混合流体中的含水率测量技术研究
发布时间：2022-02-20 15:04
原油含水率是石油开采、石油化工行业中的一个重要参数,是油田生产和油品交易中的关键数据,对原油的开采、脱水、储运销售及原油炼制加工等都具有重要的意义。本论文针对原油在开采过程中对含水率测量的迫切需求,提出了一种相对于混合流体中的含水率测量方法,从而通过实时准确测量含水率的值来掌握开采过程中的原油含水情况。本文开展了微波、微波谐振腔及环形天线的相关理论研究,分析了两种微波法测含水率的测量原理,探讨了环形天线以及微波谐振腔的一些相关参数。经过一些基础的理论研究之后,分别对环形天线和圆柱形微波谐振腔进行了HFSS仿真,然后对环形天线和微波谐振腔的仿真结果做出了相应的分析,从而对测量系统的优化设计提供了帮助。同时还给出了测量系统的各部分软件设计及流程图,其中包括ADC转换、OLED显示、数据处理、数据存储等部分的软件设计和流程图。然后,本文还设计了测量系统的硬件电路,测量系统的硬件电路主要由三个部分组成,分别为发射电路、主控电路和接收电路,而发射电路主要用于微波信号的产生和信号功率的放大,主控电路主要用于完成显示、存储、ADC转换和数据传输等功能,接收电路则主要负责功率检波和信号放大。最后根据理...
【文章来源】：西安石油大学陕西省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 含水率测量的国内外现状
1.3 本文的主要研究内容及组织结构
第二章 基于微波谐振腔的理论基础的研究
2.1 微波谐振腔
2.2 微波谐振腔的构成与特点
2.3 微波谐振腔的相关参数
2.3.1 振荡模式
2.3.2 谐振频率
2.3.3 固有品质因数0Q
2.3.4 等效电导
2.4 圆柱形微波谐振腔
2.5 谐振腔的激励与耦合
2.6 本章小结
第三章 微波谐振腔法含水率测量系统及天线
3.1 微波法含水率测量原理
3.1.1 基于介电常数的微波法含水率测量原理
3.1.2 基于能量损耗的微波法含水率测量原理
3.2 微波谐振腔测量系统模型的设计
3.3 天线
3.3.1 环形天线
3.3.2 环形天线相关参数及计算
3.4 本章小结
第四章 天线及谐振腔的HFSS仿真
4.1 HFSS仿真中的各性能参数
4.1.1 回波损耗
4.1.2 电压驻波比
4.1.3 Smith圆图
4.1.4 输入阻抗
4.1.5 方向图
4.2 天线仿真
4.2.1 HFSS相关设置
4.2.2 仿真结果
4.3 谐振腔模型的仿真
4.3.1 HFSS相关设置
4.3.2 仿真结果
4.4 本章小结
第五章 硬件设计
5.1 发射电路设计
5.1.1 微波发生电路
5.1.2 功率放大电路
5.2 接收电路设计
5.2.1 功率检波电路
5.2.2 信号放大电路
5.3 主控电路设计
5.3.1 MCU控制电路
5.3.2 液晶显示电路
5.3.3 数据存储电路
5.4 硬件电路的实现
5.5 本章小结
第六章 软件设计
6.1 设计目标
6.2 系统软件设计简介及流程图
6.2.1 ADC转换软件设计
6.2.2 数据处理软件设计
6.2.3 显示部分软件设计
6.2.4 存储部分软件设计
6.2.5 看门狗软件设计
6.2.6 软件设计整体流程图
6.3 本章小结
第七章 系统实验
7.1 实验平台搭建
7.2 实验结果及分析
7.2.1 相关参数的确定
7.2.2 测量结果的验证
7.2.3 实验结果分析及总结
7.3 本章小结
第八章 总结与展望
8.1 完成的工作
8.2 主要创新点
8.3 对今后工作的建议
致谢
参考文献
攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]2.4 GHz-5W功率放大器接收电路设计及应用[J]. 王志霞. 山西电子技术. 2017(06)
[2]中波广播发射塔周边电磁环境场强分析[J]. 何玉重. 西部广播电视. 2016(04)
[3]探索小型化短波天线及其频带的扩展方法[J]. 杨少华. 信息通信. 2015(04)
[4]基于Zynq的OLED驱动设计[J]. 邢艳芳,张延冬. 液晶与显示. 2014(02)
[5]高含水油井计量现状及改进意见[J]. 葛林文,魏峰,唐伟. 价值工程. 2012(01)
[6]低噪声放大器输入阻抗匹配网络设计优化方法(英文)[J]. 孙玲,吴先智,艾学松. Transactions of Nanjing University of Aeronautics & Astronautics. 2011(04)
[7]微波法原油含水率测量[J]. 于洋,孙香. 仪表技术与传感器. 2011(12)
[8]拖曳天线用于无线电导航定位试验研究[J]. 王红华,佘亚军,罗涛. 舰船科学技术. 2009(12)
[9]大容量存储器K9K8G08U0A在海洋内波测量系统中的应用[J]. 于文峰. 水雷战与舰船防护. 2009(04)
[10]微波法测量原油含水率计算公式的推导[J]. 吴国忠,穆磊,张永攀,杨显志. 油气储运. 2009(07)
博士论文
[1]高功率微波器件和电路的电磁兼容研究和设计[D]. 张金玲.北京邮电大学 2009
硕士论文
[1]高含水油井含水率在线检测系统的研究[D]. 李晓辉.西安石油大学 2018
[2]高频电磁波测量原油含水率技术研究[D]. 马文涛.西安石油大学 2016
[3]基于近红外技术的原油水含量检测研究[D]. 胡学涛.中国计量学院 2015
[4]电容加载在手机天线设计中的应用研究[D]. 王丽丽.青岛科技大学 2014
