微波快速测量奶粉水分方法的研究_黄铭

微波快速测量奶粉水分方法的研究

黄铭1,3，杨晶晶1，赵家松2，张剑龙1，胡宝晶1

（1.云南大学信息学院，云南 昆明650091）（2.云南农业大学，云南 昆明 650201）

（3.昆明理工大学材料与冶金工程学院，云南 昆明 650093）

摘要：研究了利用微波技术快速测量奶粉的水分的方法。用最小二乘法研究了奶粉水分含量的校准模型，并将微波法的测量结果与标准失重法进行了比较，结果表明微波法测量误差小于0.2％。因此，微波法有望成为奶粉工业生产中水分测量控制的一种重要方法。

关键词：微波；奶粉；水分；传感器

中图分类号：TS252.7；文献标识码：A；文章篇号: 1673-9078(2007)04-0068-03

Study of Microwave Technique for Quick Determination of Water Content

of Milk Powder

HUANG Ming1，3, YANG Jing-jing1, ZHAO Jia-song2, ZHANG Jian-long1, HU Bao-jing1

(1. School of Information Science and Engineering, Y unnan University, Kunming 650091, China)

(2.Agricultural University of Y unnan, Kunming 650201, China )

(3.Faculty of Materials and Metallurgical Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650093)

Abstracts: The principle of quick determining water content of milk power by microwave method is studied. The calibration models of water content of milk power are established with least square method and the results achieved using microwave method are compared with the results determined by standard methods. It was found that the standard deviation using microwave method was less than 0.2% Therefore, microwave technique would be a powerful tool to determine water content of milk power in the production of milk powder.

K ey words: milk powder; microwave; water; sensor

新鲜奶粉具有很高的营养价值，但保质期很短，因此通过浓缩和干燥生产奶粉是应用最广泛的技术。奶粉生产过程中，奶粉水分含量高，会影响奶粉质量；水分含量低，生产能耗增加。实践表明，及时控制奶粉水分含量，不仅能保证产品质量，而且能降低生产费用[1]。目前，工业生产上一般采用红外技术在线检测奶粉水分含量等理化[2,3]。相关研究表明[4,5]：红外波长短，穿透深度浅，仅能测量物料表面水分，且测量结果受物料表面特性的影响。因此，研究一种高效、及时、准确在线测定奶粉体水分含量的方法具有重要意义和生产指导价值。除红外法外，测量物料水分的方法还有电容法、电导法、中子法、阻力法、电化学法、核磁共振法和微波法等[6]。其中，微波法具有较高的精度和检测限，测量的是物料的平均水分，受物料电导率的影响较小，适合于工业环境使用。

目前，国内外虽然有用微波法测量物料水分的报收稿日期：2006-12-19

作者简介：黄铭(1963-)，男，博士，研究方向：无线与微波技术应用道[7~9]，但是对用微波法测量奶粉水分的研究尚未见报道，因此，研究微波法快速测定奶粉水分具有重要的实际意义。本文研究了微波技术快速测定奶粉的水分，并介绍了测试原理、校准模型和设备使用方法。结果表明微波法有望用于奶粉生产过程中水分的在线测量控制。

1 实验部分

1.1 实验原料

实验原料是大颗粒速溶全脂奶粉，来自云南省某乳业有限公司，其成份含量如表1所示。

表1 奶粉成份含量 单位：%

成分乳脂矿物质蛋白质乳糖水分

含量≥26 4~4.5≥34 ≥30 ≤5

将实验样品烘干后均匀分成7份，每份20g，加入不同比例的水，混合均匀后即可得到不同水分含量的奶粉样品。

1.2 测试原理

68

69

微波是指频率范围300MHz ～3000GHz 的电磁波，广泛用于集群通信、移动通信、无线接入、卫星通信、雷达和微波化学等高技术领域。近年来，微波测量物料水分的技术发展迅速，微波水分测量设备已广泛用于煤炭、茶叶、卷烟在制品、木材、药品、电工绝缘材料、纺织纱线、铸造型砂、混凝土等物料的水分检测中[6]。

测试原理是将微波馈入微波谐振型传感器，在该传感器内，微波与物质相互作用。若引入传感器内的样品很小，微扰理论[10]成立，则 W

Edv E ve

r 4/)

1(*0'0???=?∫

εωω

ω

(1)

W

Edv E Q Q ve r 4/211*

0"00

?=?∫

εε (2)

式中，

dv

B H D E B H D E

W o v

)]()[(1*

010*00*0?+?+?+?=

?∫ 由此可见，测量传感器引入样品前后输出微波信

号的幅度、谐振频率和品质因素的变化，即可反演出物质的水分含量。测量奶粉水分装置示意图[6]。

微波扫频信号源→微波传感器→检波放大处理电路

↑ ↓ 多功能卡←计算机←多功能卡

2 结果与讨论

2.1 实验结果

实验测量得到不同水分含量奶粉的微波波谱图见图1所示。

2.418 2.430 2.443 2.455 2.467 2.480 2.492

GHz

图2 不同水分含量奶粉的微波波谱图

由图1可以看出，从右到左奶粉水分含量由低到

高的微波波谱变化规律。通过分析此波谱变化规律，建立奶粉的水分含量与测量参数关系的数学模型，即可计算得出其水分含量。 2.2 校准模型

微波测量参数与奶粉水分含量的关系较为复杂，微波传感器输出电压和谐振频率与水分含量有关，文献[6]进行了分析。本文主要研究微波传感器输出信号的带宽、输出电压/带宽以及谐振频率/带宽与奶粉水分含量的关系，并用最小二乘法得到了相应的校准模型。主要结果如图2~图4所示。

图2 微波传感器输出信号的带宽与奶粉水分含量的校准曲线

图3 微波传感器输出电压/带宽与奶粉水分含量的校准曲线

图4 微波传感器输出信号的谐振频率/带宽与奶粉水分含量的

校准曲线

70

当样品的含水量为1.05%~8.22%时，样品水分与微波传感器输出信号带宽的关系如图3所示，拟合曲线为：0344.00012.00004.02

+?=x x B ，其中，

B 为输出信号带宽，x 为样品的水分含量，其单位为

重量百分比(%)。样品水分与微波传感器输出电压/带宽的关系如图4所示，拟合曲线为：

1709.660637.04396.02+??=x x y ，其中，y 为

输出电压与带宽之比。样品水分与微波传感器谐振频

率/带宽的关系如图5所示，拟合曲线为：

2660.741011.03891.02+??=x x z ，其中，z 为

谐振频率与带宽之比。将校准曲线存入计算机，于是，通过测量不同水分含量奶粉样品所对应的微波传感器的输出参数，即可得到其水分含量（x ）。测量结果及误差见表2~表4。

