本實用新型涉及的是原油含水率檢測裝置，具體涉及的是基于光子晶體光纖的原油含水率檢測裝置。

背景技術(shù)：
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原油是油、氣、水三相混合流體，所謂原油含水率，是指水的質(zhì)量占混合流體總質(zhì)量的百分比。

原油含水率直接影響到原油的開采、脫水、集輸、計量、銷售、煉化等，因此，在油田原油生產(chǎn)和儲運的過程中，都要求檢測原油含水率。原油含水率的在線檢測，對于確定油井出水、出油層位，估計原油產(chǎn)量，預(yù)測油井的開發(fā)壽命，具有重要意義。同時，準(zhǔn)確及時的原油含水率在線檢測數(shù)據(jù)，能夠反映出油井的工作狀態(tài)，對管理部門減少能耗、降低成本，實現(xiàn)油田自動化管理，起著重要作用。

大慶油田和中國多數(shù)油田由于長期注水開發(fā)，產(chǎn)液含水率不斷上升，綜合含水率高達80%以上，有部分油井含水率甚至高達90%以上。對于許多油井來說，常常會出現(xiàn)高含水率油層，通過實時檢測原油含水率來確定高含水率油層，為高含水率油層實施堵水、綜合調(diào)整等措施提供了十分重要的依據(jù)。

目前在石油生產(chǎn)中，原油含水率的檢測方法包括蒸餾法、電脫法、振管密度計法、射頻法、X 射線法、電容法和微波法等。我國先后開發(fā)出多種不同形式的原油含水率測試儀，投入油田使用后，雖然取得了一定的效果，但由于工藝和技術(shù)水平原因，其穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性、實時性、可靠性及成本情況，難以適應(yīng)我國高含水油田生產(chǎn)實際的要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
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本實用新型的目的是提供基于光子晶體光纖的原油含水率檢測裝置，這種基于光子晶體光纖的原油含水率檢測裝置用于解決我國先后開發(fā)出的原油含水率測試儀難以適應(yīng)我國高含水油田生產(chǎn)實際的問題。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：這種基于光子晶體光纖的原油含水率檢測裝置包括寬帶激光源、光耦合器、光子晶體光纖表面等離子體共振傳感器、光譜儀、計算機，寬帶激光源連接光耦合器，光耦合器的一個輸出端連接光子晶體光纖表面等離子體共振傳感器，光子晶體光纖表面等離子體共振傳感器的另一端連接光譜儀，光耦合器的另一個輸出端通過普通光纖連接光譜儀，光譜儀連接計算機；光子晶體光纖表面等離子體共振傳感器置于含水原油輸送管道內(nèi)，光子晶體光纖表面等離子體共振傳感器由第一普通光纖段、光子晶體光纖段、第二普通光纖段依次連接構(gòu)成，光子晶體光纖段是由金膜層涂覆在微結(jié)構(gòu)光纖外表面構(gòu)成的，光子晶體光纖段內(nèi)沿軸向設(shè)置八個內(nèi)空氣孔和八個外空氣孔，八個內(nèi)空氣孔均勻排列成正方形，八個外空氣孔均勻排列成正八邊形，正方形的中心、正八邊形的中心、二氧化硅包層的軸心重合，正八邊形將正方形包繞在內(nèi)，內(nèi)空氣孔的直徑小于外空氣孔的直徑。

上述方案中外空氣孔直徑是內(nèi)空氣孔直徑的2.5倍。

本實用新型具有以下有益效果：

1、本實用新型利用了光子晶體光纖表面等離子體共振傳感器對液體折射率非常敏感的特性，根據(jù)含水率與折射率之間的關(guān)系，能夠快速實時的檢測運輸管道中的原油含水率。

2、本實用新型傳感部分體積小，易實現(xiàn)傳感器的微型化以及集成化。

3、本實用新型金屬膜涂覆在光子晶體光纖包層外側(cè)，鍍膜難度小，與原油接觸面積大，檢測靈敏度高。

附圖說明

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型中光子晶體光纖表面等離子體共振傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實用新型中光子晶體光纖段的剖面圖。

1寬帶激光源， 2光耦合器， 3光子晶體光纖表面等離子體共振傳感器， 4光譜儀， 5普通光纖， 6計算機， 7含水原油輸送管道，8第一普通光纖段， 9光子晶體光纖段， 10第二普通光纖段，11金膜層， 12二氧化硅包層， 13內(nèi)空氣孔， 14外空氣孔。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步的說明：

結(jié)合圖1、圖2、圖3所示，這種基于光子晶體光纖的原油含水率檢測裝置包括寬帶激光源1、光耦合器2、光子晶體光纖表面等離子體共振傳感器3、光譜儀4、計算機6，寬帶激光源1通過普通光纖5連接光耦合器2，光耦合器2的一個輸出端連接光子晶體光纖表面等離子體共振傳感器3，此為檢測光路，光子晶體光纖表面等離子體共振傳感器3的另一端連接光譜儀4，光耦合器2的另一個輸出端連接普通光纖5，此為參考光路，該普通光纖連接光譜儀4，光譜儀4通過數(shù)據(jù)線連接計算機6；光子晶體光纖表面等離子體共振傳感器3置于含水原油輸送管道7內(nèi)。

光子晶體光纖表面等離子體共振傳感器3由第一普通光纖段8、光子晶體光纖段9、第二普通光纖段10依次連接構(gòu)成，光子晶體光纖段9是由金膜層11涂覆在微結(jié)構(gòu)光纖外表構(gòu)成的一段光纖，光子晶體光纖段9內(nèi)沿軸向設(shè)置八個內(nèi)空氣孔13和八個外空氣孔14，八個內(nèi)空氣孔13均勻排列成正方形，八個外空氣孔14均勻排列成正八邊形，正方形的中心、正八邊形的中心與二氧化硅包層12的軸心重合，正八邊形將正方形包繞在內(nèi)，內(nèi)空氣孔13的直徑小于外空氣孔14的直徑。光子晶體光纖表面等離子體共振傳感器3通過第一普通光纖段8與光耦合器2連接，光子晶體光纖表面等離子體共振傳感器3通過第二普通光纖段10與光譜儀4連接，

本實用新型中外空氣孔14直徑是內(nèi)空氣孔13直徑的2.5倍。

光子晶體光纖表面等離子體共振傳感器3對于液體折射率有著非常高的靈敏度，本實用新型圍繞原油含水率與其折射率之間的內(nèi)在關(guān)系，利用光纖傳感技術(shù)易于集成化的特點，提出了空氣孔按正方形和正八邊形排列的光子晶體光纖表面等離子體共振傳感3結(jié)構(gòu)，通過考察光譜損耗和含水原油折射率以及含水原油折射率和含水率之間的關(guān)系，從而找到光譜損耗與原油含水率之間的關(guān)系，通過觀察檢測光路和參考光路的光譜損耗情況，確定原油的含水率，從而達到傳感的目的。