阅读说明：本技术 一种油水混合液检测装置及方法 (A kind of oil-water mixture detection device and method ) 是由 田海峰 李新华 王建林 于 2019-07-08 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种油水混合液检测装置及方法。所述装置包括数据采集模块,适于置于油水混合液中,经配置用于采集油水混合液的含水率；运动机构,与所述数据采集模块固定连接,经配置用于带动所述数据采集模块在油水混合液中运动；以及控制模块,分别与所述数据采集模块和运动机构相连接,经配置用于控制运动机构的运动,并当数据采集模块在油水混合液中运动时,获取多个参考位置的含水率。本发明实现了对储油罐中混合液的含水率的自动测量,操作简便,彻底解决了采样液获取困难这一难题。(The present invention relates to a kind of oil-water mixture detection device and methods.Described device includes data acquisition module, suitable for being placed in oil-water mixture, is configured for the moisture content of acquisition oil-water mixture；Movement mechanism is fixedly connected with the data acquisition module, is configured for that the data acquisition module is driven to move in oil-water mixture；And control module, it is connected respectively with the data acquisition module and movement mechanism, is configured for the movement of control movement mechanism, and when data acquisition module moves in oil-water mixture, obtains the moisture content of multiple reference positions.The present invention realizes the automatic measurement to the moisture content of mixed liquor in oil storage tank, easy to operate, thoroughly solves sample solution and obtains this difficult problem.)

一种油水混合液检测装置及方法

技术领域

本发明涉及一种石油领域的检测装置，特别涉及一种应用于储油罐的油水混合液检测装置及方法。

背景技术

原油开采是一项复杂的工程。经过测井、钻井、采油之后，从油井里采出的通常是油、气以及水的混合流体，并存储在缓存储油罐中。为了获得纯度较高的油产品及气产品，在输送之前需要在油田对储油罐内的油、气以及水等的混合流体进行分离和初步处理。通过气、液相分离，将油气从液体中分离出来，并对油水混合液进行进一步分离，将分离出来的水回注或加以利用，以防止污染环境。一方面，准确测量缓存储油罐中的储油量和储水量是计量油井产量(产油量、产液量)的重要手段；另一方面，对储油罐中的流体经过初步处理后，只有在油水混合液的含水率等指标合格后，才能够将原油从油田运输到各地去。

目前，油井含水率主要通过化学方法进行检测。采油工人每天到井场采样取得采样液，化验员采用化学方法检测油井的采样液，从而获得原油含水率。采用此种方式不但增加了采油工和化验员的劳动强度，而且异常天气会影响采样液的质量而导致化验结果不准确，同时，工作效率低下。在检测储油罐中的油水混合液的含水率时，通常先从储油罐中获取采样液，确定采样液的油水界面，然后再根据油水界面计算含水量及含油量。例如，通过连续扫描采样液，测得不同介质的频率，根据频率确定油水界面；或在量油尺上涂试油膏或采用试纸测量油水界面；或者测量采样液的电阻，根据不同介质具有不同电阻的原理确定油水界面。虽然上述方法在一定程度可以保证测量的准确性，但是获得准确性测量结果的前提条件是具有清晰的油水分层界面。而原油的物性复杂，在储油罐内具有较长的、不均匀的油水过渡带，并且由于重力原因，过渡带的含水量从上至下逐渐增大。如果采用上述测量方法，会产生较大的测量误差，并且采样液的获取存在较大的困难。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提出了一种油水混合液检测装置及方法，用于测量储油罐内油水混合液的含水率及其相关参数，操作方便，测量准确。

