包括与含水分析仪内部检测液体相隔离的隔离传动机构、用于清除含水分析仪探棒表面污垢的刮除机构，所述刮除机构包括刮除环支撑结构、套在探棒上的刮除环，刮除环支撑结构与刮除环相连，隔离传动机构带动刮除环支撑结构往复运动，从而使刮除环沿探棒作往复运动。能有效清除含水分析仪探棒表面污垢。运行时分为两种模式，连续运行模式下执行机构带动刮除环反复上下运动进行擦除。可控运行模式下，控制电路接收到开始运行信号控制刮除环上下运行一次结束运行。
Description
技术领域
本发明涉及一种能够自动清理管段式在线含水仪探棒的擦除机构，避免了探头因粘连杂质而造成的数据不准确的现象，提高了测量的准确性和稳定性。
背景技术
在油田或者其他领域，电容式在线含水仪已有应用，该类型的仪表一般采用同轴电容器的原理进行测量，根据油水混合物介电常数的不同来测量介质中的含水率。但实际应用中经过长时间的使用，由于介质中含有杂质或者介质粘度较大而粘连在探棒上，这就造成了测量结果的误差。在这种情况下，仪表经过一段时间的使用后，就需要进行探棒的清理。但清理探棒就势必需要停止管线输油并拆卸仪表，这就给用户造成不必要的损失和时间上的浪费。目前，现有技术中尚没有此类清理探棒的装置有报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有电容式在线含水仪因探棒沾油而造成数据误差的情况，设计了一种能够在正常工作中自动清理探棒表面污垢的擦除机构，保证了仪表长期使用时不会受探棒沾油的影响而产生误差。
为了解决上述问题，本发明采用以下方案：
一种管段式在线含水分析仪擦除机构，其特征在于：它包括控制电路和执行机构，执行机构在控制电路控制下动作，执行机构包括与含水分析仪内部检测液体相隔离的隔离传动机构、用于清除含水分析仪探棒表面污垢的刮除机构，所述刮除机构包括刮除环支撑结构、套在探棒上的刮除环，刮除环支撑结构与刮除环相连，隔离传动机构带动刮除环支撑结构往复运动，从而使刮除环沿探棒作往复运动。
所述刮除环整体为镂空结构，环体上半部分为刮除部分，刮除部分为斜面且设有若干个调节缝隙，环体连有若干条连接筋，连接筋端部为倒刺结构，倒刺结构与刮除环支撑结构相连接。
所述刮除环与探棒接触部分内径小于探棒外径。
所述隔离传动机构由电机、轴径转换器、主动磁性联轴器、从动磁性联轴器、主动轴、隔离传动外壳、主动齿轮、从动齿轮、磁钢、齿条组件组成，隔离传动外壳用于将传动机构与外部隔离，电机与轴径转换器相连，轴径转换器与主动磁性联轴器相连，从动磁性联轴器与主动轴相连，主动轴端部装有主动齿轮，主动齿轮与从动齿轮上层啮合，从动齿轮下层与齿条啮合，齿条上装有磁钢和刮除环支撑结构。
本机构与现有技术相比具有以下有益效果：能有效清除含水分析仪探棒表面污垢。运行时分为两种模式，连续运行模式下执行机构带动刮除环反复上下运动进行擦除。可控运行模式下，控制电路接收到开始运行信号控制刮除环上下运行一次结束运行。
附图说明
图1为在线擦除机构结构示意图
图2为刮除环未安装状态结构示意图
图3为刮除环安装状态结构示意图
图4为在线擦除机构逻辑控制电路的示意图。
具体实施方式
参见图1，一种能够自动清理探棒的在线擦除机构，整机包括执行机构和控制电路1，执行机构在控制电路1控制下动作，执行机构包括与含水分析仪内部检测液体相隔离的隔离传动机构、用于清除含水分析仪探棒表面污垢的刮除机构。
隔离传动机构由电机4、轴径转换器5、主动磁性联轴器6、从动磁性联轴器7、主动轴8、隔离传动外壳9、主动齿轮13、从动齿轮14、磁钢2、齿条3组件组成。隔离传动外壳9用于将传动机构与外部隔离，以防止含水分析仪内部的检测液体渗入，隔离传动外壳9固定在安装底板12上，电机4与轴径转换器5相连，轴径转换器5与主动磁性联轴器6相连，从动磁性联轴器7与主动轴8相连，主动轴8上装有轴承，主动轴8端部装有主动齿轮13，主动齿轮13与从动齿轮14上层啮合，从动齿轮14下层与齿条3啮合，齿条3上装有磁钢2和刮除机构，磁钢2与霍尔传感器构成行程限位部件。
