雙頻超聲波流量測試儀制造技術

本實用新型專利技術涉及一種雙頻超聲波流量測試儀。其包括：聲波導裝置，包括超聲波發射端和超聲波接收端，所述超聲波發射端用于發射第一頻率超聲波和第二頻率超聲波，所述超聲波接收端用于分別接收由流體中的顆粒反射回的對應第一反射波和第二反射波以分別轉換為第一反射波電信號和第二反射波電信號；數據處理單元，與所述聲波導裝置連接，用于接收所述第一反射波電信號和第二反射波電信號，以獲取所述流體的流速。本實用新型專利技術的有益效果為：采用這種雙頻超聲波流量測試儀能夠準確測試測井內油、氣或者水的流量，為石油的勘探或者鉆井施工提供準確的參考。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本技術涉及一種雙頻超聲波流量測試儀。其包括：聲波導裝置，包括超聲波發射端和超聲波接收端，所述超聲波發射端用于發射第一頻率超聲波和第二頻率超聲波，所述超聲波接收端用于分別接收由流體中的顆粒反射回的對應第一反射波和第二反射波以分別轉換為第一反射波電信號和第二反射波電信號；數據處理單元，與所述聲波導裝置連接，用于接收所述第一反射波電信號和第二反射波電信號，以獲取所述流體的流速。本技術的有益效果為：采用這種雙頻超聲波流量測試儀能夠準確測試測井內油、氣或者水的流量，為石油的勘探或者鉆井施工提供準確的參考?！緦＠f明】雙頻超聲波流量測試儀
本技術屬于流量檢測
，具體涉及一種雙頻超聲波流量測試儀。
技術介紹
隨著超聲波技術的不斷發展，超聲波流量計技術得到快速的發展。但是，我國對于超聲波流量計技術的研宄起步較晚，并且發展速度和研宄水平仍然落后于國際水平。 超聲波流量計的測量原理是以物理學中的多普勒效應為基礎。具體為:當聲源和觀察者之間存在相對運動時，觀察者所感受到的聲頻率將不同于聲源所發出的頻率。這是由于相對運動而產生的頻率變化與兩物體的相對速度成正比。另外，超聲波多普勒流量測量的一個必要條件是:被測流體中含有一定數量的固體粒子或氣泡，這些固體粒子或者氣泡能夠反射聲波。 但是，在石油勘探、鉆井
應用上述超聲波流量計時，并不能夠準確地測量井內流體的流量，由此影響石油勘探或者鉆井的工程進度，嚴重的情況下，給油氣的開發帶來危險。因此，需要一種雙頻超聲波流量測試儀，以解決現有技術中存在的上述技術問題。
技術實現思路
為了解決現有技術存在的上述問題，本技術提供了一種雙頻超聲波流量測試儀。采用這種雙頻超聲波流量測試儀能夠準確測試測井內油、氣或者水的流量，為石油的勘探或者鉆井施工提供準確的參考。 本技術所采用的技術方案為: 一種雙頻超聲波流量測試儀，其包括:聲波導裝置，用于設置于測井內，包括超聲波發射端和超聲波接收端，所述超聲波發射端用于發射第一頻率超聲波和第二頻率超聲波，所述超聲波接收端用于分別接收對應地由流體中的顆粒反射回的第一反射波和第二反射波以分別轉換為第一反射波電信號和第二反射波電信號；數據處理單元，與所述聲波導裝置連接，用于接收所述第一反射波電信號和第二反射波電信號，以獲取所述流體的流速。 優選地，所述數據處理單元包括單片機和DSP處理器，所述超聲波發射端和所述超聲波接收端分別連接于所述DSP處理器，所述DSP處理器連接于所述單片機。 優選地，所述超聲波發射端和所述DSP處理器之間設置有DDS芯片和功率放大電路，所述DDS芯片連接于所述DSP處理器，所述功率放大電路設置于所述DDS芯片和所述超聲波發射端之間。 優選地，所述超聲波接收端和所述DSP處理器之間設置有濾波放大電路，所述濾波放大電路包括順次連接的前置放大電路、帶通濾波器放大器、混頻器和低通濾波器，所述前置放大電路連接于所述超聲波接收端，所述低通濾波器連接于所述DSP處理器，其中所述混頻器還連接于所述功率放大電路。 優選地，所述功率放大電路包括放大器(UO)、NPN型三極管(Ql)、PNP型三極管(Q2)、二極管(D1、D2)、電容(Cl)、電阻(R1、R2、R3以及R4)以及變壓器(Tl)，所述電阻(R3)連接于所述放大器(UO)的第一輸入端，所述電容(Cl)和所述PNP型三極管(Q2)的基極依次串聯至所述放大器(UO)的第一輸出端，所述電阻(R4)的兩端分別連接所述放大器(UO)的第一輸入端和第一輸出端，所述NPN型三極管(Ql)的發射極連接于所述PNP型三極管(Q2)的集電極，所述電阻(Rl)、所述二極管(Dl)、所述二極管(D2)和所述電阻(R2)串聯后與所述NPN型三極管(Ql)和所述PNP型三極管(Q2)并聯，所述變壓器(Tl)的輸出端連接至所述NPN型三極管(Ql)和所述PNP型三極管(Q2)之間。 