CN105308264A - 具有最小数量电子器件的井下石英计量器 - Google Patents
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Abstract
一种监测不利环境下压力、温度和/或震动的系统和方法，该系统和方法不需要在该环境下使用有源电子器件或振荡器电路。该系统和方法对与传输线(15/17)连接的、远离网络分析器(23)至少100英尺(30.48m)远的谐振压力传感器(41)和谐振或无源温度传感器(43)进行询问。该系统和方法使用来自传感器的反射频率对压力、温度和/或震动进行确定。如果传感器通过传输线(15/17)或网络滤波器被连接到网络，则反射部分可包括反射传输能。施加的信号和反射部分沿着传输线(15/17)传输，优选地，该传输线的阻抗与系统的阻抗匹配。如果多导线电缆被使用，电缆长度和温度的影响可通过现场使用时的系统标定被补偿。
Description
技术领域
本发明涉及用于井下作业的仪器，以确定压力和温度。更具体地，本发明涉及基于石英的用于井下作业的仪器，以确定压力和温度。
背景技术
现有基于石英的用于井下作业的仪器利用具有多个石英谐振元件的系统对压力和温度进行确定。通常地，这种系统包括(用于响应压力和温度的)一压力传感器、(暴露于温度而远离压力的)一参考传感器以及(暴露于温度而远离压力的)一温度传感器。该参考传感器对温度的敏感性低于温度传感器。
使用混频振荡器(例如专利号为5,166,645的美国专利)，来自传感器的信号被处理，得到的数据要么被存储在计量器的存储芯片上，要么通过管封装导线(TEC)电缆向上发送到地面设备(如图1所示)。在这里需要大量的电子元件，它们都需要能够抵抗井下高温，从而导致计量器成本高昂，且容易失效。
发明内容
根据本发明的系统和方法可成功地与井下石英计量器通信，该石英计量器在不需要有源井下电子元件、只使用无源电子元件甚至不使用井下电子元件的情况下，测量压力和温度。由于井下电子元件的数量明显少于现有行业中使用的石英计量器，因此，本发明系统和方法大大增加了本发明计量器的可靠性。
该系统和方法消除了传统石英计量器中使用的井下混频器和振荡器，可通过传输线将信号直接传输到地面，优选地，可通过单到多导线管封装导线(TEC)电缆或等价物传输。该系统和方法的优点在于：限定了要经历严酷地下温度环境的电子元件的数目，从而提高了该系统的可靠性，特别在高温环境下的可靠性。那些辅助的包括有源电子元件的电子器件设置在地面上，在地面上环境条件不像井下的条件。
该系统和方法的典型应用是蒸汽辅助重力泄油井(SAGD)，其深度达到2,000英尺(609.6m)，压力为3,000psi(大约20.7MPa)，温度为230℃。其他应用可能更深，且温度可达到250℃，压力可达到15,000psi(大约103.4MPa)。
用于监测压力、温度和/或震动的系统和方法包括网络分析器、至少一谐振传感器以及将网络分析器连接到谐振传感器的传输线。该谐振传感器可以为一石英压力或温度传感器或其等价物(包括如间隙电容传感器的传感器)。网络分析器包括振荡信号生成器以及信号检测器，该生成器可以为RF正弦信号生成器。
传输线的长度至少有100英尺(30.48m)，传输线可以为单导线传输线或多导线传输线。管封装导线(TEC)电缆可提供合适的传输线。为了获得沿着电缆的更低损耗，电缆内导线和电缆防护层的外直径之间的电介质区域应尽可能大。
网络分析器沿着传输线施加振荡信号形式的入射能，以及对跨越谐振传感器的一参考频率到另一参考频率的振荡信号进行频率扫描。谐振传感器的期望谐振位于该两个参考频率之间。
网络分析器之后接收来自谐振传感器的入射能的、沿着送线返回的一反射部分，测量接收到的入射能的反射部分的相位和幅度；以及识别跨越扫描的频率的入射能的反射部分的变化。当使用附加的谐振传感器、且该附加传感器通过传输线或网络滤波器被连接到另一谐振传感器时，入射能的反射部分除了反射系数(S11)还可包括反射传输能(S12)。
该系统还可包括强化装置，该强化装置用于相对施加的入射能强化入射能的反射部分。在一实施例中，强化装置为固定电阻器，固定电阻器与系统阻抗负载匹配。
为了测量温度，该系统包括使用无源温度传感器或谐振温度传感器。不管使用何种类型的传感器，传感器都通过传输线与网络分析器连接。当无源温度传感器被连接单导线传输线时，一隔离电路可允许温度传感器只承受正DC电流，系统阻抗匹配负载只承受负DC电流。当谐振温度传感器被连接到单导线传输线时，则该谐振温度传感器与谐振压力传感器并联，从而允许网络分析器同时可对该两个传感器进行扫描。