为了解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，提供一种油水混合液检测装置，其中，包括：

数据采集模块，适于置于油水混合液中，经配置用于采集油水混合液的含水率；

运动机构，与所述数据采集模块固定连接，经配置用于带动所述数据采集模块在油水混合液中运动；以及

控制模块，分别与所述数据采集模块和运动机构相连接，经配置用于控制运动机构的运动，并当数据采集模块在油水混合液中运动时，获取多个参考位置的含水率。

可选地，所述数据采集模块经进一步配置包括：

含水率检测单元，经配置以实时检测油水混合液，用于计算含水率；以及

温度检测单元，经配置用于在所述含水率检测单元检测油水混合液时，获取油水混合液的温度。

可选地，所述含水率检测单元采用微波式、电容式、电阻式或高频射频式检测油水混合液。

可选地，所述温度检测单元采用热电阻、热电偶或数字温度传感器检测油水混合液的温度。

可选地，所述运动机构经配置进一步包括：

动力源，经配置用于根据控制模块的运动控制信息输出或停止输出动力；以及

伸缩机构，其一端与所述动力源的输出端相连接，另一端与所述数据采集模块固定连接，在所述动力源的驱动下，带动所述数据采集模块在油水混合液中运动。

可选地，所述动力源为伺服电动机或步进电动机，所述控制模块根据对其输出的运动控制信息确定数据采集模块在油水混合液中运动时的实时位置。

可选地，所述动力源为单相或三相电动机，所述运动机构还包括：

电动机采样元件，用于采集电动机输出轴的转速，所述控制模块根据电动机输出轴的转速和电动机输出轴参数获取数据采集模块在油水混合液中运动时的实时位置；以及

制动机构，经配置用于根据控制模块的运动控制信息控制所述单相或三相电动机停止运行。

可选地，所述控制模块经进一步配置包括：

人机交互界面，经配置用于输入指令、参数和/或显示检测结果；以及

工控机单元，经配置用于向运动机构输出运动控制信息，获取数据采集模块在油水混合液中运动时的实时位置和对应参考位置的含水率。

可选地，所述工控机单元经进一步配置，根据所述参考位置及对应的含水率计算含水量和/或含油量。

可选地，所述的装置进一步包括：

数据传输模块，用于将控制模块内的数据传输给第二装置。

可选地，所述数据传输模块经进一步配置为无线传输单元。

可选地，所述无线传输单元采用ZigBee、433MHz、Wi-Fi、LoRa或NB-IoT方式实现控制模块与第二装置之间数据的无线传输。

可选地，所述第二装置为便携式存储装置或远端服务器。

为了解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，提供一种油水混合液检测方法，其中，包括：

将含水率检测装置连接在运动机构的一端；

通过控制与运动机构的另一端连接的动力源，使含水率检测装置在油水混合液中运动；以及

在含水率检测装置在油水混合液中运动时，获取多个参考位置的含水率。

可选地，所述方法还进一步包括：

检测含水率检测装置在油水混合液中运动时的实时位置，根据所述实时位置确定所述含水率检测装置是否达到参考位置。

可选地，当动力源为伺服电动机或步进电动机时，根据发送给伺服电动机或步进电动机的运动控制信息获取含水率检测装置在油水混合液中运动时的实时位置；当动力源为单相电动机或三相电动机时，通过电动机采样元件获得电动机转速，根据电动机转速和电动机输出轴参数获取含水率检测装置在油水混合液中运动时的实时位置。

可选地，所述的方法进一步包括：

对应于同一参考位置，通过控制含水率检测装置在油水混合液中的多次运动获取多组含水率。

可选地，所述的方法进一步包括：

根据参考位置及对应的含水率计算含水量和/或含油量。

可选地，所述的方法进一步包括：

计算每一参考位置的平均含水率；

将每一参考位置的平均含水率分别与不同参考含水率进行对比；

响应于对比结果，确定每一参考位置对应的液体类型，所述液体类型包括原油、纯水和油水混合液；

根据参考位置及其对应的液体类型确定对应液体层深；以及

根据油水混合液容器的体积参数和对应液体层深，计算对应类型液体的体积。

可选地，所述的方法进一步包括：

根据参考位置及对应的平均含水率，确定由相邻两个或多个参考位置确定的液层层深及其平均含水率；

根据油水混合液容器的体积参数、液层层深及其对应的平含水率计算每一液层的含水量和/或含油量；以及

计算总的含水量和/或含油量。

本发明实现了对储油罐中每层混合液的含水率的自动测量，在计算得到每层混合液的含水量和含油量之后，进而可以得到整体的含水量及含油量。操作简便，有效地改变了依赖采油工和化验员的操作方式，降低了人工劳动强度。采用本发明所述的装置和方法，不需要采样混合液，因而彻底解决了采样液获取困难这一难题。通过参数设置可以控制测量精度。