[5]小型化多频段MIMO手机天线设计[D]. 刘成丽.电子科技大学 2014
[6]含水率及流量测量技术研究[D]. 赵东升.西安石油大学 2012
[7]微波法测量原油含水率的研究[D]. 杨传法.沈阳工业大学 2011
[8]机动式通信系统抛物面天线电磁兼容研究[D]. 马晓宇.西安电子科技大学 2010
[9]微波近场辐射的研究[D]. 杨丽丽.山东大学 2009
[10]基于微波透射法测量油水两相流分相含率的实验研究[D]. 李志茂.浙江大学 2006
本文编号：3635296
【文章来源】：西安石油大学陕西省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 含水率测量的国内外现状
1.3 本文的主要研究内容及组织结构
第二章 基于微波谐振腔的理论基础的研究
2.1 微波谐振腔
2.2 微波谐振腔的构成与特点
2.3 微波谐振腔的相关参数
2.3.1 振荡模式
2.3.2 谐振频率
2.3.3 固有品质因数0Q
2.3.4 等效电导
2.4 圆柱形微波谐振腔
2.5 谐振腔的激励与耦合
2.6 本章小结
第三章 微波谐振腔法含水率测量系统及天线
3.1 微波法含水率测量原理
3.1.1 基于介电常数的微波法含水率测量原理
3.1.2 基于能量损耗的微波法含水率测量原理
3.2 微波谐振腔测量系统模型的设计
3.3 天线
3.3.1 环形天线
3.3.2 环形天线相关参数及计算
3.4 本章小结
第四章 天线及谐振腔的HFSS仿真
4.1 HFSS仿真中的各性能参数
4.1.1 回波损耗
4.1.2 电压驻波比
4.1.3 Smith圆图
4.1.4 输入阻抗
4.1.5 方向图
4.2 天线仿真
4.2.1 HFSS相关设置
4.2.2 仿真结果
4.3 谐振腔模型的仿真
4.3.1 HFSS相关设置
4.3.2 仿真结果
4.4 本章小结
第五章 硬件设计
5.1 发射电路设计
5.1.1 微波发生电路
5.1.2 功率放大电路
5.2 接收电路设计
5.2.1 功率检波电路
5.2.2 信号放大电路
5.3 主控电路设计
5.3.1 MCU控制电路
5.3.2 液晶显示电路
5.3.3 数据存储电路
5.4 硬件电路的实现
5.5 本章小结
第六章 软件设计
6.1 设计目标
6.2 系统软件设计简介及流程图
6.2.1 ADC转换软件设计
6.2.2 数据处理软件设计
6.2.3 显示部分软件设计
6.2.4 存储部分软件设计
6.2.5 看门狗软件设计
6.2.6 软件设计整体流程图
6.3 本章小结
第七章 系统实验
7.1 实验平台搭建
7.2 实验结果及分析
7.2.1 相关参数的确定
7.2.2 测量结果的验证
7.2.3 实验结果分析及总结
7.3 本章小结
第八章 总结与展望
8.1 完成的工作
8.2 主要创新点
8.3 对今后工作的建议
致谢
参考文献
攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]2.4 GHz-5W功率放大器接收电路设计及应用[J]. 王志霞. 山西电子技术. 2017(06)
[2]中波广播发射塔周边电磁环境场强分析[J]. 何玉重. 西部广播电视. 2016(04)
[3]探索小型化短波天线及其频带的扩展方法[J]. 杨少华. 信息通信. 2015(04)
[4]基于Zynq的OLED驱动设计[J]. 邢艳芳,张延冬. 液晶与显示. 2014(02)
[5]高含水油井计量现状及改进意见[J]. 葛林文,魏峰,唐伟. 价值工程. 2012(01)
[6]低噪声放大器输入阻抗匹配网络设计优化方法(英文)[J]. 孙玲,吴先智,艾学松. Transactions of Nanjing University of Aeronautics & Astronautics. 2011(04)
[7]微波法原油含水率测量[J]. 于洋,孙香. 仪表技术与传感器. 2011(12)
[8]拖曳天线用于无线电导航定位试验研究[J]. 王红华,佘亚军,罗涛. 舰船科学技术. 2009(12)
[9]大容量存储器K9K8G08U0A在海洋内波测量系统中的应用[J]. 于文峰. 水雷战与舰船防护. 2009(04)
[10]微波法测量原油含水率计算公式的推导[J]. 吴国忠,穆磊,张永攀,杨显志. 油气储运. 2009(07)
博士论文
[1]高功率微波器件和电路的电磁兼容研究和设计[D]. 张金玲.北京邮电大学 2009
硕士论文
[1]高含水油井含水率在线检测系统的研究[D]. 李晓辉.西安石油大学 2018
[2]高频电磁波测量原油含水率技术研究[D]. 马文涛.西安石油大学 2016
[3]基于近红外技术的原油水含量检测研究[D]. 胡学涛.中国计量学院 2015
[4]电容加载在手机天线设计中的应用研究[D]. 王丽丽.青岛科技大学 2014
[5]小型化多频段MIMO手机天线设计[D]. 刘成丽.电子科技大学 2014
[6]含水率及流量测量技术研究[D]. 赵东升.西安石油大学 2012
[7]微波法测量原油含水率的研究[D]. 杨传法.沈阳工业大学 2011
[8]机动式通信系统抛物面天线电磁兼容研究[D]. 马晓宇.西安电子科技大学 2010
[9]微波近场辐射的研究[D]. 杨丽丽.山东大学 2009
[10]基于微波透射法测量油水两相流分相含率的实验研究[D]. 李志茂.浙江大学 2006
本文编号：3635296
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/shiyounenyuanlunwen/3635296.html
