[发明专利]应用于油田分注井的非接触式流量测量装置及方法

权利要求书

1.一种应用于油田分注井的非接触式流量测量装置，其特征在于，该装置包括超声换能器控制单元、时差测量芯片电路、单片机控制电路，所述超声换能器控制单元设置两个并且分别井下管壁的上下游两侧，两个超声换能器控制单元之间形成夹角θ，两个所述超声换能器控制单元的接收端、发送端分别与时差测量芯片电路连接，所述时差测量芯片电路与单片机控制电路连接。

2.根据权利要求1所述的应用于油田分注井的非接触式流量测量装置，其特征在于，每个所述超声换能器控制单元包括超声换能器、超声波发送增益可调驱动电路、超声波接收滤波电路、超声波放大电路，所述超声换能器设置在井下管壁，所述超声换能器的接收端与超声波发送增益可调驱动电路的发送端连接，所述超声波发送增益可调驱动电路的接收端与时差测量芯片电路的发送端连接，所述超声换能器的发送端通过超声波接收滤波电路、超声波放大电路与时差测量芯片电路的接收端连接；所述超声波发送增益可调驱动电路包括超声波驱动电路和超声波增益电路。

3.根据权利要求2所述的应用于油田分注井的非接触式流量测量装置，其特征在于，所述超声波驱动电路包括第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第一电阻R1至第十电阻R10、第一电感线圈L1，所述第一三极管Q1的第1端接地，第2端经并联的第五电阻R5和第二电容C2接入第一信号SIGN1，第3端经第三电阻R3与第二三极管Q2的第1端连接，所述第一三极管Q1的第1、2端之间并联第八电阻R8；所述第二三极管Q2的第1端还经过第一电阻R1、第四电阻R4接入第二信号SIGN2，第2端一路接地，另一路经第一电容C1、第七电阻R7接于第三三极管Q3的第2端，第3端经第二电阻R2接于第一电阻R1和第四电阻R4之间并且接入电源VCC；所述第三三极管Q3的第1端经第九电阻R9、第六电阻R6接于第二信号SIGN2，第3端接于第四电阻R4和第二信号SIGN2之间，所述第三三极管Q3的第1、3端之间依次并联第三电容C3、第一电感线圈L1。

4.根据权利要求3所述的应用于油田分注井的非接触式流量测量装置，其特征在于，所述超声波增益电路包括模拟开关U1、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、运算放大器U2、第四电容C4，所述模拟开关U1的第4、13端分别接入电源-VCC及VCC，第3端一路与运算放大器U2的输出端连接，另一路依次通过第十四电阻R14第十三电阻R13、第十二电阻R12、第十一电阻R11与第7端连接，第7端还与运算放大器U2的反相输入端，所述运算放大器U2的反相输入端另一路经过第四电容C4接入输入信号Ui，所述运算放大器U2的同相输入端通过第十五电阻R15接地。

5.根据权利要求4所述的应用于油田分注井的非接触式流量测量装置，其特征在于，所述超声波接收滤波电路包括第一比较器U3A、第二比较器U3B、第五电容C5至第七电容C7、第十六电阻R16至第二十三电阻R23、第二电感线圈L2，所述第一比较器U3A的第1端经过第十九电阻R19、第六电容C6与第二比较器U3B的第6端连接，第2端经第十六电阻R16接于第三信号SIGN3，第3端接于第十七电阻R17和第十八电阻R18之间，所述第五电容C5和第二电感线圈L2并联并且一端接于第一比较器U3A的第2端和第十六电阻R16之间，另一端接入基准电压源1.65VREF，所述第十七电阻R17的第一端接于第一比较器U3A的第1端和第十九电阻R19之间，所述第十八电阻R18的一端接入基准电压源1.65VREF；所述第二比较器U3B的第5端接于第二十二电阻R22和第二十三电阻R23之间，第7端接入第四信号SIGN4，串接的第七电容C7、第二十一电阻R21并联在第六电容C6上，并且一端经第二十电阻R20接入基准电压源1.65VREF，所述第二十三电阻R23接入基准电压源1.65VREF。