参见图2、图3，刮除机构包括安装在齿条3上的刮除环支撑结构17、套在探棒15上的刮除环16，刮除环支撑结构17与刮除环16相连。刮除环16整体为镂空结构，环体上半部分为刮除部分，刮除部分为斜面且设有若干个调节缝隙18，环体下半部分内径大于上半部分内径，环体连有若干条连接筋19，连接筋19端部为倒刺结构，倒刺结构与刮除环支撑结构17相连接。
为了保证刮除环16与探棒15的充分接触，刮除环16与探棒15接触部分内径小于探棒15外径，通过刮除环16刮除部分的调节缝隙18，使探棒15将接触面撑开，利用刮除环16自身弹性保证二者充分接触从而达到擦除的效果。
为了保证刮除机构能有效清除探棒上的污垢，可在探棒上设置2或2个以上的刮除机构，本实施例对称设置了两个刮除机构，通过两个位置互补的刮除环16达到彻底清除污垢的目的。
电机4在控制电路控制下转动，带动主动磁性联轴器6转动，主动磁性联轴器6通过磁耦合带动从动磁性联轴器7转动，通过齿轮齿条结构的传动带动刮除环支撑结构17上下运动，从而使刮除环16沿探棒15往复运动。
控制电路包括逻辑控制电路、电机驱动电路81。逻辑控制电路与电机驱动电路81相连。逻辑控制电路提供可控和连续两种运行方式，连续运行模式下执行机构带动刮除环反复上下运动进行擦除。可控运行模式下，控制电路接收到开始运行信号控制刮除环上下运行一次结束运行。逻辑控制电路包括一个JK触发器、两个D触发器、两个霍尔传感器。通过电机驱动电路81控制电机运行从而带动刮除环上下运动，通过JK触发器控制刮除环运行方向，通过霍尔传感器控制刮除环运动行程，通过D触发器实现可控单次运行。
参见图4，逻辑控制电路主要包括霍尔传感器11、霍尔传感器21、JK触发器61、D触发器41、D触发器71、MOS管101。
霍尔传感器11、21的输出端分别与JK触发器61的J、K引脚相连，同时霍尔传感器11、21的输出端和与门51输入端相连，与门51输出端与JK触发器61的CLK引脚相连，JK触发器61输出端与电机驱动电路81相连，从而控制电机在行程范围内往复运动。
与门51输出端和非门31相连，非门31输出端与D触发器41的CLK引脚相连。外部控制信号CONTROL同时与D触发器41和D触发器71的复位引脚CLR相连，控制D触发器41与D触发器71的复位操作，从而控制电机的运行。D触发器41与D触发器71的反向输出端分别与自身的D输入端相连，D触发器41的反向输出端与D触发器71的CLK引脚相连，D触发器71的反向输出端与模式选择接口91的C脚相连，做为可控模式下控制信号输出。模式选择接口91的A脚通过电阻与电源正极相连，B脚与MOS管101门级相连，MOS管101的源级与GND相连，漏极与电机驱动电路81相连。
将模式选择接口91的A、B脚短接，MOS管101导通，电机工作在连续运行状态；将其B、C脚短接，MOS管101受D触发器71的反向输出端控制，电机工作在可控运行状态。
当霍尔传感器11感应到磁钢2，霍尔传感器11输出低电平，同时与门51输出一个下降沿，JK触发器61输出电平发生翻转进而控制电机驱动电路使电机向相反方向运行。霍尔传感器21动作过程与此相同。
在可控运行状态下，D触发器41和D触发器71构成二进制加法器，与门51输出信号通过反相器31作为加法器的计数输入信号，控制信号CONTROL通过CLR引脚输入，当控制信号出现低电平脉冲时，加法器复位，加法器输出为高电平，MOS管101导通电机驱动电路81开始工作，电机经过一个周期的运行，反相器31将输出2个下降沿信号，加法器接收到两个计数脉冲输出低电平，MOS管101截止，电机驱动电路停止工作，至此完成上下各一次的擦除动作。
Claims (8)
