3 光纤探头结构设计
在光纤的一端熔接一具有适当角度的光学棱镜，并套上套管，就构成了一根光纤探针。单光纤探头有一根光纤，入射光和反射光均用同一根光纤，采用分光镜或分路器来检测反射光。单纤探针头部尺寸小，容易刺破气泡，且能够检测较小的气泡，对流场干扰小，动态响应能力好。本文选用单：苍锥形探针测量含气率。单芯锥形探针的结构如图3所示，一单位面积光强度为ip、总光强度为Ip的平行光束I入射到探针头的锥面上，θ0为入射角，θf为折射角，n0为探针头部棱镜的折射率，nf为被测介质的折射率。β为光纤探针棱镜的角度，该角大功率电感贴片电感器度是一个十分重要的指标，它的大小决定着能否将气相和液相区分开来，其确定主要取决于棱镜的折射率n0和被测介质的折射率nf。
根据光的折射定律有：
显然，区分气相和液相的临界折射角θfr=90°，此时入射光线在棱镜中发生全反射的临界折射率nfr为：
式中，ng和nl分别为气相和液相的折射率，单芯光纤探针棱镜角度工字电感β须满足：
标准条件下空气的折射率ng=1．000，油的折射率n0=1.48～1.50，水的折射率nw=1．333，取nl=nw=1. 333。光纤探针棱镜选用折射率为1．76的蓝宝石材料，根据式(14)，光纤探针棱镜的角度β应满足：81. 5°<β<110. 8°。因此，对光纤探针蓝宝石棱镜而言，将其角度确定为β=90°是一个合适的选择。此时它对应的临界折射率nfr=1．24。此时：
故β=90°的蓝宝石棱镜可有效识别气相和液相。
4 驱动电路设计
光纤传感系统中，将光波作为载波，在输入端使用光源将电信号转换为光信号，在输出端使用光电检测器模压电感器件将光信号转变成电信号。本系统光纤探针传感器驱动电路主要包括光发射模块和光接收模块。光发射模块的主要组成部分是LED发光管、光源驱动电路和自动功率控制电路；光接收模块的主要组成部分是光探测器和光电检测电路。 
4．1 光源及电感器线圈光发射模块
光纤传感系统中，将电信号转换成光信号是由光源及以之为主体的光发射模块来完成的。半导体光源是光纤系统中最常用的也是最重要的光源，主要特点是体积小、重量轻、可靠性高、使用寿命长、亮度高、供电电源简单等；且它与光纤容易耦合。经过综合考虑，由于油井井下工作环境温度变化较大，所以系统选择红外LED作为光源。图5为LED恒功率自动控制电路。
4．2 光探测器及光接收模块
在光纤传感器中，光探测器是光探测接收模块的基础，它的灵敏度、带宽等特性参数直接影响光纤传感器的总体性能。本文选用光电探测器探测反射光强度。
光电检测电路如图6所示。PIN光电二极管将反射光转换成电信号，受光照时光电管根据光强变化转换成电流的变化；IC1构成I／V变换器，IC2为电压放大器。由于反射光强太小，IC1输出电压信号幅度很小，因此需要用IC2进行二级放大。IC2后接一个低通RC滤波，以滤除噪声等不需要的高频分量。
5 结论
针对油气水三相流的含气率的测量问题，本文设计了集流型光纤探针含气率测井仪器，对光纤探贴片电感针测量含气率的可行性做了分析，并且设计了光纤传感器测量含气率的最优探头角度和驱动电路，差模电感器实验表明此系统可有效测量汕气水三相流含气率。
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