光纖流量傳感器在石油領(lǐng)域中有什么作用和進展

　　光纖流量傳感器主要用于石油行業(yè)中地表輸油管道的流量測量及地下油井流量的測量， 提供石油生產(chǎn)和傳輸特性極其重要的參數(shù)。 文章結(jié)合石油生產(chǎn)的特殊工作環(huán)境， 介紹了目前應用具有很大潛力的 4 種光纖流量傳感器， 闡述了它們的工作原理及技術(shù)特性， 探討了光纖流量傳感器在石油工業(yè)生產(chǎn)中的作用和可行性及發(fā)展方向。

　　眾所周知，在石油領(lǐng)域中， 需要進行流量測量的場合很多 ，其中主要有地表輸油管道的流量測量以及地下油井流量測量 ，流量是確定石油生產(chǎn)和傳輸特性極其重要的參數(shù)。由于在石油工業(yè)中被測流體成分和物理化學性質(zhì)復雜 、流動狀態(tài)多種多樣 、再加上工作現(xiàn)場的條件有時十分惡劣 ，只有相對較少的一些流量傳感器可以應用 。這些流量傳感器的測量原理和測量方法各有其優(yōu)缺點，其中光纖流量傳感器與傳統(tǒng)的其它流量傳感器相比 ，具有測量靈敏度高 、動態(tài)測量范圍大、耐高溫高壓 、抗電磁干擾能力強等優(yōu)點 。正是這些優(yōu)點使它在石油行業(yè)中將會獲得長足的發(fā)展 。本文主要就目前和今后幾種正在發(fā)展的光纖流量傳感器進行分析 。

　　該傳感器是出現(xiàn)最早的一類光纖流量傳感器， 發(fā)展較為成熟。通過光學方法測量渦輪轉(zhuǎn)速 ，從而獲得流體流量。光纖渦輪流量傳感器探頭如圖 1 所示。當流體驅(qū)動渦輪旋轉(zhuǎn)時 ，渦輪上的反光轉(zhuǎn)子周期性地將入射光纖的激光反射到出射光纖中 ， 再傳輸至光電探測器（或光電計數(shù)器），并經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換，形成有規(guī)律的電脈沖信號 ，電脈沖信號的頻率與渦輪的轉(zhuǎn)速成一定比例 。再進行后期信號解析處理， 就可以推算出被測流體的流量 。

　　這種光纖渦輪流量傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、應變量線性變化 、抗電磁干擾能力強 、有較大的量程比等優(yōu)點 ，其技術(shù)相對成熟。但由于傳感器機械磨損等因素， 壽命較短，并且對管道的壓強造成一定影響。同時 ，由于機械結(jié)構(gòu)設計方面的因素所限， 其測量動態(tài)范圍不寬 ，測量精度很難得到提高 。