一、產品概述

H7600ZS基本型原油在線插入式含水分析儀是我公司結合多年油田產品研制生產經驗研發成功的放射性儀表替代產品，現已在吉林油田、新疆油田投入批量使用，用于單井和聯合站原油含水率的在線測量。

采用雙射頻電容式的原理，有效減小了不同礦化度和油水密度偏差造成的測量誤差，這種原理無任何輻射及放射性元素。

我們針對化工類市場，推出了微量含水測量產品，可測量成品油、苯類及其它有機液體中水份的含量，儀器的測量分辨率達到 0.01%，溫度穩定度達到 0.002%水/℃。

適用范圍：

· 原油含水率的在線測量包括高含水、低含水原油和外輸原油；

· 成品油、機油、潤滑油微量水分在線測量；

· 其它腐蝕性極強的含水液體介質測量。

產品特點：

· 采用雙射頻電容式原理，非接觸測量，無活動部件，既保證了很高的測量分辨率，又具有很強的油品適應性；

· 儀器探頭采用 316 不銹鋼加F4 的組合，可適應酸、堿性液體和包括甲苯等有機溶劑在內的絕大多數被測介質；

· 一次儀表為插入式法蘭連接結構，可直接替換油田早期安裝的放射性含水率儀表；

· 內置溫度傳感器，儀器無需外接溫度變送器便可進行溫度測量顯示和對含水率測量結果進行溫度補償；

· 中文文字+數字就地顯示，獨 創 3 鍵非接觸式按鍵，極大方便了用戶對隔爆類防爆表頭儀表的操作；

· 智能通信，軟件可現場升級。

· 產品無機械活動部件，加上防粘油的表面處理工藝，確保儀器長期工作可靠和免維護運行。

· 安裝方便快捷，無前后直管段的要求，對流態流速不敏感。

二、性能參數

· 工作電源：DC24V

· 信號輸出接口：4~20mA 電流 或 RS485/MODBUS 通信

· 電氣連接：M20 內螺紋

· 儀器分辨率達 0.01%，測量精度如下：

量程 0~3%：實時精度 ±0.1%，

量程 3~10%：實時精度 ±0.5%，

量程 10~100%：精度 ±1.5%；

· 介質溫度：0~160℃；介質壓力 < 6MPa；

· 防爆等級：ExdⅡCT6；

· 防護等級：表頭IP65，傳感器IP68；

· 安裝方式：插入式，GB/JB/HG 法蘭標準可選, DN50/PN2.5MPa 法蘭或定制。

三、安裝準備

3.1 安裝前應進行如下工作：

a) 按裝箱單清點儀器和隨箱物品； b)仔細閱讀說明書；

c)儀器外觀是否完好，所有零件有無損壞和丟失。

3.2 確認工藝現場是否具備本章第四條規定的安裝條件，進行相應工藝改造。

3.3 接線時首先打開含水分析儀盒蓋，處理時應注意保護隔爆結合面，不得發生碰撞，從進線裝置卸下壓緊螺母、墊圈及密封圈，然后按照壓緊螺母-墊圈

-密封圈-墊圈的順序套在電纜上，調整好進線長度，擰緊壓緊螺母。

3.4 原油含水分析儀的安裝應符合GB3836.5-2000《爆炸性氣體環境用電氣設備 第十五部分：危險場所電氣安裝（煤礦除外）》標準規定。

四、安裝條件及方法1、外形尺寸:

在線插入式含水分析儀（圖 1）

2、安裝方式：

插入式原油在線含水分析儀安裝方式：

插入式原油在線含水分析儀通過法蘭安裝到分離器出口的電動壓油閥（排液閥門）后面。

分離器計量結束后，電動壓油閥打開，分離器中原油通過管道，流經含水分析儀的測試探頭，然后進入平衡罐或后級輸油管線。

a) 含水分析儀插入的彎管的有效直管段長度必須大于 220mm，這樣才能保證測試探頭部分正常計量，否則會產生一定的計量誤差；

b) 含水分析儀插入部分管道應采用內徑 50mm～60mm 的管道，這樣壓油速度可以得到保證；

C) 標準的DN50 法蘭安裝方式，探頭迎著液體流動的方向插入，對于斜插在管道上的儀表，儀表的探頭開口最 好正對來液方向。

具體方式見下圖：

（圖 2）

（圖 3）

 （圖 4）

五、現場接線

接線端子圖如下：

S_IN：備用狀態量輸入信號，可作為儀表啟動/停止信號，在單井計量應用時接入分離器排液狀態信號；

GND:DC24V 直流電源地和各電流信號的地端；

TEMP_OUT： 溫度輸出， 溫度信號 4 ～ 20mA 電流信號輸出端， 可以為DCS/RTU/PLC 提供與溫度輸入電流信號完全一致的 4～20mA 電流信號；

