本文關(guān)鍵詞：油氣水多相流核磁共振傳感技術(shù)的研究

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【摘要】：石油是當(dāng)今世界最重要的能源之一,在工業(yè)的發(fā)展中起著關(guān)鍵性的作用。由于其多組分的組成和流動(dòng)過程中的復(fù)雜性,使得不分離的多相流流量檢測(cè)至今依然是個(gè)難題。為了對(duì)油氣水的相含率進(jìn)行在線測(cè)量,本文在查閱了文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上,研究了一種基于核磁共振的多相流測(cè)量方案,并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的油氣水多相流核磁共振傳感器。本文主要工作和特色如下：(1)在分析核磁共振原理的基礎(chǔ)上,研究了多相流測(cè)量中相含率的測(cè)量方案。(2)設(shè)計(jì)了核磁共振傳感器系統(tǒng),主要包括勻強(qiáng)磁場(chǎng)設(shè)計(jì)和電路設(shè)計(jì)兩部分。本文利用四個(gè)長方體永磁鐵,設(shè)計(jì)了簡單的海爾貝克陣列磁鐵,具有磁場(chǎng)較為均勻、安裝簡單等優(yōu)點(diǎn)。電路設(shè)計(jì)中,首先依據(jù)現(xiàn)有的公式,對(duì)核磁共振系統(tǒng)中一些重要的參數(shù)進(jìn)行估計(jì),然后根據(jù)計(jì)算得到的值來確定電路中各個(gè)元器件的參數(shù)。(3)針對(duì)核磁共振檢測(cè)信號(hào)中包含由電路系統(tǒng)引入的白噪聲,研究了一種基于相關(guān)系數(shù)的EMD濾波算法,具有較強(qiáng)的噪聲抑制能力以及自適應(yīng)性。
【關(guān)鍵詞】：多相流 核磁共振 相含率測(cè)量 濾波算法
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP212.9
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.1.1 油氣水多相流的檢測(cè)難點(diǎn)10
• 1.1.2 油氣水多相流檢測(cè)的作用10-11
• 1.1.3 多相流檢測(cè)發(fā)展歷史11
• 1.2 多相流參數(shù)的檢測(cè)方法11-14
• 1.2.1 流型的檢測(cè)方法11-12
• 1.2.2 流量的檢測(cè)方法12-13
• 1.2.3 相含率的檢測(cè)方法13-14
• 1.3 多相流量計(jì)介紹14-17
• 1.3.1 多相流量計(jì)分類14-15
• 1.3.2 分離式多相流量計(jì)15-16
• 1.3.3 取樣分離式多相流量計(jì)16
• 1.3.4 不分離式多相流量計(jì)16-17
• 1.4 本文研究的內(nèi)容17-20
• 第二章 核磁共振傳感器的測(cè)量方案20-34
• 2.1 核磁共振原理20-27
• 2.1.1 核磁共振量子力學(xué)描述20-23
• 2.1.1.1 單核的自旋運(yùn)動(dòng)20-21
• 2.1.1.2 核磁矩21
• 2.1.1.3 核磁矩與外磁場(chǎng)的作用21-22
• 2.1.1.4 核磁共振現(xiàn)象22
• 2.1.1.5 核磁共振的強(qiáng)度22-23
• 2.1.2 經(jīng)典力學(xué)描述23-27
• 2.1.2.1 單個(gè)核的拉莫爾進(jìn)動(dòng)23-26
• 2.1.2.2 大量原子核的核磁共振特性26-27
• 2.2 自旋回波的測(cè)量27-29
• 2.3 核磁共振傳感器的測(cè)量方案29-33
• 2.3.1 核磁共振傳感器設(shè)計(jì)29-30
• 2.3.2 測(cè)量方案的理論依據(jù)30-31
• 2.3.3 相含率的測(cè)量31-33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 第三章 核磁共振傳感器系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案34-56
• 3.1 核磁共振傳感器系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案34-36
• 3.2 磁場(chǎng)設(shè)計(jì)36-42
• 3.2.1 磁鐵的選擇36-37
• 3.2.2 永磁體磁感應(yīng)強(qiáng)度計(jì)算公式37-39
• 3.2.3 Halbach陣列39-40
• 3.2.4 磁場(chǎng)的仿真與測(cè)試40-42
• 3.3 傳感器相關(guān)參數(shù)的估計(jì)42-43
• 3.4 傳感器發(fā)射電路43-52
• 3.4.1 發(fā)射電路的組成43-44
• 3.4.2 單片機(jī)控制電路和DDS電路44-47
• 3.4.3 時(shí)間閘門控制電路47-49
• 3.4.4 功率放大電路49-51
• 3.4.5 選頻電路及泄放電路51-52
• 3.5 傳感器接收電路52-54
• 3.5.1 濾波電路52-53
• 3.5.2 放大電路53
• 3.5.3 數(shù)據(jù)采集電路53-54
• 3.6 人機(jī)交互模塊54-55
• 3.8 本章小結(jié)55-56
• 第四章 基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解的濾波算法56-68
• 4.1 經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解56-58
• 4.2 基于相關(guān)系數(shù)的EMD濾波算法58-61
• 4.3 仿真分析61-66
• 4.3.1 基于EMD濾波分析61-64
• 4.3.2 濾波效果對(duì)比分析64-66
• 4.4 本章小結(jié)66-68
• 第五章 參數(shù)辨識(shí)68-72
• 5.1 參數(shù)辨識(shí)算法68-69
• 5.2 仿真分析69-71
• 5.3 本章小結(jié)71-72
• 第六章 實(shí)驗(yàn)測(cè)試72-80
• 6.1 測(cè)試系統(tǒng)實(shí)物72
• 6.2 勻強(qiáng)磁場(chǎng)的測(cè)試72-75
• 6.2.1 WT10A高斯計(jì)介紹72-73
• 6.2.2 磁場(chǎng)測(cè)試73-75
• 6.3 硬件電路測(cè)試75-78
• 6.3.1 DDS信號(hào)源電路75-76
• 6.3.2 功率放大電路76-77
• 6.3.3 泄放回路77
• 6.3.4 信號(hào)放大電路77-78
• 6.4 人機(jī)交互模塊測(cè)試78-79
• 6.5 本章小結(jié)79-80
• 第七章 總結(jié)與展望80-82
• 7.1 總結(jié)80
• 7.2 展望80-82
• 參考文獻(xiàn)82-86
• 附錄A 核磁傳感器信號(hào)發(fā)射電路原理圖86-87
• 附錄B 核磁傳感器信號(hào)接收電路原理圖87-88
• 附錄C 核磁傳感器放大電路原理圖88-89
• 附錄D 核磁傳感器PCB設(shè)計(jì)89-90
• 致謝90-92
• 作者簡歷92

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：796956