管道液体流量遥测技术研究

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1、西北工业大学硕+学位论文摘要针对石油完井系统中需要解决的远距离无缆管道流量测量问题，本文基于水声信号处理方法构造了一种管道流量遥测技术方案，即把反映流量信息的信号通过水声信道传输到接收平台，再对其进行一系列信号处理得到信号中的频率信息，最后根据多普勒频移与液体流速的线性关系得到所测流量。本文主要研究成果和创新性如下：l、提出了一种管道流量遥测技术方案，主要包括超声多普勒流量测量、超声多普勒信号的移频、移频多普勒信号发射、信号传输、移频多普勒信号检测、多普勒信号的提取、小波包阂值降噪和频率估计等几个部分。2、详细研究了多普勒流量测量原理和和影响流量测量的因素，并对流量

2、测量公式进行了修正：建立了多普勒信号模型以及管道流速剖面和多普勒信号功率谱之间的关系，并验证了该模型的合理性。3、提出了基于G口6Dr小波基的尺度谱分析方法用于检测低信噪比移频多普勒信号的到达时刻和传输基频，实现了流量信息的远距离无缆传输。4、研究了基于小波包频带分解原理和子频带无穷范数搜索最优重构小波包的阈值算法，获取了采样频率和分解层数之间的关系纸≥2“1：提出了采用改善信噪比、均方根误差和相似系数三个评价指标验证该算法的降噪性能，仿真实验证明该小波包阈值降噪算法很适合于低信噪比多普勒信号的降噪。5、研究了估计平均频率的能量算子估计法的原理，得出了分析的最佳采样

3、频率Z=8厂m。。；研究了估计瞬时频率的A舡，s，c法的原理，通过增大用于频率估计的自相关矩阵维数等参数可以提高谱线的分辨能力。关键词：超声多普勒，流量测量，G日6D刊、波基，尺度谱，小波包阈值降噪，频率估计西北=I．业大学硕士学1_i)=论文ABSTRACTFlowmeasurementplaysanincrcasin鐾lyimportantroleinnOwadaysindustrialprod∽li∞．Basedont∞圭lniqnes0fhydroacouS￡ics{gnalprocessing，墩ethes呈sconstruetsateehniealsch

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6、1esisproposesatechnicalsche

7、meofremotelymeasuringthepipenowwhichconsistsofnowmeaSuremembasedonultrasonicDoppler，f沁quencyshiftof珏ltfaSo痤eDop群ef蠡g珏撞l，sig珏al镪冁s氆issio鞋，delec￡{o魏of蠹e唾娃e羲ey盎潦Dopp精signal，extractionofDopplersignai，mresholddenoisingbasedonwaveletpacketandfrequencyestimationandsoon．2，Detail。dinVest{98tion

8、s8端p叫Io瑚ed娓Do辨lefthe∞omapplie硅t。蠡owmeasufeme矗t。1麓e氆esispaysmuch越把ntiontothe辩l戤ionshipbetween幽enowparameteraIldthepo、verspectrumofDopplersignal，whichisthebaSisofthemodelofsynthesiZingtheDopplefsignal．Thefa￡ionalityofmodolisveri最edandcanbeusedtosi擞ula{o囟e霰owsign鑫1．3，Therear。severaladvant

9、agesintheaaborwavelet，whichwilIhelpanalyzehydroacoustic8ignalsbyusingthewaveletscalogram，thusthebasicfbquencyof拄ans瓣ission嬲鑫蕊Val魏ouroft瓤e鑫e唾珏e建cy蠡滚Dopplersign巍l漱be纛e靶cted。llb∞amesthekeytofeali勰theremOtetr觚smissionofnOwinfonn矗tiOn．4，Thef沁quencydivisiontheoremofwaveletpacketdecompositi