表2 样品水分与传感器输出信号带宽校准模型实验结果 % 实际

含水

1.05

2.44 4.22 5.21 5.88 7.55

8.22

检测值 1.05±0.20 2.44±0.02 4.22±0.05 5.21±0.07 5.88±0.01 7.55±0.188.22±

0.12表3 样品水分与输出电压/带宽校准模型实验结果 % 实际

含水

1.05

2.44 4.22 5.21 5.88 7.55

8.22

检测值 1.05±0.42 2.44±0.44 4.22±0.08 5.21±0.12 5.88±0.13 7.55±0.148.22±

0.05表4 样品水分与谐振频率/带宽校准模型实验结果 % 实际

含水

1.05

2.44 4.22 5.21 5.88 7.55

8.22

检测值

1.05±0.45

2.44±0.48 4.22±0.08 5.21±0.12 5.88±0.13 7.55±0.118.22±

0.02从表2～表4可看出，奶粉的水分测量精度与测

量时采用的校准模型有关。当采用微波传感器输出信号的带宽与水分含量的校准模型时，测量结果误差小于0.2％；当采用微波传感器输出电压/带宽与水分含量的校准模型时，测量结果误差小于0.44％；当采用微波传感器谐振频率/带宽与水分含量的校准模型时，测量结果误差小于0.48％。 3 结论 （1）测量精度与采用的校准模型密切相关； （2）奶粉水分含量为1.05%~8.22%时，文中得到的最佳校准模型检测误差小于0.2％；

（3）本文介绍的微波技术有望解决奶粉生产过程中水分在线测量控制的技术问题。 参考文献

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致谢：作者感谢昆明金汇通无线与微波技术研究所提供的微波传感器！

直线度测量方法

直线度测量方法 1、光电法测量 光电法测量是以三台测径仪为基础进行检测的，可以用于测量运动中的 线、棒、管的外轮廓的直线度。 布置上图的的设备3台，三台设备同一时刻测量被测工件的位置数据左边和右边两台采集的位置连线，计算出中间设备的在直线度为0时的理论位置，与中间一台所获的的位置数据比较，差值即为被测工件在当前位置的直线偏差如下图所示。

测量单元的测量频率为500-1000HZ，采用电子同步控制单元实现3 台设备的同步采样，可连续检测，根据检测数据模拟出整根线、棒（管）材的直线度，左、右两台的距离可根据具体情况确定安装位置。 2、自准直法 自准直法直线度检测仪可用于圆管外径的直线度检测。平行光仪器是 将和准直望远镜结合为一体的一台仪器。 光源将位于物镜焦平面（物镜焦距二f）的分划板投射至无穷远（准直 光出射），经过平面反射镜返回的准直光经物镜后再次成像于同样位

于物镜焦平面（共焦系统）的光电传感器的探测面上，当反射镜发生了a 角度的偏转后，返回的分划板在光电传感器上的像会产生AS的位移，通过精确测量出AS值，即可准确计算出平面反射镜的偏转角度。 检测内孔直线度时，将平面反射镜伸入孔内，利用胀套保证反射镜与内孔垂直。当内孔有弯曲时反射镜将偏转一定的角度，通过反射镜的偏转角度可以计算出内孔的直线度。 3、PSD芯片激光测量法 激光器安装在激光器座上，激光器座的尾部有4个螺钉可以对激光的 照射角度进行微调。其头部与定心套连接后插入炮管孔内。位置检测单元

的激光位敏传感器安装在传感器座内，传感器座的头部与定心套连接，尾部与推杆连接。通过手动推动推杆可以使位置检测单元在炮管内孔内移动。 激光器定心去 工作时激光器发射1束激光射向激光位敏传感器，传感器内的PSD 芯片监测接收到的激光能量中心位置。定心套用来保证传感器一直处于炮管内孔的中心位置。当炮管在检测位置出现弯曲时，PSD芯片上的激光能量中心坐标值将发生变化。位置检测单元的电源线和数据线通过推杆中心孔与控制柜连接。

直线度测量计算方法

1引言 在工程实际中，评定导轨直线度误差的方法常用两端点连线法和最小条件法。两端点连线法，是将误差曲线首尾相连，再通过曲线的最高和最低点，分别作两条平行于首尾相连的直线，两平行线间沿纵坐标测量的数值，通过数据处理后，即为导轨的直线度误差值;最小条件法，是将误差曲线的“高、高”(或“低、低”)两点相连，过低(高)点作一直线与之相平行，两平行线间沿纵标坐测量的数值，通过数据处理后，即为导轨的直线误差值。 最小条件法是仲裁性评定。两端点连线法不是仲裁性评定，只是在评定时简单方便，所以在生产实际中常采用，但有时会产生较大的误差。本文讨论这两种评定方法之间产生误差的极限值。 2误差曲线在首尾连线的同侧 测量某一型号液压滑台导轨的直线度误差，得到直线度误差曲线，如图1所示。由图可知，该误差曲线在其首尾连线的同侧。下面分别采用最小条件法和两端点连线法，评定该导轨直线度误差值。 (1)最小条件法评定直线度误差 根据最小条件法，图1曲线的首尾分别是低点1和低点2(低点1与坐标原点重合)，用直a1a1线相连，如图2所示。通过最高点3作a1a1直线的平行线a2a2。

在a1a1和a2a2两平行线包容的区域，沿y轴测量的数值，经数据处理，即为该导轨的直线度误差值

δ最小法。 (2)两端点连线法评定直线度误差 根据两端点连线法，图1曲线的首尾也分别是曲线的两端点1和2，如图3所示。将曲线端点1和端点2，用直线b1b1相连，再通过高点作b1b1的平行线b2b2。在b1b1和b2b2两平行线包容的区域，沿y轴测量的数值，经数据处理，即为该导轨的直线度误差值δ两端点。 (3)求解两种评定方法产生的误差极限 由于是对同一导轨误差曲线求解直线度误差，图2中的“低点1”、“低点2”和“高点3”分别对应图3中的“端点1”、“端点2”和“高点3”，即直线 a1a1与直线b1b1重合，直线a2a2与直线b2b2重合，因此两种评定方法产生的误差值为零

