[发明专利]一种超声波多勒普管道流速测量装置

说明书

本发明公开了一种超声波多勒普管道流速测量装置，包括多普勒频移信号接收处理模块，多普勒频移信号接收处理模块接收接收换能器的超声波信号，经零点波形调整电路发送至处理器进行数字信号处理后获得频移量，通过发射电路经发射换能器将超声波发送至接收换能器。本发明能够快捷、准确的测出石油在管道中的流速，以便在垂直管流中，调整液体流行，提高产液率，在水平管流中调整到经济流速，提高输油效率。

技术领域

本发明属于石油工程管道运输技术领域，具体涉及一种超声波多勒普管道流速测量装置。

背景技术

随着石油行业的高速发展，油田的开发和生产管理逐渐向智能化管理发展，并得到了广泛的推广和应用。利用时差法作为一种传统的测流原理,由于存在安装难度大机械制造精度要求,高和时间截取准确度要求高等因素,造成时差法测流存在一些不确定性。采用电磁流量计虽然不受流体的温度、粘度等及液固成分比影响,但是不能测量气体、蒸汽、及含有大量气体的液体。针对时差法和电磁流量计,所出现的问题,运用波多普勒效应,即油层与流速仪存在相对运动时,声波的反射信号将产生相应的多普勒频偏,同时成功地运用到了石油管道流速测量的算法当中。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种超声波多勒普管道流速测量装置，基于复调制的ZOOMFFT的基本原理，同时成功地运用到了管道流速测量的算法当中，并取得了良好的测试效果。

本发明采用以下技术方案：

一种超声波多勒普管道流速测量装置，包括多普勒频移信号接收处理模块，多普勒频移信号接收处理模块接收接收换能器的超声波信号，经零点波形调整电路发送至处理器进行数字信号处理后获得频移量，通过发射电路经发射换能器将超声波发送至接收换能器。

具体的，多普勒频移信号接收处理模块包括依次连接的LC选频放大电路、高频放大电路、混频器、低通滤波器和放大电路。

具体的，处理器分别连接温度补偿电路和压力采样电路。

具体的，处理器通过通信电路与终端连接。

具体的，处理器采用STM32F407型CPU。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明一种超声波多勒普管道流速测量装置，可以直接放置在石油管道内直接工井下流量控制技术是油田技术不可缺少的重要部分，现有技术中对石油管道流量进行测量时，通常是在石油管道内直接设置流量传感器，通过流量传感器实时检测石油在管内的流速，并将检测到的流速信息发送至控制器，使得控制器将接收到的流速信息通过显示器进行显示，与传统的时差法测流相比，超声波多普勒效应测流具有精度高、实时性好和数据稳定可靠等特点。

进一步的，多普勒频移信号接收模灵敏度高，具有很强的同频抑制能力，抗干扰能力强，具有良好的屏蔽，各种装置环境对模块性能影响较小，温度适应范围广等特点。混频器的输出信号包括高频信号和多普勒频移信号，以及一些信道噪声。为了把高频成分过滤掉，混频器输出信号经过一个LC低通滤波电路，使得多普勒频移信号通过而高频成分被抑制。在实际工程中，为了获得更规范的波形，混频器输出信号经过两次低通滤波电路和两次中频放大电路，有利于后续的数字信号处理。

综上所述，本发明能够快捷、准确的测出石油在管道中的流速，以便在垂直管流中，调整液体流行，提高产液率，在水平管流中调整到经济流速，提高输油效率。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明连接示意图；

图2为压力模块原理框图；

图3为LC选频放大电路图；

图4为高频放大信号电路图；