W_OUT: 含水輸出，含水率測量結果 4～20mA 輸出端。4mA 對應 0%（或“含水下限”）含水，20 mA 對應儀表參數“發送量程/含水上限”對應的含水率；

a) 在含水分析儀設置為實時含水率測量方式時，該輸出隨原油含水率變化輸出瞬時含水率測量結果；

b) 在含水分析儀設置為平均含水率測量方式時，該輸出只在每次壓油計量過程結束后改變一次，輸出本次液位加權平均含水率計算結果，然后一直維持不變，直到下次含水率測量完成；

COUNT_IN：脈沖流量計接入，備用； TX+/TX-：RS485 通信接口；

TEMP_IN：溫度輸入，從溫變接入 4～20mA 的電流信號，在單井計量應用時為液位信號接入；

PRESS_IN：壓力輸入，備用；

+24V: DC24V 直流電源輸入端,電流小于 80mA； 注意事項：

a) 在安裝前，請先確認含水分析儀各個連接部分無松動；

b) 本含水分析儀為隔爆產品，危險區使用時請保證在斷電情況下現場接線，并且在通電情況下禁止開蓋維護；

c) 儀表電源和信號電纜芯線為 SRVVP4X1mm2 規格，導線通過防爆柔性軟管穿入含水分析儀接線盒；

d) 引入裝置的電纜須用密封圈密封，密封圈采用邵氏硬度 45-55 的橡材料制造，并通過 GB3836.1 規定的老化試驗合格，密封圈使用的最小信號電纜外徑為 9mm；

e) 儀表自帶溫度測量功能，儀表上電時會自動檢測接線端子的“溫度輸入”端子是否有溫度信號輸入,如果有，使用外接的溫度信號，如果沒有接線， 使用儀表內部自帶的溫度信號；

f) 表頭裝好前不要插上接頭，需扳手固定住表頭接頭部位，旋轉表頭連接, 不能擰動表頭接頭，防止損壞傳感器，如需調整表頭方向，要先拔下表頭接頭，調整好后再插上。

六、現場標定

原油在線含水分析儀安裝完成后，只需要用磁棒設置“工作模式”、“溫度量程”、“原油標密”幾個參數就可投入正常使用；“全水標定”項在出廠時已經由廠家進行標定，一般現場不需要再次標定即可達到設計精度，如果想要精度更高則可以用由現場原油中分離出來的廢水進行標定；“全油標定”需要現場標定，標定前需要先準備一定量的該區塊的原油，并且原油含水率應小于 0.1%，保證含水分析儀的測量探頭部完全淹沒在原油中 1~2 分鐘后標定，這期間內需要保證原油不凝固，否則會影響儀表測量精度。如果現場不具備現場標定的條件，用戶可以取不小于 10 組對比數據（即儀表顯示含水值與實際化驗含水值的對比參數），做好記錄，然后通知我公司，由我公司調試工程師到現場進行儀表參數的修正；參數標定操作詳見第九章“參數設置操作說明”。

七、維護和保養

7.1. 定期檢驗電纜引入裝置中密封圈的彈性，如因老化失去彈性，必須用同種規格（尺寸、硬度）的零   件更換，不得用其他替代產品。

7.2. 定期用 500MΩ兆歐表檢驗絕緣電阻，其值不得小于 20MΩ。

7.3. 維護保養時，注意保護隔爆面，所有隔爆面不得有損傷和銹蝕。裝配式隔爆面涂 204-1 防銹油。不要弄臟和損壞密封圈。

7.4. 一切維修、保養等工作均須在切斷電源后進行。

八、隨包裝文件

①產品合格證一份；

②產品使用說明書一份；

③裝箱單一份。

九、參數設置操作說明1、系統上電

系統上電顯示參數畫面如下：

其中包含“實時含水”、“平均含水”、“當前溫度”,幾個測量數據，系統出廠設置為實時含水率輸出方式，“實時含水”率測量輸出結果為實時檢測到的瞬時體積含水率，主畫面顯示如下：