快速水分测定法的验证

快速水分测定法的验证 1、概述 药品生产过程中需要水分控制，快速水分测定仪用于水分测定能够缩短水分检验的时间，减少检验人员的劳动强度，降低检验成本，方便管理人员迅速作出决策，从而保证生产工序的持续进行。但快速水分测定仪存在误差，针对这一点特制订本报告，使用快速水分测定仪法与《中国药典2010年版》附录规定的水分测定法进行对比验证。 2、验证目的 对快速水分测定法与《中国药典2010年版》附录规定的水分测定法进行对比验证。通过对比研究确定快速水分测定仪能够有效的保证药品生产过程中对水分的控制，有效地保证药品质量。 3、适用范围 本标准适用于快速水分测定方法的验证。 4、验证领导小组成员及职责 5、验证进度计划 验证小组提出完整的验证计划，经批准后实施。 从年月日至年月日 6、相关文件

2010年版药典一部附录ⅨH 水分测定法；2010年版药典一部附录ⅩⅧA中药质量标准分析方法验证指导原则；实验室控制系统GMP实施指南第11章分析方法的验证和确认；药品生产验证指南第三篇第一章检验方法验证；药品生产质量管理规范（2010年修订）第四章第四节分析方法验证。 7、验证内容 7.1为了确保验证数据的准确可靠，采取以下几个先行保障措施 仪器：已经过校正并在有效期内 人员：均经过培训，熟悉方法及使用的仪器 对照品：均购自中国食品药品鉴定研究院 材料：所用材料，包括试剂、实验用容器等，均符合检验要求，不给实验带来污染、误差。 检查人：日期：确认人：日期： 7.2验证方法 快速水分测定仪设定不同的烘烤温度，不同的烘烤时间。对样品进行水分的测定，并与标准烘箱法作比较，确定最佳烘烤温度，烘烤时间。在此条件下进行方法准确度及精密度的测定。 7.2.1最佳烘烤温度，烘烤时间的确定 选择5批样品分别进行标准烘箱法水分测定以及烘烤温度，烘烤时间下的快速水分测定仪法水分测定。两法相比较，寻求最佳条件。 7.2.1.1最佳烘烤温度的确定 水存在的状态分2种：自由水和结合水。结合水含物理结合水和化学结合水，温度升高，烘干时间减少，误差差异过大，其次有可能造成对化学结合水的破坏，温度过低不适宜于“快速”二字。根据实际生产中对产品水分反应时间的要求，将快速法的烘烤时间定为5min，以6种不同的烘烤温度处理后与标准法比较。实验结果如下： 7.2.1.2 最佳烘烤时间的确定 固定快速法在最佳烘烤温度的条件下，以6种不同的时间处理后与标准法比较。实验结果和分析如下： 品名： *****

5种常见的水分测定仪器的原理

5种常见水分测定仪器的原理 水分测定可以是工业生产的控制分析，也可是工农业产品的质量检定；可以从成吨计的产品中测定水分也可在实验室中仅用数微升试液进行水分分析；可以是含水量达百分之几至几十的常量水分分析，也可是含水量仅为百万分之一以下的痕量水分分析等等。 水分分析方法—般可分为两大类，即物理分析这和化学分析法。经典水分分析方法已逐渐被各种水分分析方法所代替,目前市场上主要存在的水分测定仪主要有以下5种 1.卡尔费休水分测定仪： 卡尔费休法简称费休法，是1935年卡尔费休(KarlFischer)提出的测定水分的容量分拆方法。费休法是测定物质水分的各类化学方法中，对水最为专一、最为准确的方法。虽属经典方法但经过近年改进，提高了准确度，扩大了测量范围，已被列为许多物质中水分测定的标准方法。 费休法属碘量法，其基本原理是利用碘氧化二氧化硫时，需要—定量的水参加反应： 12十S02十2H2Ｏ=2HI十H2SO4 上述反应是可逆的。为了使反应向正方向移动并定量进行，须加入碱性物质。实验证明，吡啶是最适宜的试剂，同时吡啶还具有可与碘和二氧化硫结合以降低二者蒸气压的作用。因此，试剂必须加进甲醇或另一种含活泼OH基的溶剂，使硫酸酐吡啶转变成稳定的甲基硫酸氢吡啶。 2.红外水分仪：

红外线加热机理:当远红外线辐射到一个物体上时，可发生吸收、反射和透过。但是，不是所有的分子都能吸收远红外线的，只有对那些显示出电的极性分子才能起作用。水，有机物质和高分子物质具有强烈的吸收远红外线的性能。当这些物质吸收远红外线辐射能量并使其分子，原子固有的振动和转动的频率与远红外线辐射的频率相一致时，极容易发生分子、原子的共振或转动，导致运动大大加剧，所转换成的热能使内部升高温度，从而使得物质迅速得到软化或干燥。 一般的加热方法是利用热的传导和对流，需要通过媒质传播，速度慢，能耗大，而远红外线加热是用热的辐射，中间无需媒质传播。同时，由于辐射能与发热体温度的4次方成正比，因此，不仅节约能源而且速度快、效率高。此外，远红外线具有一定的穿透能力，由于被加热干燥的物质在一定深度的内部和表层分子同时吸收远红外辐射能，产生自发热效应，使溶剂或水分子蒸发，发热均匀，从而避免了由于热胀程度不同而产生的形变和质变，使物质外观、物理机械性能、牢度和色泽等保持完好。 红外线水分测定仪主要由红外辐射加热器和电子天平确定其精度和稳定性. (红外辐射加热器:钨丝真空管可辐射近红外线，碳化硅属长波长的远红外辐射加热器,石英玻璃和陶瓷红外加热器能辐射中红外线) 红外线水分测定仪水分测定基准的公认标准测定法的「干燥减量法」极其类似的加热干燥、质量测定的红外线水分仪。公认标准测定法的「干燥减量法」也被称之为(105°C?5小时法)、(135°C3小时法)等，通过在干燥机中放入样品进行长时间的加热干燥，来精确的测定干燥前与干燥之后的质量变化，以此计算出水分量。为此，需要测定人员对设备和技术非常精通。由于测定需要较长的时间，因此快速测定大量的样品比较困难。所以，对于高准确度的针对多种多样的样品进行测定而言，除红外线水分计之外不作他想。虽然也有一些其他的电气以及光学的测定方法，但是，都属于限定测定对象的专用仪器。从通用性的角度而言，都远不及红外水分计。

