论文部分内容阅读
压力是石油、天然气生产中的重要参数之一。传统的压力测量方法一般都是接触式的,大都采用现场安装压力表或压力传感器的方法。这样的测量方法非常直接,数据也可靠,但在很多场合又是不可行的。比如安装在野外的设备有失窃的问题,某些场合也存在不能直接安装传感器或仪表的问题。本文提出了一种新的方案,用超声波实现压力信号的非接触式测量,开辟了压力测量的一种新途径。
超声波在液体中传播时,液体压力将会对超声波传播声速产生影响。因此,通过测量声速进行换算则可获得压力的大小,这是一种压力非接触式超声波检测方法。与传统的接触式检测方法相比具有安装方式灵活、不改变液体状态等优点。然而大量资料表明,用超声波非接触式检测压力参数的研究尚属于探索阶段,非常值得人们去研究。
本论文研究的目的是利用超声波无损检测的方法实现对石油、天然气管道压力的在线检测。在吸取了成熟的超声波测量流量理论及其有关硬件电路的基础上,研制出一套以单片机技术为核心的实验超声波测压仪。该仪器利用“传播时间法”作为超声波声速测量的方法,不但完全克服管道壁厚影响,而且有效地消除系统误差,信号测量准确;以STC89C58RD+处理芯片为控制核心,研制了超声波传感器发射电路、接收电路、主板控制电路、电池供电转换电路、键盘电路、和LCD显示电路等;重点解决了频率为2.5MHz的超声波传感器的有效激发和对超声波接收信号的有效检测问题;采用了屏蔽盒、多次滤波、隔离驱动、看门狗监视器、软件陷阱等软硬件抗干扰方法,提高了系统的稳定性和抗干扰的能力。
大量的实验测试表明,通过测试超声波在油液中的传播速度实现压力测量的方法是可行的,具有重要的实用价值。