優選地，所述單片機的型號為AT89C51ID2，所述DSP處理器為TMS320F2812數字信號處理器，和/或所述DDC芯片為AD9850直接頻率合成器。 優選地，所述聲波導裝置包括圓柱體段和圓錐段，所述圓錐段設置于所述圓柱體段的一端，所述圓柱體段構造為中空的管段，所述圓柱體段的側壁上設置有環狀透聲孔，所述圓柱體段的內部設置有垂直于所述圓柱體段軸線方向的安裝隔板，所述超聲波接收端設置于所述安裝隔板的中心處，所述超聲波發射端設置于所述超聲波接收端的周緣。 優選地，超聲波發射端包括第一頻率超聲波發射端和第二頻率超聲波發射端，所述第一頻率超聲波發射端設置于所述超聲波接收端的周緣，所述第二頻率超聲波發射端設置于所述第一頻率超聲波發射端的周緣，其中所述第一頻率超聲波發射端和所述第二超聲波發射端之間以及所述第一頻率超聲波發射端和所述超聲波接收端之間分別設置有隔聲套。 優選地，所述超聲波發射端為超聲波換能器，所述超聲波換能器采用連續正弦波激勵。 優選地，所述超聲波接收端為壓電薄膜超聲波接收器。 本技術的有益效果為:由于超聲波射入到流體中，碰到流體中的顆粒反射后就載有流體流速的信息，而通過接收到的反射波信號可以測量流體的流速和流量。作為優選地，本技術的雙頻超聲波流量測試儀采用兩組不同頻率而相互獨立的超聲波，來識別和排除錯誤信號，有效地去除噪聲信號，并且將準確識別出的多普勒信號放大，由此準確獲取流體流速，為石油鉆井或者勘探施工提供準確參考。 【專利附圖】【附圖說明】 圖1是根據本技術的一個優選實施例的雙頻超聲波流量測試儀的方框圖； 圖2是圖1所示雙頻超聲波流量測試儀的功率放大電路的原理圖； 圖3是圖1所示雙頻超聲波流量測試儀的濾波放大電路的原理圖； 圖4是圖1所示雙頻超聲波流量測試儀的聲波導裝置的剖面圖。 圖中:1、圓柱體段；2、圓錐段；3、安裝隔板；4、第一頻率超聲波發射端；5、超聲波接收端；6、第二頻率超聲波發射端；7、透聲孔；8、擋板。 【具體實施方式】 本技術提供的雙頻超聲波流量測試儀包括聲波導裝置和數據處理單元。下面將詳細地描述本技術的雙頻超聲波流量測試儀及其各個部分。 如圖4所示，聲波導裝置可以放置在測井內用來發送超聲波信號的同時還接收反射回來的帶有流速信息的反射波波信號。聲波導裝置包括超聲波發射端和超聲波接收端，超聲波發射端可以分別發射第一頻率超聲波和第二頻率超聲波。而超聲波接收端可以分別接收對應地由流體中的顆粒反射回的第一反射波和第二反射波，并且超聲波接收端分別將第一反射波和第二發射波對應地轉換為第一反射波電信號和第二反射波電信號，用于數據處理單元后續的信號處理。這種雙頻超聲波合并后能夠有效去除多余雜波，獲取真實信息，利于獲取流體的真正流速和流量信息。 數據處理單元與聲波導裝置連接，可以接收第一反射波電信號和第二反射波電信號，通過處理后可以獲取流體的流速。作為優選的實施例，如圖1所示，數據處理單元包括單片機和DSP處理器，超聲波發射端和超聲波接收端分別連接于DSP處理器，DSP處理器連接于單片機。DSP處理器可以將單片機發送過來的電信號進行數/模轉換后由超聲波發射端發出超聲波，而DSP處理器本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種雙頻超聲波流量測試儀，其特征在于，包括：聲波導裝置，包括超聲波發射端和超聲波接收端，所述超聲波發射端用于發射第一頻率超聲波和第二頻率超聲波，所述超聲波接收端用于分別接收對應地由流體中的顆粒反射回的第一反射波和第二反射波以分別轉換為第一反射波電信號和第二反射波電信號；數據處理單元，與所述聲波導裝置連接，用于接收所述第一反射波電信號和第二反射波電信號，以獲取所述流體的流速。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉中敏，
申請(專利權)人：南陽市天達同興石油技術有限公司，
類型：新型
國別省市：河南;41