快速水分仪标准操作指南

快速水分仪标准操作指南 规范快速水分仪的操作方法，使水分仪发挥更大的作用。 一、快速水分仪结构图示 二、适用范围 本水分仪适用于一切需要快速测量水分的行业，如医药、粮食、烟草、化工、茶叶、食品、纺织、农历等。该仪器可与计算机通讯，，并通过计算机把测试水分数据结果打印出来，也可以通过选配的打印机把测试水分数据结果打印出来。 三、工作原理 采用干燥失重法原理。在干燥过程中，快速水分测定仪持续测量并即时显示样品丢失的水分含量%，干燥程序完成后，最终测定的水分含量值被锁定显示。与国际烘箱加热法相比，混合加热可以在高温下将样品均匀地快速干燥，样品表面不易受损，其检测结果与国标烘箱法具有良好的一致性，具有可替代性，且检测效率远远高于烘箱法。智能化操作，一般样品只需几分钟即可完成测定，是一种新型的快速检测仪器。 四、操作方法 A、开机 开箱后，检查配件是否遗漏。然后把仪器连上220v交流电源，掀开加热装置，在样品仓内依次放入三角支架、托架、样品盘，再打开仪器电源开关，仪器进入自检状态（9，8，7，6……）。注意，仪器第一次使用时，应该预热半小时。 B、准备样品 准备好待测样品，大颗粒状的固体样品应该处理成粉状或小条状。 C、测试步骤 在测试前，应根据厂家提供的测试条件，提前设置好温度、时间等参数。然后取适量的

处理过的样品，均匀的平铺于样品盘中，按“测试”键，仪器开始自动工作。测试完成后，仪器发出响声，提醒操作人已经测试完成，这时按下“显示”键，解除警报。连续按“显示”键，可依次显示“水分值”“现时重量”“初始重量”“测试时间”“判别时间”，可记录数据。 在进行下一次测试之前，需要待仪器冷却到室温后，在进行测试。 D、用注意事项 1.在测定水分过程中，一定要避免震动，加热筒下端缺口不能迎风摆放。 2.测定样品在称量盘中堆积一定要平整，堆积面积尽量布满称盘底面，堆积厚度应尽量薄，利于水分完全蒸发。 3.在测定水分过程中，不能用手去摸加热筒，严禁敲击或直接振动工作台面。 4.由于该仪器称重系统为精密设备，尤其传力部分特别怕重压、冲击，因而在每次取，放称量盘时尽量用托架，若用手进行取，放称量盘应轻取，轻放。 5.测定完成后，马上取下称量盘必须用托架，以免烫手.托架在放入仪器中不应碰到称重支架与称量盘。 6.测定后须待称量盘完全冷却后，再放入下一个试样。 五、相关资质 专利号：2005301013706 《中华人民共和国制造计量器具许可证》MC粤制03000235号； 通过ISO9001:2008质量管理体系认证。

轨道直线度测量方法的综述

上海大学2014 ～2015 学年春季学期研究生课程考试 课程名称：现代光学测试技术课程编号： 09SAT9004 论文题目: 轨道直线度测量方法的综述 研究生姓名: 华明亚学号: 14721353 论文评语: 成绩: 任课教师: 高洪跃 评阅日期:

轨道直线度测量方法的综述 华明亚 （上海大学机电工程与自动化学院，上海200072） 摘要：随着我国铁路交通事业的快速发展，我国的铁路线路已经达到了2.4万公里。在高速铁路线路里程不断增加，列车大提速的背景下，随着使用年限的增加，在某些路段铁轨会发生弯曲、下沉等形变，从而导致平直度等参数超过建设初期的安全设计指标，会产生一系列事故隐患。为预防因线路老化问题带来的重大事故的发生，越来越多的线路需要人工进行检测和维护。在传统铁轨检测时，通常采用1Om弦测法或者大型轨检车进行测量，前者测量误差较大，有很大的局限性；后者价格昂贵，也不便于日常检修使用。因此，工程中需要较高精度，低成本，测量距离长，使用简便的铁轨直线度测量方法。本文介绍了三种简便而且应用比较成熟的轨道直线度测量方法，包括三坐标法，双频激光干涉仪测量法和激光准直测量法。并且简单阐述了它们的工作原理，优缺点，误差分析以及应用场合。 关键词：轨道测量；直线度；激光测量； Application of image processing technology Hua Mingya (School of mechanical engineering and automation, Shanghai University, Shanghai 200072, China) Abstract:With the rapid development of China's railway transportation, our railway line has reached 24000 kilometers. As high speed railway mileage increases, with the background of high speed train and the increase of age ,the track of some sections will bending and sinking deformation, which leads to the flatness of the parameters over at the initial stage of the construction safety design index and will produce a series of accidents. In order to prevent the occurrence of major accidents caused by the aging of the line, more and more lines need to be detected and maintained manually. In the traditional rail detection, usually with 10m chord measurement or large track inspection car are measured, the former measurement has many errors, which is a big limitation; the latter is expensive, not easy to daily maintenance. Therefore, the engineering need to high accuracy, low cost, long distance measurement, using simple rail straightness measurement method. This paper introduces three simple and more sophisticated methods for measuring the straightness of orbit, including three coordinate method, dual frequency laser interferometer and laser alignment. And it also describes their working principle, the advantages and disadvantages, the error analysis and the application. Key words: Orbit measurement;Laser measurement; Straightness; 1.引言 随着我国铁路交通事业的快速发展，普通铁路提速和建设高速铁路已经成为提高铁路运送能力的重要手段。至2007年底，我国铁路原有线路经过了六次大面积提速，快速线路长度达到2. 4万公里，其中允许速度160Km/h及以上的线路更是达到了1. 6万公里。随着列车运营速度的快速提高，也对铁轨自身的参数提出了更高的要求[1]。高速铁路要求轨道几何形位必须保持极高的平顺性，否则，轨面极小的形变都可能引起巨大的轮轨冲击力，造成轨道部件的损伤，更有甚者，可能会造成列车的脱轨等重大事故发生[2]。轨道状态的不平顺往