儀表根據當前含水率測量結果，轉換為 4-20mA 的電流輸出信號，對于實時含水率測量方式，含水電流代表瞬時體積含水率。

“當前溫度”是當前管道內部油水混合物溫度值。

2、計量過程顯示（定制，普通型無此項功能）

當系統設置為加權平均含水率測量方式時，一旦分離器液位上升到上液位開關，RTU 控制器打開壓油閥，進入壓油狀態，并給含水分析儀壓油起始信號。這時候含水分析儀開始進入加權平均含水計量過程。

含水分析儀在壓油過程中，顯示畫面將自動從主畫面切換到平均含水計量過程顯示畫面，該畫面如下（見下頁）：

該畫面顯示分離器液位下降過程中含水率的變化，畫出分離器液位-含水率曲線圖。通過該曲線圖可以對分離器內部的含水率分層情況一目了然。

當分離器液位一旦下降到下液位開關之下，RTU 控制器將給含水分析儀壓油開關信號斷開，并關閉壓油閥，結束壓油過程。

原油在線含水分析儀在壓油過程之后，計算出加權平均質量含水，通過溫度修正得到 20℃的標準值，并輸出 4-20mA 的平均質量含水率信號，提供給RTU 控制器或者DCS/PLC/SCADA 系統。

3、參數設置

用磁棒靠近顯示窗口中的“OK”標志區域，將可以進入“參數設置”窗口，然后用磁棒靠近“▲”“▼”可以選擇相應的參數進行設置。

在“參數設置”中有“模式選擇”、“溫度量程”、“原油標密”、“全油標定”、“全水標定”、“含水上限”、“含水下限”、“通信地址”、“標定”幾個選項。

被選中的參數項名稱會以反色方式顯示，此時用戶用磁棒靠近“OK”標志區，參數項對應的數據變為反色顯示，便可通過“▲”“▼”對數據進行增加或減少的操作，最 后再通過“OK”區將新參數保存在存儲器中。參數停電后不會丟失，以后使用不需要重復設置。

3.1 、工作模式選擇

工作模式是指含水率測量結果的不同物理意義：體積含水或質量含水。用戶可以選擇需要的工作模式，然后用磁棒在“OK”區確認即可改變工作模式。

含水分析儀有以下兩種測量方式：

a) 體積含水（出廠默認）：該測量方式的含水率顯示和電流輸出為實時測量的體積含水率。

b) 質量含水：該測量方式的含水率顯示和電流輸出為質量含水。在單井計量應用時為以下兩種模式：

a) 實時：該測量方式儀表電流輸出代表實時測量的體積含水率。

b) 平均：該測量方式儀表電流輸出代表一次排油過程的平均質量含水。

3.2、溫度量程

“溫度量程”是含水儀自帶溫度傳感器或外接溫度變送器的量程，一般用來修正溫度測量的偏差，原油在線含水分析儀對所測量的含水率進行溫度補償。

當使用儀表自帶的溫度傳感器時，“溫度量程”一般設為 100。

如果使用外接溫度變送器，“溫度量程”是指溫度變送器輸出 20mA 電流對應的溫度值。

選擇“溫度量程”設置后，通過“▲”“▼”可增大或減少設定值，溫度每次改變 0.1℃，可調整的溫度范圍為：0℃～200℃。當溫度調至范圍允許最 大值時，用磁棒繼續觸碰 “▼”，數值返回可調最小值。反之亦然。一旦溫度值達到用戶需要設定的值，用磁棒在“OK”區確認，系統將接受這個新的“溫度量程”值。

3.3 、原油標密

“原油標密”是設定原油的標準密度（20℃時密度），當前顯示的密度值是上次設定的原油密度，當“工作模式”選擇為“質量”含水時，該參數一定要正確設置，否則會造成測量結果偏差。

選擇“原油標密”后，通過“▲”“▼”可增大或減少設定值，密度每次改變 0.001g/ml，可調整的數值范圍為：0.800g/ml～0.999g/ml。當密度值調至范圍允許最 大值時，用磁棒繼續觸碰“▼”，數值返回可調最小值。反之亦然。一旦密度值達到用戶需要設定的值，用磁棒在“OK”區確認，系統將接受這個新的原油密度值。

3.4 、全油標定

“全油標定”是用純油設定含水率基準。

該“全油標定”需要現場標定，標定前需要先準備一定量的該區塊的原油，并且原油含水率應小于 0.1%，保證含水分析儀的測量探頭部完全淹沒在原油中 1~2 分鐘后標定，這期間內需要保證原油不凝固，否則會影響儀表測量精度。

