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(xué)多普勒頻移原理，通過(guò)接收運(yùn)動(dòng)油液粒子的散射光而測(cè)量油液流速，從而測(cè)量流量的。多普勒光纖傳感器以其非接觸測(cè)量、測(cè)量精度高、分辨率高、抗干擾能力強(qiáng)、對(duì)介質(zhì)適應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)被越來(lái)越多地應(yīng)用在速度測(cè)量領(lǐng)域。但是，由于流量測(cè)量的復(fù)雜性，利用多普勒效應(yīng)測(cè)量流量的應(yīng)用在國(guó)內(nèi)外還很少。本文以實(shí)際課題為背景，對(duì)用于油井油液流量測(cè)量的多普勒光纖流量傳感器進(jìn)行了深入研究，設(shè)計(jì)了傳感器系統(tǒng)的各個(gè)部分，并進(jìn)行了流量測(cè)量實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證

2、了多普勒光纖流量傳感器流量測(cè)量的可行性。
　　本文首先對(duì)油井多普勒光纖流量傳感器的測(cè)量原理進(jìn)行了研究：通過(guò)對(duì)光的散射原理以及對(duì)油液的組成和分子大小的研究，分析了油液對(duì)光的散射作用，估算了散射光的強(qiáng)度；研究了光學(xué)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(hào)的組成和特點(diǎn)；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(jì)方案；研究了光電信號(hào)檢測(cè)和處理技術(shù)，分析了光電檢測(cè)電路的噪聲。
　　其次，依

3、據(jù)傳感器測(cè)量原理，對(duì)多普勒光纖流量傳感器系統(tǒng)各部分進(jìn)行了分析和詳細(xì)設(shè)計(jì)，包括光發(fā)射單元、光路系統(tǒng)、光電檢測(cè)單元和信號(hào)處理單元；完成了整個(gè)系統(tǒng)的搭建包括加工了本文的光路系統(tǒng)；設(shè)計(jì)、仿真、并研制了光電信號(hào)檢測(cè)電路。
　　最后進(jìn)行了傳感器的流量測(cè)量實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了多普勒效應(yīng)測(cè)量油液流量，證明了本文傳感器系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可行性和有效性。
　　本文對(duì)油井多普勒光纖流量傳感器的研究?jī)?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(shí)際經(jīng)驗(yàn)，具