快速水分测定仪操作规程

2． 1."4仪器预热方式，在使用前必须预热30分钟，若环境温度较低需预热一小时，经预热后测定的数据真实有效。 第三章快速水分测定仪操作规程 3.1取样与样品制备 3. 1."1取样与样品的制备，与重要测试参数的选择对最终的测试精度十分关键。 3. 1."2凡被测样品颗粒状的，应用粉碎机粉碎成粉状，方可进行测定，否则测试时间过长，且水分含量不能完全被干燥。 3. 1."3在采集颗粒，粉状样品过程中，一定要充分混样，保证样品水分均匀。 3. 1."4对于一些易燃，易爆的测试样品，应选择较低的加热温度，并尽量取少的样品量，对于这些样品的测试应十分小心。 3. 1."5对于大水分含量（粮食或液体）的样品制备过程中，应尽量避免水分丧失，若不能避免，这部分丧失应计算进去。 3. 1."6对于柔软，粘弹性的样品，应切割成尽量薄的片。 3.

1."7取样量的多少，建议用户一个基本原则就是薄薄铺满称盘底面积的量，粉状样品大致为3克左右。 3. 1."8每次取样量的精度也很重要，误差应小于± 0."005xx。 3.2测定水分操作 3. 2."1在仪器现时重量指示灯亮状态下，用手扶住机身，轻轻掀起加热筒。用试样匙取试样放在称量盘中，此时仪器显示“ 3.000”克左右（取样数量对测定精度有一定影响，其规律是取样量大，重复性好，但测定时间长，兼顾精度与时间，我们建议取样为3± 0."005克），取下称量盘用手将试样表面抖均匀或用小棒使试样表面均匀（注意防止试样丢失），放在托架上，连同托架一起轻轻放到称量盘支架上，合上加热筒。 3. 2."2待重量显示稳定时，按“↑”键，紧接按“测试”键，仪器自动开始测定水分，此时水分示值指示灯亮，数据窗显示正在失去的水分量。温度显示值在上升，直到设定值。 在测定水分中温度显示值上下跳动2-3度为正常现象。 3. 2."3当水分测定完成后，仪器自动停止加热，并发出报警声，按一次“显示”键即可消除报警声，此时显示判别时间。再按一次“显示”键，仪器显示最终水分值。若仪器连接打印机则直接按“打印”键打印出水分值。需要查看其它测试参数可连续按“显示”依次查看，最后按“清除”键使仪器回到现时重量状态下。

国内外高含水、特高含水油田采油工程技术研究

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/5a4369794.html, 国内外高含水、特高含水油田采油工程技术研究 作者：钱爱萍 来源：《中国化工贸易·上旬刊》2016年第10期 摘要：随着油田开采时间的增长，国内陆上油田总体上都已进入高含水、高采出阶段， 油藏生产动态复杂，稳产期短，油井见水快，产量递减快，油田开发指标预测难度大，预测结果存在较高的不确定性；但对于老油田而言，地下仍含有大量的剩余油，如何准确地描述剩余油的分布和提高油气采收率是当今油田勘探和开发的主要目标。要实现这些目标，就需要科学地进行精细油藏述、油藏数值模拟、开发方案调整、精细地质模型的建立和剩余油的分布，不仅是油藏描述的主要内容，也是有效地开发油气藏的基础，在整个油气藏的勘探和开发过程中都具有十分重要的意义。 关键词：高含水；剩余油；采收率 已开发的油田进入高含水后期开发后，随着开采程度加深，地下油水关系、剩余油分布越来越复杂，非均质性更严重，给油田稳产和调整挖潜带来的难度越来越大。目前我国东部许多主力油田已成为高含水油田，经过一次、二次采油后，仅能采出地下总储量的30%左右，“三高二低”的开发矛盾突出，即综合含水率高、采出程度高、采油速度高、储采比低、采收率低，仍有约较多的剩余石油残留在地下，这些残留在地下的剩余石油储量对于增加可采储量和提高采收率是一个巨大的潜力。据估计，如果世界上所有油田的采收率提高1%，就相当于增加全世界2～3年的石油消费量。因而通过技术手段提高高含水油田的采收率具有重要意义。 1 国内外情况 在油藏精细描述和剩余油分布研究的基础上，除采取强化采油措施外，国际高含水油田开发技术主要有：井网优化技术（包括细分层系、加密调整井、井网重组）、注水调整技术（包括不稳定注水、选择性注水、优化注水压力、提高产液量、调整注采井网、注污调剖等）、特殊钻井技术（包括水平井技术、大位移多靶点定向井、侧钻井技术等）、油层深部调剖技术等。改善高含水期油田注水开发效果一直是国外油气开采领域的研究重点，国外在不稳定注水技术、水平井技术、油层深部调剖技术等方面具有明显优势。控水稳油及区块综合治理工作是实现老油田稳产、提高经济效益的重要手段。 2 采油工程技术研究 2.1 不稳定注水技术

水分测定仪的原理和使用方法

水分测定仪（水分测定仪怎么分类）： 能够检测各类有机及无机固体、液体、气体等样品中含水率的的仪器叫做水分测定仪，按测定原理可以分类物理测定法和化学测定法两大类。物理测定法常用的有失重法、蒸馏分层法、气相色谱分析法等，化学测定方法主要有卡尔费休法（Karl Fischer）、甲苯法等，国际标准化组织把卡尔费休（Karl Fischer）方法定为测微量水分国际标准，我们国家也把这个方法定为国家标准测微量水分。 常见的失重法水分仪有卤素水分测定、红外水分测定仪、微波水分测定仪等； 常见的卡尔费休水分测定仪主要有容量法卡尔费休水分测定仪和库仑法（电量法）卡尔费休水分测定仪。 另外还有便携式水份测定仪 红外线水分测定仪： 红外线水分测定仪，采用热解重量原理设计的，是一种新型快速水分检测仪器。水分测定仪在测量样品重量的同时，红外加热单元和水分蒸发通道快速干燥样品，在干燥过程中，水分仪持续测量并即时显示样品丢失的水分含量%，干燥程序完成后，最终测定的水分含量值被锁定显示。与国际烘箱加热法相比，红外加热可以最短时间内达到最大加热功率，在高温下样品快速被干燥，其检测结果与国标烘箱法具有良好的一致性,具有可替代性,且检测效率远远高于烘箱法。一般样品只需几分钟即可完成测定。