附图说明

下面，将结合附图对本发明的优选实施方式进行进一步详细的说明，其中：

图1是根据本发明一个实施例的油水混合液检测装置的控制原理框图；

图2是根据本发明一个实施例的含水率检测单元的原理框图；

图3A是根据本发明的一个实施例的应用场景中储油罐的主视示意图

图3B是图3A中储油罐的俯视示意图；

图4是根据本发明一个实施例的油水混合液检测方法的流程图；

图5是根据本发明一个实施例计算不同类型的液体体积的方法流程图；

图6是根据本发明一个实施例确定液体类型的方法流程图；

图7是根据本发明另一个实施例计算含水量和含油量的方法流程图；以及

图8是根据本发明的另一个实施例的应用场景中储油罐的主视示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在以下的详细描述中，可以参看作为本申请一部分用来说明本申请的特定实施例的各个说明书附图。在附图中，相似的附图标记在不同图式中描述大体上类似的组件。本申请的各个特定实施例在以下进行了足够详细的描述，使得具备本领域相关知识和技术的普通技术人员能够实施本申请的技术方案。应当理解，还可以利用其它实施例或者对本申请的实施例进行结构、逻辑或者电性的改变。

如图1所示，为根据本发明一个实施例的油水混合液检测装置的控制原理框图。所述油水混合液检测装置至少包括数据采集模块1、控制模块2和运动机构3。其中，所述数据采集模块1置于待测油水混合液中，运动机构3与所述数据采集模块1固定连接，带动所述数据采集模块1在油水混合液中作上下运动。数据采集模块1在其上下运动时可根据检测指令测量油水混合液的含水率。控制模块2分别与所述数据采集模块1和运动机构3相连接，控制运动机构3的运动，并获取数据采集模块1在油水混合液中作上下运动时的实时位置，并在实时位置达到参考位置时获取对应的含水率。

其中，所述数据采集模块1包括含水率检测单元11和温度检测单元12。所述含水率检测单元11采用微波式、电容式、电阻式或高频射频感应电场式检测油水混合液。例如，根据微波传输速度受传播介质的影响的原理可知，当微波频率固定不变时，速度越快，波长越短，在同样的传输距离的情况下，微波在空气的相移要大于油，更大于水，因而，通过检测相移的变化则可以检测出含水率。如公开号为CN106706670 A的中国专利公开了一个检测含水率的例子，该专利的全部内容并入本专利中。

如图2所示，为根据本发明一个实施例的含水率检测单元11的原理框图。如图所示，本实施例中的含水率检测单元11采用射频法来测量储油罐中的油水混合液。含水率检测单元11包括信号发生器111、射频传感器112、相幅比较器113和处理器114。其中，信号发生器111根据处理器114的控制指令可以产生100MHz-400MHz的高频射频信号。射频传感器112包括发射天线和接收天线，发射天线将施加的射频信号转换为电磁波输送到油水混合液，接收天线感测从油水混合液返回的电磁波，得到对应原射频信号的衰减信号。相幅比较器113对比所述衰减信号和原射频信号，获得到相幅衰减量x。

由于电磁波在介质中的衰减量取决于介质的介电常数和导电率，对应于本发明的应用场景，储油罐中的混合液的含水量自上而下逐渐增大，因而混合液的深度不同，其介电常数和导电率均不同，从而使得信号的相幅衰减不同。通过实验可确定含水率y与相幅衰减量x的拟合方程，根据所述拟合方程计算得到当前射频传感器所在油水混合液的含水率。

在一个实施例中，拟合方程采用线性方程y＝kx+b，其中k、b为拟合参数，通过实验可确定在不同温度条件下的拟合参数k、b具体值，处理器114根据当前温度信号T₀选择对应拟合参数计算含水率。或者通过实验确定在某个温度下的拟合参数k、b具体值，再确定含水率与温度的对应关系。在计算得到含水率后，通过查询含水率与温度的对应关系，对当前得到的含水率进行校对。

在另一个实施例中，采用拟合方程y＝(x-A₀)/(A₁-A₀)。其中，A₀为标定无水幅度差，为所述含水率检测单元在普通环境下测量原油时所获得的相位差，作为含水率为0％的标准值；A₁为纯水幅度差，为所述含水率检测单元在普通环境下测量纯水时所获得的相位差，作为含水率为100％的标准值。含水率检测单元对被检测介质(本发明中的油水混合液)进行测量得到被检测介质的相幅差x，处理器114根据拟合方程y＝(x-A₀)/(A₁-A₀)计算出被检测介质含水率，而后根据采集到的温度信号T₀，对计算出的含水率值按照温度与含水率的对应关系进行修订得出准确的含水率。