1.一种管段式在线含水分析仪擦除机构，其特征在于：它包括控制电路和执行机构，执行机构在控制电路控制下动作，执行机构包括与含水分析仪内部检测液体相隔离的隔离传动机构、用于清除含水分析仪探棒表面污垢的刮除机构，所述刮除机构包括刮除环支撑结构（17）、套在探棒(15)上的刮除环(16)，刮除环支撑结构(17)与刮除环(16)相连，隔离传动机构带动刮除环支撑结构(17)往复运动，从而使刮除环(16)沿探棒(15)作往复运动，所述刮除环（16）整体为镂空结构，环体上半部分为刮除部分，刮除部分为斜面且设有若干个调节缝隙(18)，环体连有若干条连接筋(19)，连接筋(19)端部为倒刺结构，倒刺结构与刮除环支撑结构(17)相连接。
2.如权利要求1所述的一种管段式在线含水分析仪擦除机构，其特征在于：所述刮除环（16）与探棒(15)接触部分内径小于探棒(15)外径。
3.如权利要求1或2所述的一种管段式在线含水分析仪擦除机构，其特征在于：所述隔离传动机构由电机（4）、轴径转换器(5)、主动磁性联轴器(6)、从动磁性联轴器(7)、主动轴(8)、隔离传动外壳(9)、主动齿轮（13）、从动齿轮(14)、磁钢(2)、齿条(3)组件组成，隔离传动外壳(9)用于将传动机构与外部隔离，电机(4)与轴径转换器(5)相连，轴径转换器(5)与主动磁性联轴器(6)相连，从动磁性联轴器(7)与主动轴(8)相连，主动轴(8)端部装有主动齿轮(13)，主动齿轮(13)与从动齿轮(14)上层啮合，从动齿轮(14)下层与齿条(3)啮合，齿条(3)上装有磁钢(2)和刮除环支撑结构(17)。
4.如权利要求1所述的一种管段式在线含水分析仪擦除机构，其特征在于：所述的控制电路设有一个JK触发器、两个D触发器、两个霍尔传感器、一个MOS管，JK触发器控制电机运行方向，D触发器构成加法器控制电机单次运行。
5.如权利要求1所述的一种管段式在线含水分析仪擦除机构，其特征在于：控制电路包括逻辑控制电路、电机驱动电路，逻辑控制电路与电机驱动电路相连，逻辑控制电路中霍尔传感器一（11）、霍尔传感器二(21)的输出端分别与JK触发器(61)的J、K引脚相连，同时霍尔传感器一（11）、霍尔传感器二(21)的输出端和与门（51）输入端相连，与门(51)输出端与JK触发器(61)的CLK引脚相连，JK触发器(61)输出端与电机驱动电路(81)相连，从而控制电机在行程范围内往复运动。
6.如权利要求5所述的一种管段式在线含水分析仪擦除机构，其特征在于：所述与门（51）输出端和非门(31)相连，非门（31）输出端与D触发器一(41)的CLK引脚相连，外部控制信号CONTROL同时与D触发器一(41)和D触发器二(71)的复位引脚CLR相连，控制D触发器一（41）与D触发器二（71）的复位操作，从而控制电机的运行，D触发器一（41）与D触发器二(71)的反向输出端分别与自身的D输入端相连，D触发器一(41)的反向输出端与D触发器二（71）的CLK引脚相连，D触发器二（71）的反向输出端与模式选择接口(91)的C脚相连，做为可控模式下控制信号输出，模式选择接口（91）的A脚通过电阻与电源正极相连，模式选择接口（91）的B脚与MOS管(101)门级相连，MOS管(101)的源级与GND相连，漏极与电机驱动电路(81)相连。
7.如权利要求6所述的一种管段式在线含水分析仪擦除机构，其特征在于：模式选择接口（91）的A、B脚短接，MOS管101导通，电机工作在连续运行状态；模式选择接口(91)的B、C脚短接，MOS管(101)受D触发器二(71)的反向输出端控制，电机工作在可控运行状态。
8.如权利要求1所述的一种管段式在线含水分析仪擦除机构，其特征在于：所述刮除机构为对称设置的两个刮除机构。
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