仪器操作简单，测试准确，显示部分采用红色数码管，示值清晰可见，分别可显示水分值，样品初值，终值，测定时间，温度初值，最终值等数据，并具有与计算机，打印机连接功能。 水分仪可广泛应用于一切需要快速测定水分的行业，如医药，粮食、饲料、种子，菜籽，脱水蔬菜、烟草，化工，茶叶，食品、肉类以及纺织，农林、造纸、橡胶、塑胶、纺织等行业中的实验室与生产过程中。

快速水分测定仪器

SFY-20红外线快速水分测定仪 使用说明书 第一章概述 首先感谢您选用本公司生产的SFY-20红外线快速水分测定仪。请您在使用前详细阅读本说明书，如有疑问，可向经销商咨询或和本公司联系。 1.1用途、特点 SFY-20红外线快速水分测定仪，采用热解重量原理设计的，是一种新型快速水分检测仪器。水分测定仪在测量样品重量的同时，红外加热单元和水分蒸发通道快速干燥样品，在干燥过程中，水分仪持续测量并即时显示样品丢失的水分含量%，干燥程序完成后，最终测定的水分含量值被锁定显示。与国际烘箱加热法相比，红外加热可以最短时间内达到最大加热功率，在高温下样品快速被干燥，其检测结果与国标烘箱法具有良好的一致性，具有可替代性，且检测效率远远高于烘箱法。一般样品只需几分钟即可完成测定。该仪器操作简单，测试准确，显示部分采用红色数码管，示值清晰可见，分别可显示水分值，样品初值，终值，测定时间，温度初值，最终值等数据，并具有与计算机，打印机连接功能。因此该水分仪可广泛应用于一切需要快速测定水分的行业，如医药，粮食、种子，菜籽，烟草，化工，茶叶，食品、肉类、种子、石墨、油墨、锯末、沙土、砂石以及纺织，农林、造纸、橡胶、塑胶等行业中的实验室与生产过程中。 1.2 SFY-20主要技术指标 水分测定范围（%）： 0.01%-100% 测定试样重量（g）： 0-90 最大称重量：（g）： 20 称量最小读数（g）: 0.001 水分含量可读性(％): 0.01 温度设定范围（℃）：室温-160 显示参数： 7种 通讯接口：标准RS232接口 波特率：9600/S比特 通讯方式：MCS51系列单片机通讯方式2。 供电电源：电压220v±10%频率50HZ±1HZ 试样温度：-40℃-50℃ 工作环境温度：-5℃-50℃ 相对湿度：≤80%RΗ 外形尺寸：380mm×205mm×325mm 净重量：3.7kg

实验数据误差分析和数据处理

第一章实验数据误差分析与数据处理 第一节实验数据误差分析 一、概述 由于实验方法和实验设备的不完善，周围环境的影响，以及人的观察力，测量程序等限制，实验测量值和真值之间，总是存在一定的差异，在数值上即表现为误差。为了提高实验的精度，缩小实验观测值和真值之间的差值，需要对实验数据误差进行分析和讨论。 实验数据误差分析并不是即成事实的消极措施，而是给研究人员提供参与科学实验的积极武器，通过误差分析，可以认清误差的来源及影响，使我们有可能预先确定导致实验总误差的最大组成因素，并设法排除数据中所包含的无效成分，进一步改进实验方案。实验误差分析也提醒我们注意主要误差来源，精心操作，使研究的准确度得以提高。 二、实验误差的来源 实验误差从总体上讲有实验装置（包括标准器具、仪器仪表等）、实验方法、实验环境、实验人员和被测量五个来源。 1.实验装置误差 测量装置是标准器具、仪器仪表和辅助设备的总体。实验装置误差是指由测量装置产生的测量误差。它来源于： （1）标准器具误差 标准器具是指用以复现量值的计量器具。由于加工的限制，标准器复现的量值单位是有误差的。例如，标准刻线米尺的0刻线和1 000 mm刻线之间的实际长度与1 000 mm单位是有差异的。又如，标称值为 1kg的砝码的实际质量（真值）并不等于1kg等等。 （2）仪器仪表误差 凡是用于被测量和复现计量单位的标准量进行比较的设备，称为仪器或仪表．它们将被测量转换成可直接观察的指示值。例如，温度计、电流表、压力表、干涉仪、天平，等等。 由于仪器仪表在加工、装配和调试中，不可避免地存在误差，以致仪器仪表的指示值不等于被测量的真值，造成测量误差。例如，天平的两臂不可能加工、调整到绝对相等，称量时，按天平工作原理，天平平衡被认为两边的质量相等。但是，由于天平的不等臂，虽然天平达到平衡，但两边的质量并不等，即造成测量误差。 （3）附件误差 为测量创造必要条件或使测量方便地进行而采用的各种辅助设备或附件，均属测量附件。如电测量中的转换开关及移动测点、电源、热源和连接导线等均为测量附件，且均产生测量误差。又如，热工计量用的水槽，作为温度测量附件，提供测量水银温度计所需要的温场，由于水槽内各处温度的不均匀，便引起测量误差，等等。 按装置误差具体形成原因，可分为结构性的装置误差、调整性的装置误差和变化性的装置误差。结构性的装置误差如：天平的不等臂，线纹尺刻线不均匀，量块工作面的不平行性，光学零件的光学性能缺陷，等等。这些误差大部分是由于制造工艺不完善和长期使用磨损引起的。调整性的装置误差如投影仪物镜放大倍数调整不准确，水平仪的零位调整不准确，千分尺的零位调整不准确，等等。这些误差是由于仪器仪表在使用时，未调整到理想状态引起的。变化性的装置误差如：激光波长的长期不稳定性，电阻等元器件的老化，晶体振荡器频率的长期漂移，等等。这些误差是由于仪器仪表随时间的不稳定性和随空间位置变化的不均匀性造成的。 2.环境误差 环境误差系指测量中由于各种环境因素造成的测量误差。 被测量在不同的环境中测量，其结果是不同的。这一客观事实说明，环境对测量是有影响的，是测量的误差来源之一。环境造成测量误差的主要原因是测量装置包括标准器具、仪器仪表、测量附件同被测对象随着环境的变化而变化着。 测量环境除了偏离标准环境产生测量误差以外，从而引起测量环境微观变化的测量误差。 3.方法误差