另一方面，射频传感器向混合液体中传输信号的最佳工作频率根据混合液体对信号相幅衰减的不同而不同。因而，在一个较佳实施例中，本发明中的处理器114在上下移动过程中，对应不同的检测液位，即以下所述的参考位置，调整信号发生器111的参数，使之输出不同工作频率的射频信号。

通过以上措施，本发明可以检测出从0％到100％的含水率，检测范围广、误差小、精确度高。在一个实施例中，处理器114采用MSP430F5739微控制器，其处理速度可以达到us级，因而可以满足本发明的控制要求。

温度检测单元12可采用输出模拟信号的热电偶或热电阻，或者输出数字信号的温度传感器，如DS18B20温度传感器。

所述数据采集模块1接收控制模块2的检测指令，控制含水率检测单元11实时检测油水混合液，并根据检测结果计算含水率。同时控制温度检测单元12获得油水混合液的温度，并将得到的含水率及温度信息一起返回给控制模块2。在一些实施例中，含水率检测单元11仅检测油水混合液，含水率的计算由控制模块2完成。

在一些实施例中，运动机构3至少包括动力源31和伸缩机构32。其中，动力源31的输出端与伸缩机构32的一端相连接，伸缩机构32的另一端与所述数据采集模块1固定连接。动力源31接收来自控制模块2的运动控制信息，根据运动控制信息输出动力或停止输出动力。当动力源31输出动力时，动力源31的输出端带动伸缩机构32运动，伸缩机构32的另一端伸长或缩短。当将伸缩机构32和数据采集模块1固定在一起放入油水混合液中时，通过设置运动方向，可使数据采集模块1在油水混合液中作上下运动。在一个例子中，伸缩机构32为可缠绕的钢索或钢带。

在一个实施例中，所述动力源31可以为伺服电动机或步进电动机。此时，根据控制模块2发出的运动控制信息可以确定数据采集模块在油水混合液中作上下运动时的实时位置。

在另一个实施例中，所述动力源31为单相或三相电动机。为了获取数据采集模块1在油水混合液中上下运动的实时位置，还需要电动机采样元件，例如编码器，用于采集电动机输出轴的转速。根据电动机输出轴的转速和电动机输出轴参数，经过计算便可以得到数据采集模块1在待测油水混合液中作上下运动时的实时位置。为了停止电动机的运行，还需要制动机构，如抱闸。例如，当检测完成后，为了防止在电动机停止运行时数据采集模块1由于其重力原因而带动电动机反转，在电动机停止运行时，通过制动机构将电动机锁住，从而使数据采集模块稳定地停住。

在一些实施例中，控制模块2至少包括人机交互界面21和工控机单元22。在一个实施例中，所述人机交互界面21包括控制面板，其中可设置按钮(如起动按钮、停止按钮)、显示屏(如液晶显示屏、数码管显示器等)或指示灯(如代表不同状态的不同颜色的发光二极管等)。前述的控制面板仅是一个实施例，当然不排除其他的实施方式，如触摸屏等。

工控机单元22包括以某种类型的工控机为核心的电路，所述的工控机例如为PLC、单片机等。工控机单元22根据内部设置的控制程序及控制参数输出对运动机构的运动控制信息，并获取数据采集模块在油水混合液中作上下运动时的实时位置，在实时位置达到程序中设置的参考位置时，获取对应的含水率。

以PLC作为工控机、运动机构3中的包括动力源31为伺服电动机及其驱动器为例，对控制模块2进行简要说明。PLC的部分输入端子与人机交互界面21中的按钮相连接，用于接收操作指令，如起动检测或停止检测。其部分输出端与伺服电动机的驱动器相连接，通过向驱动器发送控制脉冲的频率、数量及方向等控制信息，用于控制伺服电动机的转速及方向，并根据所述控制信息可以确定伺服电动机输出的实时位置。对应的，工控机单元22还包括电源电路，用于为工控机、伺服电动机及其驱动器、控制面板上的元件供电，由于此为常规电路，在此不再赘述。动力源31采用步进电动机时的控制电路与此类似，不再赘述。

