鉆井液中測定硫離子的組合電極的制作方法

專利名稱：鉆井液中測定硫離子的組合電極的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種鉆井液中測定硫離子的組合電極，屬于電極技術領域。
技術背景H2S為弱酸性、易溶于水的氣體，當其溶解于水中后，以HS—、 H+、 S2—等離子 形態存在，并且隨水溶液的PH值不同，而表現為不同的濃度比；因此可以通過 測定溶液中H+、 S2—的濃度，預測H2S氣體溢出的可能性，為鉆井安全提供保證， 與H2S氣體含量測定相比，該方法可以更早發現H2S異常，并具有預測H2S氣體 生成的能力。溶液中H+、 S"濃度的測定方法分別是H+測定最常用、最簡單的方法是采用PH電極直接測定溶液的PH值，從而計 算H+濃度，該方法的線性測定范圍廣，在PH 0 14間可直接測定，樣品溶液不 需預處理。S2—濃度的測定方法較多，如碘量法(溶液滴定)、光度法、電位滴定法、 電極直接測定法等多種，而能用于在線檢測的以直接電位法較為簡單。目前市場上用于鉆井液中測定硫離子的產品，由測定硫離子的復合電極、測 定PH的復合電極和溫度傳感器三者組成，還要三套信號處理電路。復合電極由測量電極和參比電極組成，當復合電極受到鉆井液污染時，必須 整體更換，而實際情況只是部分損壞。另外鉆井現場可用于安裝儀表的空間有限，加裝三個儀表將使得原本有限的 空間更加緊張。 發明內容本發明的目的是提供一種占地空間小，可局部更換的鉆井液中測定硫離子的 組合電極。為實現以上目的，本發明的技術方案是提供一種鉆井液中測定硫離子的組合 電極，其特征在于，由固態參比電極、信號處理電路、S2—測量電極，PH—測量電極和溫度探頭組成，信號處理電路分別與固態參比電極、S2—測量電極、PH—測量 電極和溫度探頭連接。所述的信號處理電路由阻抗緩沖級、放大電路、AD轉換器、單片機和DA電 路組成，阻抗緩沖級通過放大電路與AD轉換器連接，AD轉換器通過單片機和DA 電路連接。由于離子測量電極內阻高達數百兆歐，本發明將其輸出信號先經阻抗緩沖級 隔離，然后經放大、AD采樣，并經計算，通過DA輸出電流信號來代表相應的離 子濃度。本發明的優點是:1、 固態參比電極更加適合用于鉆井液中，s2—測量電極、ra—測量電極共用固態參比電極，S2—測量電極、PH—測量電極、固態參比電極可以獨立更換， 性價比提高；2、 由三個儀表變成一個儀表，結構緊湊，特別適合鉆井液在線檢測硫離子。


圖1為鉆井液中測定硫離子的組合電極結構示意圖； 圖2為信號處理電路方塊圖；圖3電化學多參數計算和報警程序流程圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對發明作進一步說明。 實施例如圖l所示，為鉆井液中測定硫離子的組合電極結構示意圖，所述的一種鉆井液中測定硫離子的組合電極由固態參比電極1、信號處理電路2、 S2—測量電極 3， PH—測量電極4和溫度探頭5組成，信號處理電路2分別與固態參比電極1、 S2—測量電極3， PH—測量電極4和溫度探頭5連接。如圖2所示，為信號處理電路方塊圖，所述的信號處理電路2由阻抗緩沖級 6、放大電路7、 AD轉換器8、單片機9和DA電路IO組成，阻抗緩沖級6通過 放大電路7與AD轉換器8連接，AD轉換器8通過單片機9和DA電路10連接。U7為阻抗緩沖級，U7輸入阻抗甚高于電極輸出阻抗，因此能在電極與放大電路U8之間起到隔離緩沖作用。
根據硫離子電極對溶液濃度的響應，放大電路U8應能將電極輸出信號放大 并滿足AD采樣對幅度的要求。其次硫離子電極在最小檢測限時輸出不為零，如 經放大電路的輸出能為零，則可選擇單極性AD器件。
如圖3所示，為電化學多參數計算和報警程序流程圖，用C語言編制，運行 在單片機上，
AD轉換器件對放大電路7的U8輸出進行采樣，通過單片機根據硫離子電極 對溶液濃度的響應電勢，計算出溶液濃度，進而根據溶液濃度與輸出信號4一 20Ma的關系去控制單片機9和DA電路10輸出代表溶液濃度的電流信號。
權利要求
1.一種鉆井液中測定硫離子的組合電極，其特征在于，由固態參比電極(1)、信號處理電路(2)、S2-測量電極(3)，PH-測量電極(4)和溫度探頭(5)組成，信號處理電路(2)分別與固態參比電極(1)、S2-測量電極(3)，PH-測量電極(4)和溫度探頭(5)連接。
2. 根據權利要求1所述的一種鉆井液中測定硫離子的組合電極，其特征在于， 所述的信號處理電路(2)由阻抗緩沖級(6)、放大電路(7)、 AD轉換器(8)、 單片機(9)和DA電路(10)組成，阻抗緩沖級(6)通過放大電路(7)與 AD轉換器(8)連接，AD轉換器(8)通過單片機(9)和DA電路(10)連接。
全文摘要
本發明涉及一種鉆井液中測定硫離子的組合電極，其特征在于，由固態參比電極、信號處理電路、S^2-測量電極，PH^-測量電極和溫度探頭組成，信號處理電路分別與固態參比電極、S^2-測量電極，PH^-測量電極和溫度探頭連接。本發明的優點是固態參比電極更加適合用于鉆井液中，S^2-測量電極、PH^-測量電極共用固態參比電極，S^2-測量電極、PH^-測量電極、固態參比電極可以獨立更換，性價比提高；同時由三個儀表變成一個儀表，結構緊湊，特別適合鉆井液在線檢測硫離子。
文檔編號G01N27/30GK101216446SQ20071017337
公開日2008年7月9日 申請日期2007年12月27日 優先權日2007年12月27日
發明者畢東杰, 沈亞光 申請人:上海神開石油化工裝備股份有限公司;上海神開石油科技有限公司