特高含水油田高耗水层带识别方法研究——以双河油田为例

石油地质与工程 2019年7月PETROLEUM GEOLOGY AND ENGINEERING 第33卷第4期文章编号：1673–8217（2019）04–0065–04 特高含水油田高耗水层带识别方法研究 ——以双河油田为例 李远光1，方越1，石璐1，朱浩1，韩吉璞2 （1．中国石化河南油田分公司勘探开发研究院，河南郑州450048； 2．中国石化河南油田分公司采油一厂，河南南阳474780） 摘要：受储层非均质性及长期注水开发的影响，特高含水油田高耗水层带发育，注水低效无效循环，不利于提高采收率且大大增加运行成本。为了准确识别出高耗水层带分布状况，采用数值模拟技术，定量表征油藏不同位置的驱替倍数，先根据驱替倍数与采出程度、驱替倍数与含油饱和度的关系对驱替倍数进行分级评价，将驱替倍数大于50倍的区域界定为高耗水区，再根据数值模拟评判结果形成高耗水层带识别方法。该方法在双河油田实际应用中取得了较好的效果，为高耗水层带治理对策的制定提供了依据。 关键词：双河油田；高耗水层带；驱替倍数；识别方法 中图分类号：TE341 文献标识码：A Identification method of high-water consumption zone in super high water cut oilfield -- by taking Shuanghe oilfield as an example LI Yuanguang1, FANG Yue1, SHI Lu1, ZHU Hao1, HAN Jipu2 (1. Exploration & Development Research Institute of Henan Oilfield Company, SINOPEC, Zhengzhou, Henan 450048, China; 2. No.1 Oil Production Plant of Henan Oilfield Company, SINOPEC, Nanyang, Henan 474780, China) Abstract: Due to the influence of reservoir heterogeneity and long-term water injection development, the high-water-consumption zone in the ultra-high water-cut oilfield develops, while the low-efficiency and ineffective circulation of water injection is not conducive to improving recovery and greatly increasing operating cost. In order to accurately identify the distribution of high-water consumption zones, numerical simulation techniques were used to quantitatively characterize the displacement multiples of different reservoir locations. According to the relationship between displacement multiple and recovery degree, displacement multiple and oil saturation, the displacement multiple is graded and evaluated, and the area with displacement multiple greater than 50 times is defined as high water consumption zone. Then, the identification method of high-water consumption zone is formed based on the evaluation results of numerical simulation. This method has achieved good results in the practical application of Shuanghe oilfield, which provides a basis for the formulation of control countermeasures in high water consumption zones. Key words: Shuanghe oilfield; high water consumption zone; displacement multiple; identification method 油田开发进入特高含水后期，受储层非均质性 影响，注入水在平面和纵向上沿着高渗透段发生突进，形成注水低效无效循环的高耗水层带。在高耗水层带发育的区域，注入水并没有起到驱油的效果，而是直接从采油端采出，大大增加了运行成本。矿场统计结果表明，随着含水上升，运行成本逐渐增加，当含水大于95%时，水油比呈直线上升，运行收稿日期：2019–04–12 作者简介：李远光，工程师，1984年生，2007年毕业于西南石油大学石油工程专业，现从事油田开发生产研究工作。基金项目：中国石化科研项目“特高含水油田水驱提高采收率技术”子课题“聚驱后油藏水驱提高采收率技术”（P16080）。

水分快速测定仪操作规程通用版

操作规程编号：YTO-FS-PD726 水分快速测定仪操作规程通用版 In Order T o Standardize The Management Of Daily Behavior, The Activities And T asks Are Controlled By The Determined Terms, So As T o Achieve The Effect Of Safe Production And Reduce Hidden Dangers. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards

精品规程范本 编号：YTO-FS-PD726 2 / 2 水分快速测定仪操作规程通用版 使用提示：本操作规程文件可用于工作中为规范日常行为与作业运行过程的管理，通过对确定的条款对活动和任务实施控制,使活动和任务在受控状态，从而达到安全生产和减少隐患的效果。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 1、水分快速测定应符合《选煤厂技术检查规定》的要求，适用于生产过程中产品水分的快速测定。 2、工作前，先对水分快速测定仪进行预热。 3、用预先干燥过的测定盘迅速称取粒度小于6mm 的煤样10—12g （称准到0.01g ），平摊在测定盘中。 3、打开测定仪，放入煤样，按下测定键，测定仪自动工作。 4、测定过程中不得打开测定仪或中断作业，否则本次测定无效。 5、待测定结束，自动显示水分和测定时间。 6、及时记录测定结果。 7、工作结束，进行断电，盖好防尘罩。 该位置可输入公司/组织对应的名字地址 The Name Of The Organization Can Be Entered In This Location

实验数据误差分析和数据处理

第二章实验数据误差分析和数据处理 第一节实验数据的误差分析 由于实验方法和实验设备的不完善，周围环境的影响，以及人的观察力，测量程序等限制，实验观测值和真值之间，总是存在一定的差异。人们常用绝对误差、相对误差或有效数字来说明一个近似值的准确程度。为了评定实验数据的精确性或误差，认清误差的来源及其影响，需要对实验的误差进行分析和讨论。由此可以判定哪些因素是影响实验精确度的主要方面，从而在以后实验中，进一步改进实验方案，缩小实验观测值和真值之间的差值，提高实验的精确性。 一、误差的基本概念 测量是人类认识事物本质所不可缺少的手段。通过测量和实验能使人们对事物获得定量的概念和发现事物的规律性。科学上很多新的发现和突破都是以实验测量为基础的。测量就是用实验的方法，将被测物理量与所选用作为标准的同类量进行比较，从而确定它的大小。 1.真值与平均值 真值是待测物理量客观存在的确定值，也称理论值或定义值。通常真值是无法测得的。若在实验中，测量的次数无限多时，根据误差的分布定律，正负误差的出现几率相等。再经过细致地消除系统误差，将测量值加以平均，可以获得非常接近于真值的数值。但是实际上实

