【摘要】：為了實現(xiàn)對油氣水三相流相含率的測量,本文研究了X射線多道能譜分析的原理,建立了油氣水三相流等效模型,根據(jù)X射線透射介質(zhì)時的衰減規(guī)律,推導(dǎo)了油氣水相含率計算公式。利用蒙特卡羅仿真軟件MCNP5對實際油氣水三相流模型進(jìn)行了仿真,并根據(jù)推導(dǎo)出的公式計算出油氣水相含率,分析了計算結(jié)果。所設(shè)計的X射線多道能譜分析系統(tǒng)主要包括X射線發(fā)生部分和X射線探測及多道能譜分析部分,發(fā)生部分由高壓源、燈絲電流源和X射線管構(gòu)成。高壓源為X射線管陰陽兩極間提供直流高壓,燈絲電流源提供燈絲電流產(chǎn)生電子,選用鎢靶和鉬靶X射線管產(chǎn)生高低兩種能級X射線。高壓源采用全橋式諧振變換器和倍壓整流電路為主體,結(jié)合反饋控制電路,輸出穩(wěn)定的直流高壓。燈絲電流源采用Buck型開關(guān)電源結(jié)構(gòu),結(jié)合采樣反饋電路,輸出穩(wěn)定的電流。經(jīng)實際X射線管測試,高壓源能輸出最高80kV可調(diào)直流電壓,燈絲電流源能輸出0.8-2.0A電流,符合X射線產(chǎn)生要求。X射線探測及多道能譜分析部分用于X射線接收并處理得出X射線多道能譜數(shù)據(jù)。NaI晶體探測器接收到X射線光信號轉(zhuǎn)化成電壓信號輸出,信號調(diào)理電路將信號幅度放大至ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)合適的輸入電壓,ADC將模擬信號數(shù)字化后輸入給FPGA,在FPGA中進(jìn)行數(shù)字信號處理得到多道能譜數(shù)據(jù)緩存于雙口RAM中,ARM讀取雙口RAM中的數(shù)據(jù)后顯示存儲并發(fā)送給上位機(jī)作進(jìn)一步處理運(yùn)算得出油氣水三相流相含率。在室內(nèi)搭建了油氣水三相流模擬系統(tǒng),用設(shè)計的系統(tǒng)進(jìn)行測量試驗。在相同油氣水比例條件下進(jìn)行了2組共12次試驗,試驗結(jié)果表明,所設(shè)計系統(tǒng)能測量出油氣水三相流相含率,測量絕對誤差在4.3%以內(nèi),驗證了系統(tǒng)的可行性,為石油工業(yè)中油氣水三相流相含率測量提供了一種解決方案。
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O657.62

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7 楊e，

本文編號：2594971