選擇“全油標定”后，系統會自動顯示所測量的純油系數。用戶也可通過“▲”“▼”對全油標定值進行手動調節。“全油標定”值每次改變 0.001，可調整的數值范圍為：0.120-1.600。當“全油標定”值調至范圍允許最 大值時，用磁棒繼續觸碰“▼”，數值返回可調最小值。反之亦然。一旦“全油標定”值達到用戶需要設定的值，用磁棒在“OK”區確認，系統將接受這個新的“全油標定”值。全油值向上調大時界面含水顯示值減小，且全油值對低含水影響大，如果現場不具備現場標定的條件，用戶可以取不小于 10 組對比數據（即儀表顯示含水值與實際化驗含水值的對比參數），做好記錄，然后通知我公司，由我公司調試工程師到現場進行儀表參數的修正。

3.5 、全水標定

“全水標定”是用全水設定含水率基準。

該標定在含水分析儀出廠時已經設定，一般不需要進行現場標定，而且原油在線含水分析儀的穩定性非常高，基本無需維護，只有在含水分析儀需要挪動到其它區塊時，才有必要重新進行標定，標定前需要先準備一定量的該區塊的原油中分離的水，清空管道后關閉出口閥門，然后將水倒入管道內， 插入含水分析儀，保證含水分析儀的測量探頭部分完全淹沒在水中，然后便可開始進行標定；選擇“全水標定”后，系統會自動顯示所測量的全水系數。用戶也可通過“▲”“▼”對全水標定值進行手動調節。“全水標定”值每次改變 0.001，可調整的數值范圍為：0.600～3.800，當“全水標定”值調至范圍允許最 大值時，用磁棒繼續觸碰“▼”，數值返回可調最小值。反之亦然。一旦“全水標定”值達到用戶需要設定的值，用磁棒在“OK”區確認，系統將接受這個新的“全水標定”值。全水值向上調大時界面含水顯示值減小， 且全水值對高含水影響大；在標定的過程中如果沒有純油或純水，只要知道實際的含水量時可以用微調全油值或全水值來對應實際的含水，但要反復多次的微調才能標定好。

3.6 、含水上限

“含水上限”默認為：100.00，但現場實際測量含水量一般不會達到100.00，此時需要根據現場實際情況的不同，人工設定一個含水上限值。

選擇“含水上限”后，系統會自動顯示所測量的含水上限值；用戶也可通過“▲”“▼”對含水上限值進行手動調節；“含水上限”值每次改變 0.1，可調整的數值范圍為：1～100；當“含水上限”值調至范圍允許最 大值時，用磁棒繼續觸碰“▼”，數值返回可調最小值，反之亦然；一旦“含水上限”值達到用戶需要設定的值，用磁棒在“OK”區確認，系統將接受這個新的“含水上限”值。

3.7 、含水下限

“含水下限”默認為：0.000，現場實際測量含水量一般不會達到 0.000， 此時需要根據現場實際情況的不同，人工設定一個含水下限值。

選擇“含水下限”后，系統會自動顯示所測量的含水下限值。用戶也可通過“▲”“▼”對含水下限值進行手動調節。“含水下限”值每次改變 0.01，可調整的數值范圍為：0～100。當“含水下限”值調至范圍允許最 大值時， 用磁棒繼續觸碰“▼”，數值返回可調最小值。反之亦然。一旦“含水下限”

值達到用戶需要設定的值，用磁棒在“OK”區確認，系統將接受這個新的“含水下限”值。

3.8 、通信地址相關說明

原油在線含水分析儀支持RS485 通信接口，內置標準 MODBUS ASCII/RTU 通信協議，客戶訂貨時需注明要 RS485 通信接口，希望 ASCII 還是 RTU 協議。儀表的參數設置界面可設置“通信地址”，可在 1~127 的范圍內設置。通信地址前面的“0..”或“1..”代表儀表支持 MODBUS ASCII 協議還是 MODBUS RTU 協議，客戶只能在訂貨時選其一。

串口數據格式說明：波特率 9600，1 個起始位，8 個數據位，1 個停止位， 無校驗。

數據讀取命令和讀取地址：數據包格式遵從 MODBUS 協議標準，支持主機通過讀輸入寄存器命令（4 號命令）或讀保持寄存器命令（3 號命令）讀取“含水率”數據和“溫度”數據。“含水率”和“溫度”都是 4 字節浮點數，

