[發明專利]壓電換能器井下液位測量儀

有效

• 申請號: 201210575428.X
• 申請日: 2012-12-25
• 公開（公告）號: CN103063274A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 沈建國;周翔
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01F23/296
• 分類號: G01F23/296
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 劉國威

1.一種壓電換能器井下液位測量儀，其特征是，包括五個部分：探頭、頻率可調的正弦信號產生、功率放大、峰值檢測以及相位差檢測部分；頻率可調的信號產生部分以集成芯片為核心，產生頻率可調的正弦波，頻率范圍是10Hz～50kHz；該正弦波經過幅值、功率放大后，通過電纜將功率放大后的超聲信號傳送至探頭；在探頭下井的過程中，當探頭從空氣進入液面時，探頭中的壓電換能器阻抗發生改變，探頭兩端的電壓與流過探頭的電流信號均發生改變；通過峰值檢測部分得到這些變化的電壓、電流信號的峰值；通過相位差檢測部分檢測電壓和電流信號的相位差；相位差檢測部分以乘法器為核心，經過乘法器以后的輸出為直流信號與二倍頻信號的疊加，將疊加信號經過RC積分電路處理，即可得到直流信號的相位差，該相位差最終通過電流表輸出，用其突變來指示套管井液面位置。

2.如權利要求1所述的一種壓電換能器井下液位測量儀，其特征是，功率放大部分包括前置放大與甲乙類雙電源互補對稱功率放大兩部分，前置放大電路的主要元件為電流反饋放大器，甲乙類雙電源互補對稱電路主要由三級管Q1、Q2、二極管D2與D3構成，三級管Q1和Q2組成互補輸出級，靜態時，二極管D2、D3上產生的壓降為三級管Q1、Q2提供了一個適當的偏壓，使之處于微導通狀態，當有輸入信號時，在信號的正半周，Q1導通，Q2截止；在信號的負半周，Q1截止，Q2導通。

3.如權利要求1所述的一種壓電換能器井下液位測量儀，其特征是，峰值檢測電路主要由三部分組成：輸入端射極跟隨器、RC峰值檢測部分以及輸出端射極跟隨器；輸入端射極跟隨器、輸出端射極跟隨器均由運放構成，由同相端接入輸入信號，反相端接反饋，輸出端射極跟隨器運放與地之間并接的電阻、電容構成RC峰值檢測部分。

4.如權利要求1所述的一種壓電換能器井下液位測量儀，其特征是，探頭是大功率超聲探頭，是由8個壓電換能器制作的，采用并聯方式，每個壓電換能器由三個壓電陶瓷管并聯，并且徑向上內外均加預應力。