在另一个实施例中，动力源31为普通单相或三相电动机，为了实现对电动机的运行控制，在所述电动机的输出轴上设置采样元件，常用的如电动机编码器，电动机编码器与工控机单元22采用RS-485通信接口相连接，编码器根据与工控机单元22的协议，向工控机单元22发送脉冲信息。工控机单元22根据来自于编码器的脉冲数量确定电动机输出的实时位置。由于普通电动机的输出转速高于本发明的实际需要，因而还包括电动机减速器。另外还需要其他的控制电路，如抱闸电路、电动机的电源电路、保护电路等，由于此为常规电路，在此不再赘述。

所述工控机单元22通过RS-485通信接口与数据采集模块1相连接。工控机单元22通过程序设置需要检测的多个参考位置，不同的参考位置对应于油水混合液的不同深度。所述参考位置为数据采集模块1应检测含水率的测量位置，根据所述参考位置和数据采集模块1的初始位置可以确定电动机应输出的移动距离，在此称为参考移动距离。当工控机单元22确定了电动机输出的实时距离达到了参考移动距离时，也就是数据采集模块1到达了参考位置，向数据采集模块1发送检测指令。数据采集模块1根据所述检测指令，检测当前位置处的混合液的含水率和此处混合液的温度，并发送给工控机单元22。工控机单元22接收并存储所述含水率和温度。所述工控机单元22可以设置每一个参考位置需要测量的含水率的数量，因而每一个参考位置对应一组包含多个含水率的数据。

在一个实施例中，工控机单元22还计算不同混合液层的含水量及含油量，并最终得到整个容器的含水量及含油量。工控机单元22可将检测数据或计算结果显示在控制面板的显示屏上。

为了将控制模块2得到的数据发送到外部的第二装置，如远端服务器、移动终端或存储装置，本发明的一个实施例还包括数据传输模块4，数据传输模块4可以采用有线传输方式，如采用RS-232或RS-485等通讯线缆与上位机相连接。或者采用无线传输的方式，如采用ZigBee、433MHz、Wi-Fi、LoRa或NB-IoT方式实现控制模块2与第二装置之间数据的无线传输。

如图4所示，为根据本发明一个实施例的油水混合液检测方法的流程图，结合图1所示的油水混合液检测装置的结构原理图和图3A图3B所示的应用场景中的储油罐结构原理图，所述方法包括：

步骤S1，将含水率检测装置10连接在运动机构的一端。在本实施例中，将图1中的数据采集模块1制作成一个防水防油的装置，称为含水率检测装置。控制模块2制成一个控制盒20，通过R-485通信线缆与含水率检测装置10相通信。运动机构3包括电动机311和固定在电动机输出轴上的缆绳321，缆绳321的另一端与含水率检测装置10固定在一起。控制盒20安装在待测油水混合液容器(如储油罐)外，含水率检测装置10通过缆绳321放入储油罐内，由缆绳321带动可以在待测油水混合液中上下运动。

步骤S2，获取含水率检测装置10在待测油水混合液中的上下运动时的实时位置。控制模块2控制电动机311转动，电动机311通过缆绳321带动含水率检测装置10运动。例如，当启动电动机311时，电动机311释放缆绳321，带动含水率检测装置10自上而下运动；当含水率检测装置10到达储油罐底部时，控制电动机311反转，电动机311输出轴收卷缆绳321，带动含水率检测装置10自下而上运动。电动机311输出轴上安装有编码器，电动机311在转动过程中，编码器发出脉冲信号给控制模块2，控制模块2根据收到的脉冲信号个数确定当前处于正转或反转，并确定含水率检测装置10在待测油水混合液中的上下运动时的实时位置。

如果运动机构的动力源为伺服电动机或步进电动机时，根据伺服电动机或步进电动机发送给运动机构的运动控制信息获取所述实时位置。

步骤S3，判断含水率检测装置10是否达到了参考位置。其中，根据待测油水混合液的深度，控制模块2中设置多个参考位置。例如，图3A和图3B中的储油罐为一个直立的圆柱体，其直径为5米，长度为5米。从顶部开始，每隔0.25m设置一个参考位置，作为测量位置，如表1所示。

