[发明专利]压电换能器井下液位测量仪

权利要求书

1.一种压电换能器井下液位测量仪，其特征是，包括五个部分：探头、频率可调的正弦信号产生、功率放大、峰值检测以及相位差检测部分；频率可调的信号产生部分以集成芯片为核心，产生频率可调的正弦波，频率范围是10Hz～50kHz；该正弦波经过幅值、功率放大后，通过电缆将功率放大后的超声信号传送至探头；在探头下井的过程中，当探头从空气进入液面时，探头中的压电换能器阻抗发生改变，探头两端的电压与流过探头的电流信号均发生改变；通过峰值检测部分得到这些变化的电压、电流信号的峰值；通过相位差检测部分检测电压和电流信号的相位差；相位差检测部分以乘法器为核心，经过乘法器以后的输出为直流信号与二倍频信号的叠加，将叠加信号经过RC积分电路处理，即可得到直流信号的相位差，该相位差最终通过电流表输出，用其突变来指示套管井液面位置。

2.如权利要求1所述的一种压电换能器井下液位测量仪，其特征是，功率放大部分包括前置放大与甲乙类双电源互补对称功率放大两部分，前置放大电路的主要元件为电流反馈放大器，甲乙类双电源互补对称电路主要由三级管Q1、Q2、二极管D2与D3构成，三级管Q1和Q2组成互补输出级，静态时，二极管D2、D3上产生的压降为三级管Q1、Q2提供了一个适当的偏压，使之处于微导通状态，当有输入信号时，在信号的正半周，Q1导通，Q2截止；在信号的负半周，Q1截止，Q2导通。

3.如权利要求1所述的一种压电换能器井下液位测量仪，其特征是，峰值检测电路主要由三部分组成：输入端射极跟随器、RC峰值检测部分以及输出端射极跟随器；输入端射极跟随器、输出端射极跟随器均由运放构成，由同相端接入输入信号，反相端接反馈，输出端射极跟随器运放与地之间并接的电阻、电容构成RC峰值检测部分。

4.如权利要求1所述的一种压电换能器井下液位测量仪，其特征是，探头是大功率超声探头，是由8个压电换能器制作的，采用并联方式，每个压电换能器由三个压电陶瓷管并联，并且径向上内外均加预应力。