油井多普勒光纖流量傳感器的研究.pdf

1、油井多普勒光纖流量傳感器是基于光學多普勒頻移原理，通過接收運動油液粒子的散射光而測量油液流速，從而測量流量的。多普勒光纖傳感器以其非接觸測量、測量精度高、分辨率高、抗干擾能力強、對介質(zhì)適應(yīng)能力強等優(yōu)點被越來越多地應(yīng)用在速度測量領(lǐng)域。但是，由于流量測量的復(fù)雜性，利用多普勒效應(yīng)測量流量的應(yīng)用在國內(nèi)外還很少。本文以實際課題為背景，對用于油井油液流量測量的多普勒光纖流量傳感器進行了深入研究，設(shè)計了傳感器系統(tǒng)的各個部分，并進行了流量測量實驗，驗證

2、了多普勒光纖流量傳感器流量測量的可行性。
　　本文首先對油井多普勒光纖流量傳感器的測量原理進行了研究：通過對光的散射原理以及對油液的組成和分子大小的研究，分析了油液對光的散射作用，估算了散射光的強度；研究了光學混頻和干涉原理，推導(dǎo)出了多普勒頻移公式和流量公式，分析了多普勒信號的組成和特點；分析了幾種干涉光路，并基于邁克爾干涉儀提出了本文的光路系統(tǒng)設(shè)計方案；研究了光電信號檢測和處理技術(shù)，分析了光電檢測電路的噪聲。
　　其次，依

3、據(jù)傳感器測量原理，對多普勒光纖流量傳感器系統(tǒng)各部分進行了分析和詳細設(shè)計，包括光發(fā)射單元、光路系統(tǒng)、光電檢測單元和信號處理單元；完成了整個系統(tǒng)的搭建包括加工了本文的光路系統(tǒng)；設(shè)計、仿真、并研制了光電信號檢測電路。
　　最后進行了傳感器的流量測量實驗，通過實驗實現(xiàn)了多普勒效應(yīng)測量油液流量，證明了本文傳感器系統(tǒng)設(shè)計的可行性和有效性。
　　本文對油井多普勒光纖流量傳感器的研究內(nèi)容和成果為這一領(lǐng)域的研究提供了寶貴理論資料和實際經(jīng)驗，具