受重力的影响，密度大的水下沉，密度小的油上浮，罐内的上部基本为油，中部为不同比例的油水混合液，底部为水。在本实施例中，罐内液体的液面距离罐顶0.50m。受控制模块2的控制，电动机311在正转时带动含水率检测装置10自上而下运动；电动机311在反转时带动含水率检测装置10自下而上运动。电动机在运行过程时，监测动含水率检测装置10在罐内的位置。当电动机带动含水率检测装置10运行到一个参考位置时，在步骤S4,控制模块2向含水率检测装置10发送检测指令。如果还没有到达参考位置，返回步骤S3。

步骤S5，含水率检测装置10接收到检测指令时进行检测，根据检测数据计算得到的含水率，同时检测液体温度，将含水率及温度发送给控制模块2。

含水率检测装置10在罐内自上而下运动过程中，不断重复步骤2-5，从而得到表1中的第三列和第四列数据。当含水率检测装置10运行到罐底时，电动机反转，含水率检测装置10开始在罐内自下而上运动，在该运动过程中，重复步骤2-5，获得表1中的第五列和第六列数据。

表1

步骤S6，判断含水率检测装置10在待测油水混合液中上下往复运行次数是否达到预置次数，如果达到了，则在步骤S7停止运动机构的运行，并计算含水量和/或含油量。如果上下往复运行次数没有达到预置次数，则返回步骤S2，继续检测实时运行位置等。在本实施例中，含水率检测装置10的上下往复运行次数为一次。

含水量和含油量的计算可以由控制模块2完成，也可以由控制模块2将获得的多组数据通过数据传输模块4发送给远端的服务器处理。其中一个数据处理实施例如图5所示。

步骤S71,计算同一参考位置的平均含水率。通过前述步骤获得了同一个参考位置的多个(本实施例中为两个)含水率，计算多个含水率的平均值，作为对应参考位置的平均含水率，如表1中的最后一列数据。

步骤S72，比较参考位置对应的平均含水率与设定的参考含水率的大小，根据比较结果确定当前参考位置对应的液体类型，即原油、油水混合液或纯水，从而确定对应的液层，即原油层、油水混合液层和纯水层。例如，设定：液体含水率≤30％时，所述液体为原油；30％＜液体含水率＜90％时，所述液体为油水混合液；含水率≥90％时，所述液体为纯水。对表1中的数据依序分别处理。具体过程例如图6所示：

步骤S721,从表1中按照读取序号读出对应的平均含水率。例如，设置初始读取序号为1，在第一次取数据时，将取出第一个平均含水率0。

步骤S722,将其与0进行对比。

步骤S723，判断当前平均含水率是否等于0,如果当前序号的平均含水率等于0，则确定该参考位置没有液体，在步骤S724,将该位置的平均含水率确定为无效数据，无效数据不参与到计算当中，并转到步骤S732；如果当前序号的平均含水率不等于0，则确定当前参考位置有液体，转到步骤S725。其中，用于判断无效数据的参数“0”仅为一个具体的实施例，其与含水率检测装置10的灵敏度、当前空气湿度等情况相关，在具体的应用场景中可通过反复调试，确定出具体的参数值。

步骤S725,将当前平均含水率与原油参考含水率(如30％)进行比较。

步骤S726,判断当前平均含水率是否小于或等于原油参考含水率。如果当前平均含水率小于或等于原油参考含水率，在步骤S727确定当前参考位置的液体为原油；如果当前平均含水率大于原油参考含水率，则转到步骤S728。

步骤S728，将当前平均含水率与纯水参考含水率(如90％)进行比较。

步骤S729,判断当前平均含水率是否大于或等于纯水参考含水率。如果当前平均含水率小于纯水参考含水率，在步骤S730确定当前参考位置的液体为油水混合注液；如果当前平均含水率大于或等于纯水参考含水率，则在步骤S731，确定当前参考位置的液体为纯水,然后转到步骤S732。

步骤S732,判断是否还有未处理的数据，如果还有，则在步骤S733，将读取数据的序号加1，并转到步骤S721,按照序号读取新的数据。根据表1，读取序号最大为21。当前序号为21时，则可以判断出已处理完全部数据，该处理流程结束。

