X射线多道能谱分析技术研究.pdf

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1、分类号TE937学号151030148密级全日制学术型硕士学位论文题目X射线多道能谱分析技术研究作者姓名吴文杰导师姓名、职称贾惠芹教授学科(专业)名称测试计量技术及仪器提交论文日期2018年6月8日学位论文创新性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安石油大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担

2、一切相关责任。论文作者签名：____________日期：____________学位论文使用授权的说明本人完全了解西安石油大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安石油大学。学校享有以任何方法发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为西安石油大学。论文作者签名：__________日期：__________导师签名：__________日期：__________·注：如本论文涉密，请在使用授权的说明中指出（含解密年限等）。I中文摘要论文题目：X射

3、线多道能谱分析技术研究专业：测试计量技术及仪器硕士生：吴文杰（签名）________________指导教师：贾惠芹（签名）________________摘要为了实现对油气水三相流相含率的测量，本文研究了X射线多道能谱分析的原理，建立了油气水三相流等效模型，根据X射线透射介质时的衰减规律，推导了油气水相含率计算公式。利用蒙特卡罗仿真软件MCNP5对实际油气水三相流模型进行了仿真，并根据推导出的公式计算出油气水相含率，分析了计算结果。所设计的X射线多道能谱分析系统主要包括X射线发生部分和X射线探测及多道能谱分析部分，发生部分由高压源、灯丝电流源和X射线管构成。高压源为X射线管

4、阴阳两极间提供直流高压，灯丝电流源提供灯丝电流产生电子，选用钨靶和钼靶X射线管产生高低两种能级X射线。高压源采用全桥式谐振变换器和倍压整流电路为主体，结合反馈控制电路，输出稳定的直流高压。灯丝电流源采用Buck型开关电源结构，结合采样反馈电路，输出稳定的电流。经实际X射线管测试，高压源能输出最高80kV可调直流电压，灯丝电流源能输出0.8-2.0A电流，符合X射线产生要求。X射线探测及多道能谱分析部分用于X射线接收并处理得出X射线多道能谱数据。NaI晶体探测器接收到X射线光信号转化成电压信号输出，信号调理电路将信号幅度放大至ADC（模数转换器）合适的输入电压，ADC将模拟信号

5、数字化后输入给FPGA，在FPGA中进行数字信号处理得到多道能谱数据缓存于双口RAM中，ARM读取双口RAM中的数据后显示存储并发送给上位机作进一步处理运算得出油气水三相流相含率。在室内搭建了油气水三相流模拟系统，用设计的系统进行测量试验。在相同油气水比例条件下进行了2组共12次试验，试验结果表明，所设计系统能测量出油气水三相流相含率，测量绝对误差在4.3%以内，验证了系统的可行性，为石油工业中油气水三相流相含率测量提供了一种解决方案。关键词：X射线多道能谱射线探测多相流相比例论文类型：应用研究II英文摘要Subject：TheTechnicalResearchofMulti

6、-channelenergyspectrumanalysisBasedOnX-raySpecialty：MeasuringandTestingTechnologiesandInstrumentsName：WuWenjie（signature）________________Instructor：JiaHuiqin（signature）________________ABSTRACTInordertomeasurethephaseholdupofoilandgaswaterphase,theprincipleofXraymultichannelenergyspectrumana

7、lysisisstudied,andanequivalentmodelofoil-gas-waterthreephaseflowisestablishedinthispaper.AccordingtotheattenuationlawofXraytransmissionmedium,theformulaforcalculationofoil,gasandwatercontentisderived.TheMonteCarlosimulationsoftwareMCNP5isusedtosimulateth