验测量的次数总是有限的。用有限测量值求得的平均值只能是近似真值，常用的平均值有下列几种: (1) 算术平均值 算术平均值是最常见的一种平均值。 设1x 、2x 、……、n x 为各次测量值，n 代表测量次数，则算术平均值为 n x n x x x x n i i n ∑==+???++=1 21 (2-1) (2) 几何平均值 几何平均值是将一组n 个测量值连乘并开n 次方求得的平均值。即 n n x x x x ????=21几 (2-2) （3）均方根平均值 n x n x x x x n i i n ∑== +???++= 1 2222 21 均 (2-3) (4) 对数平均值 在化学反应、热量和质量传递中，其分布曲线多具有对数的特性，在这种情况下表征平均值常用对数平均值。 设两个量1x 、2x ，其对数平均值 2 1212 121ln ln ln x x x x x x x x x -=--=对 (2-4) 应指出，变量的对数平均值总小于算术平均值。当1x /2x ≤2时，可以用算术平均值代替对数平均值。 当1x /2x =2，对x =, =x , (对x -x )／对x =%, 即1x /2x ≤2，引起的误差不超过%。

油田开发中与含水有关的指标

油田开发中与含水有关的指标 1、综合含水率 1）定义：是指月产水量与月产液量的比值，是反映油田原油含水高低（出水或水淹程度）的重要标志，符号为fw，用百分数表示。 2）计算公式： 综合含水率（fw）=月产水量/月产液量×100% 2、含水上升速度 1）定义：油田见了水后，含水量将随采出程度的增加而上升，其上升的快慢是衡量油田注水效果好坏的重要标志。可以按月、季或年计算含水上升速度，也可以计算某一时期的含水上升速度。含水上升速度是指单位时间内含水上升的数值，与采油速度无关。 2）计算公式： 年含水上升速度=（本年末综合含水率fw1-上年末综合含水率fw2） 月含水上升速度=（本年末综合含水率fw1-上年末综合含水率fw2）/12 =年含水上升速度/12 3、含水上升率 1）定义：指每采出1%地质储量含水上升的百分数。（现场一般不用百分数表示） 2）计算公式： 含水上升率=（fw1- fw2）?/（R1- R2） 式中：fw1——报告末期（本年末）的综合含水，%； fw2?——报告初期（上年末）的综合含水，%； R1——报告末期（本年末）的采出程度，%； R2——报告初期（上年末）的采出程度，%。 或 含水上升率=（fw1- fw2）/采油速度 采用堵水方法有 1、复合堵水技术 ①作用机理 注入常规活化稠油堵剂后，采用少量的高强度聚合物堵剂封住乳化稠油堵剂的后缘，使相对强度较低的活化稠油，在油井生产时延长反吐时间，提高了堵水有效期。 ②选井条件： A: 活化稠油堵水效果越来越差的油井； B: 含水较高，一般大于85％； C: 具有一定的油层厚度和层数，一般油层厚度大于5m，层数大于3以上； D：油井出砂不严重，泵的工作状态良好。 2、高强度化学堵水技术 ①技术机理： 高强度化学堵水技术是常规凝胶型堵剂的发展，它通过交联方式的改变及有机、无机添加剂的加入，使凝胶体的强度、弹性进一步提高，从而增加了堵剂的封堵效率，延长堵水有效期。所用原料为聚丙烯酰胺、交联剂、油溶性树脂及惰性颗粒等组成，其中聚丙烯酰胺做为堵水剂主要基料

1).直线度和平面度

机 械 加 工 检 验 标 准 及 方 法.目的: .范围: 三.规范性引用文件 四.尺寸检验原则 1.基本原则: 2.最小变形原则: 3.最短尺寸链原则: 4.封闭原则: 5.基准统一原则: 6.其他规定 五.检验对环境的要求 1.温度 2.湿度 3.清洁度 4.振动 5.电压 六.外观检验 1.检验方法

2.检验目距 3.检测光源 4.检测时间 5.倒角、倒圆 7.伤痕 9.凹坑、凸起、缺料、多料、台阶10.污渍11.砂孔、杂物、裂纹12.防护包装

七.表面粗糙度的检验 1.基本要求 2.检验方法: 3.测量方向 4.测量部位 5.取样长度 八.线性尺寸和角度尺寸公差要求 1.基本要求2线性尺寸未注公差 九.形状和位置公差的检验 1.基本要求3.检测方法十?螺纹的检验 1.使用螺纹量规检验螺纹制件 2.单项检验 1^一 .外协加工件的检验规定 1.来料检验 2.成品检验计划十二.判定规则附注: 1.泰勒原则

.目的: 为了明确公司金属切削加工检验标准，使检验作业有所遵循，特制定本标准。 .范围: 本标准适用于切削加工（包括外协、制程、出货过程）各检验特性的检验。在本标准中, 切削加工指的是：车削加工、铣削加工、磨削加工、镗削加工、刨削加工、孔加工、拉削加 工和钳工作业等。本标准规定了尺寸检验的基本原则、对环境的要求、外观检验标准、线性 尺寸公差要求、形位公差要求、表面粗糙度的检验、螺纹的检验和判定准则。 注：本标准不适用于铸造、锻造、钣金、冲压、焊接加工后的检验，其检验标准另行制 定。本标准不拟对长度、角度、锥度的测量方法进行描述 ，可参看相关技术手册；形位公差 的测量可参看GB/T1958-1980;齿轮、蜗杆的检验可参看相关技术手册。 三.规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后 所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达 成协议的各方研究是否 可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版 本适用于本 标准 计数抽样程序第1部分：按接收质量限（AQL ）检索的 逐批检验抽样计划 GB/T 1958-1980 形状和位置公差 检测规定 GB/T 1957-1981 光滑极限量规 Q/HXB 3000.1抽样检查作业指导书 Q/HXB 2005.1产品的监视和测量控制程序 Q/HXB 2005.15不合格品控制程序 GB/T 2828.1-2003 (ISO 2859-1:1989) GB/T 1804- 2000 (ISO2768-1:104989) 一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差 GB/T 1184 - 1996(ISO2768-2:1989) 形状和位置公差未注公差值