步骤S72中的处理过程中的一些特定数据，如数据个数、参考含水率的具体数值、判断无效数据的参数值等可根据具体场景的不同而不同。

步骤S73,确定不同的液体层深。以表1为例，根据参考位置对应的液体类型，可以确定出从原参考位置0.00m到0.50m处的区域为空气，从0.50m到1.50m之间的区域为原油，即原油层深h₁＝1.50-0.50＝1.00m。同理，确定油水混合液的层深h₂＝4.00-1.50＝2.50m，纯水的层深h₃＝5.00-4.00＝1.00m。

步骤S74,根据待测油水混合液容器的体积参数、液层的层深，计算对应液层的体积。在本实施例中，储油罐为圆柱体，上下底面的圆的半径r＝2.5m，根据圆柱体体积公式可计算得到：

原油的体积：V₁＝π*r²*h₁＝3.14*2.5²*1.00＝19.63m³

油水混合液的体积：V₂＝π*r²*h₂＝3.14*2.5²*2.50＝49.06m³

纯水的体积：V₃＝π*r²*h₃＝3.14*2.5²*1.00＝19.63m³

在以上实施例的流程中，通过设置不同液层的参考含水率，将待测油水混合液容器内的液体分成不同的液体层，并得到各个液体层的体积。

在另一个实施例中，可以根据表1中的数据进一步确定原油层和油水混合层的具体含水量和含油量。以计算原油层的含水量和含油量为例，如图7所示：

步骤S751，确定由相邻的两个参考位置确定的液层的平均含水率。如表1所示，在0.75和0.5之间的液层L₁的平均含水率α₁为：

α₁＝(26.97+26.31)％/2＝26.64％，

在1.00和0.75之间的液层L₂的平均含水率α₂为：

α₂＝(26.97+26.62)％/2＝26.80％,

在1.25和1.00之间的液层L₃的平均含水率α₃为：

α₃＝(26.08+26.62)％/2＝26.35％

在1.50和1.25之间的液层L₄的平均含水率α₄为：

α₄＝(26.08+28.36)％/2＝27.22％

步骤S752，根据体积参数及其平均含水率计算每一液层含水量。其中，

液层L₁的含水量V_L11＝π*r²*L₁*α₁＝3.14*2.5²*0.25*26.64％＝1.31m³

液层L₂的含水量V_L21＝π*r²*L₂*α₂＝3.14*2.5²*0.25*26.80％＝1.31m³

液层L₃的含水量V_L31＝π*r²*L₃*α₃＝3.14*2.5²*0.25*26.35％＝1.29m³

液层L₄的含水量V_L41＝π*r²*L₄*α₄＝3.14*2.5²*0.25*27.22％＝1.34m³

步骤S753，计算每一液层含油量。其中，

液层L₁的含油量V_L12＝V_L1-V_L11＝3.14*2.5²*0.25-1.31＝3.60m³

液层L₂的含油量V_L22＝V_L2-V_L21＝3.14*2.5²*0.25-1.31＝3.60m³

液层L₃的含油量V_L32＝V_L3-V_L31＝3.14*2.5²*0.25-1.29＝3.62m³

液层L₄的含水量V_L42＝V_L4-V_L41＝3.14*2.5²*0.25-1.34＝3.57m³

步骤S754，计算原油层的总含水量和总含油量。其中：

V_水＝V_L11+V_L21+V_L31+V_L41＝1.31+1.31+1.29+1.34＝5.25m³

V_油＝V_L12+V_L22+V_L32+V_L42＝3.60+3.60+3.62+3.57＝14.39m³

同理，可以计算得到油水混合液中的含水量和含油量，计算过程可与原油层的计算相同，在此不再重复。

在上述实施例中，储油罐采用的是直立的圆柱体，也可以采用两端为半球体的储油罐，如图8所示，体积参数可以在设置参考点时测量获得，从而根据体积参数计算出具体的液体量，具体计算过程不再展开说明。

在本发明中，通过设置参考位置的数量可以控制混合液层的含水率的精确度，通过设置含水量测量装置10的精度，可以获得精度更高的含水率，从而进一步精确了含水量的计算结果。本发明改变了储油罐中原油的含水量测量方式，因而解决了采样液获取困难这一难题。操作简便，降低了采油工和化验员劳动强度，测量结果可以直观地显示在控制面板上，还可以以无线的方式传输给远端的服务器，如油田的控制中心等，提高了油田的信息化、自动化水平。

上述实施例仅供说明本发明之用，而并非是对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此，所有等同的技术方案也应属于本发明公开的范畴。