各占用兩個 16 位寄存器，“含水率”保存的寄存器地址為 2 和 3（起始地址為 2，占用 2 個寄存器），“溫度”保存的寄存器地址為 4 和 5（起始地址為 4，占用 2 個寄存器）。浮點數 4 個字節在通信發送時的順序為：符號/階碼在前， 尾數在后。

有關 MODBUS ASCII/RTU 的詳細說明請查閱MODBUS 協議規范。

設置通信地址具體操作為：選擇“通信地址”后，系統會自動顯示當前的通信地址。用戶也可通過“▲”“▼”對通信地址進行手動調節。當“通信地

址”值調至范圍允許最 大值時，用磁棒繼續觸碰“▼”，數值返回可調最小值。反之亦然。一旦“通信地址”選擇符合了用戶需要的值，用磁棒在“OK”區確認，系統將接受這個新的“通信地址”。

3.9 、退出參數設置，返回測量界面

本選項可以退出“參數設置”功能，返回測量界面。

十、含水儀分段修正參數的說明

為提高在線含水率監測儀現場參數調試的便捷性和有效性，其中引入了分段修正的算法。

1、分段修正的概念

針對含水儀測量范圍 0~100%我們分為 10 段，設置 0~9 共 10 個系數，分別對應 10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%（全水）10 個點（段）的修正。

2、系數的數值

0~9 共 10 個系數，某個系數如果設置為 0（缺省）表示此處不分段，是否修正看前后兩段是否設置了修正系數：比如參數 2 設置為 0 時表示在含水率30%處不做分段修正，是否有修正要看參數 0~1 和參數 3~9 是否設置了不為 0 的修正系數。

某個系數如果設置為對應點含水率百分數的 10 倍，相當于該點的修正系數為 1，不放大也不縮小：比如將參數 2 設置為 300（=30*10）時，30%含水點不修正，還是 30%；如果設置為 250，則 30%的含水值修正為 25%；如果設置為 350，則 30%的含水值修正為 35%。

3、系數的確定和設置方法

0~9 共 10 個修正系數出廠缺省值為 0，即不分段、不修正。人為設定修正系數的方法步驟如下：

3.1 根據現場工況按說明書做好“全水標定”和“全油標定”，確保全水

（100%）和全油（0%）的測量準確。

3.2 取樣對比：取樣人工化驗與儀表示值比較，如果有需要，設置修正

系數。在開始修改系數之前，盡量取到含水率變化跨度較大的多個含水點的油樣用于對比記錄。

3.3 根據各含水段儀表示值與人工化驗值的誤差，確定 0~9 號修正系數的值：比如儀表示值 20%，實際化驗結果為 25%，這時可將 1 號參數設置為“250”。

3.4 參數修改的方法：接通儀表電源，進入到系統上電測量界面，將配套磁棒點在“OK”鍵位置放置 5~10 秒，系統會轉入“標定”界面，如圖 10 所示；

點選“OK”鍵后進入到標定參數修改界面，可以通過“▲”“▼”健對參數組內的 0~9 號參數分別進行手動設置，如圖 11、12 所示；

當標定參數調至允許最 大值時，用磁棒繼續觸碰“▼”，會出現“參數全零”，此時按“OK”健可以將參數全部清零，如圖 13 所示；

如不清零繼續點按“▼”，出現“退出標定”選項，按“OK”健返回到測

量界面，如圖 14 所示；如不返回測量界面，繼續點按“▼”可調至最小值， 反之亦然。一旦“標定”參數達到用戶需要設定的參數，用磁棒在“OK”區確認，系統將接受這個新的“標定”參數。

3.5 注意 1：分段修正參數的修改必須在所有的化驗對比工作完成后進行， 不要做一個樣，修改一次標定參數，然后又取樣對比，設置另外一個參數。 因為在設置一次修正參數后，儀表的示值可能已經是經過部分修正的數值， 再根據這個數值來確定修正系數更煩瑣。

3.6 注意 2：如果設置了 0~9 號參數的任意一個，且設置的數值不等于對應點百分比含水率的 10 倍，則最 好其它的參數都設置一遍，人工化驗對比沒有誤差的點設置為對應點百分比含水率的 10 倍，有誤差的點按實際需要設置相應數值。

其它說明：參數調試過程中用戶如果不想自己計算分段修正參數，由我公司技術人員計算出 0~9 號修正系數后反饋給用戶，用戶再在儀表上設置。傳真內容除 10 組以上取樣對比數據外，還必須包括含水儀型號、出廠編號、用戶聯系方式等信息。