原油含水率微波测量系统设计
本文基于微波透射法设计了一套原油含水率测量系统。首先，根据微波透射法基本原理对不同含水率原油在不同频率点的衰减情况进行仿真，并结合本系统使用油管的直径大小以及对振荡源功率的限制，将系统使用频率确定在2GHz左右范围内。进一步，通过实验对1.5～2.5GHz频段内不同含水率的衰减进行实测。最终，根据测量结果并结合我国大部分油田已经进入高含水时期的现状，将系统使用频率定为2.45GHz。
接着，对系统进行总体设计，包括系统框图设计、匹配材料设计、天线设计、系统其它组件选型等。匹配材料是一层四分之一波长匹配层，针对电磁波由空气入射到纯水或由纯水入射到空气的情况设计，实验测试结果证明了使用匹配材料确实能够增强电磁波由一种介质进入另一介质的透射。系统使用的收发天线是本文自行设计、制作的螺旋天线，实测结果也表明了所制作螺旋天线的基本性能与仿真结果相当。对搭建的系统进行了全面测试，系统测量范围在0～70％之间，略低于设计指标。
通过进一步仿真研究发现，屏蔽罩、油管壁等金属结构对天线辐射性能的影响很大，是造成系统未能测量到全量程含水率的重要原因。最后，本文提出了一种改进方案，经过仿真和论证，证明了该改进方案的可行性。
原油;含水率;微波测量系统;螺旋天线
南京航空航天大学
硕士
电子与通信工程
何小祥
2011
中文
TE967;TN823.31
64
2013-06-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）