本发明的目的包括提供用于测量地下井压力和温度的系统和方法，其中：(1)该系统和方法比现有系统和方法更可靠；(2)该系统和方法限定了电子元件和电路的总数量以及这些暴露在严酷地下环境下的电子元件和电路的总数量；(3)消除了传统石英计量器中使用的混频器和振荡器；(4)直接将石英压力和温度传感器的反射固有谐振频率传输到地面；(5)提供了多压力和温度井区域。
附图说明
图1为现有用于监测地下井压力和温度的仪器框图。来自传感器的频率信息由井下电子器件进行修正。该修正通常包括位于100个元件上的修正，例如，这些元件包括电容器、二极管、电感器、晶体管、电阻器以及集成电路芯片。这些元件对功率进行振荡、混频、放大、转换、补给以对信号进行处理。所有这些电子器件都被暴露在井下温度下。信号通过电缆或管封装导线(TEC)传输到地面设备。
图2为根据本发明得到的系统和方法的优选实施例框图，以用于监测地下井压力和温度。该系统消除了传统井下石英计量器中使用的石英参考传感器、混频器以及振荡器，该系统将晶体的反射的固有谐振频率通过作为传输线路的多导线TEC电缆直接传输到地面。该系统还使用了实时系统标定。
图3为与单导线TEC电缆一起使用的系统优选实施例的框图。该系统和方法使用了压力晶体和温度晶体，或包括使用电阻温度检测器(RTD)来替代温度晶体。
图4为与多导线TEC电缆一起使用的系统和方法的可选优选实施例框图。该系统和方法使用压力晶体和温度晶体。
图5为与多导线TEC电缆一起使用的系统的另一优选实施例的框图。该系统和方法使用压力晶体和无源温度传感器(例如，电阻性热元件或RTD)。
图6为与单导线TEC电缆一起使用的系统和方法的另一优选实施例的框图。该系统和方法包括并联在电缆上的压力晶体和温度晶体。
图7为与单导线TEC电缆一起使用的系统和方法的一优选实施例的框图。该系统和方法包括压力晶体和无源温度传感器(例如电阻性热元件或“RTD”)以及一固定电阻器，该固定电阻器用作该无源温度传感器(例如，RTD-STD)的标尺。
图8为与一次测量中示出的每个谐振频率并联的压力和温度晶体的曲线图。由于两个晶体都连接在相同的TEC电缆上，因此，两个晶体同时由一网络分析器执行扫描。更多的晶体可以被接入到该系统，以适应多个区域。
图9为压力晶体反射的频率响应的标定图，该频率响应指示了石英压力传感器在14.7psi(大约101.4KPa)、24.3℃时的幅度归一化信息和相位信息。这仅为晶体反射的谐振示例。
图10为一曲线图，该曲线图比较示出了穿过2,000英尺(ft)长(609.6m)TEC电缆的、使用现有仪器和现有方法获得的在大气压力下的压力晶体振荡信号以及使用根据本发明系统和方法一优选实施例在相同压力条件下获得的反射信号。该系统和方法的精度与现有仪器精确度类似。
图11为一比较示意图，该图示出了穿过2,000英尺(ft)长(609.6m)TEC电缆的、使用现有方法从现有仪器在5,000psi(大约34.5MPa)下获得的压力晶体振荡信号以及使用根据本发明系统和方法优选实施例在相同压力条件下获得的反射信号。该系统和方法的精度与现有仪器精确度类似。
附图中使用的元件和引用数字
11控制器
13控制数据总线
15单导线传输线(例如，单导线TEC电缆)
17多导线传输线(例如，多导线TEC电缆)
17A17的第一导线
17B17的第二导线
17C17的第三导线
17D17的第四导线
17E17的第五导线
19地面设备
21井下传感器
23网络分析器
25信号生成器
27RF检测器
29定向耦合器
31偏置器(偏置电源)
33直流(DC)电源
35无源温度传感器
37固定电阻器
39噪声滤波器
41谐振压力传感器(例如，石英压力晶体)
43谐振温度晶体(例如，石英温度晶体)
45RF选择开关或开关装置
47DC电表
49低通滤波器(LPF)二极管开关(隔离电路)
51开路负载
53短路负载
具体实施方式
定义
以下的定义将会被用于描述优选实施例。
控制器11：单板计算机或类似的控制器，这些类似的控制器用于控制所有设备、存储收集的数据、存储和使用用于该系统的标定数据。
控制数据总线13：单电缆上所有设备与所有设备的通信方式。通用串行总线(USB)为控制数据总线13的一个示例。
RF：射频。
管封装导线(TEC)电缆15、17：具有一到多个内部导线的电缆。TEC电缆为传输线的一个示例。该传输线暴露在压力至少为100psi(689.5KPa)、温度至少为30℃。
地面设备19：位于地面之上的电子或机械设备。
井下传感器21：位于地面下的电子和机械设备，以用于检测压力、温度和/或震动。
网络分析器23：用于测量电子网络参数的电子设备，该参数包括频率、幅度以及传感器的相位。测量可以是测量多个类型参数中的一个，这决定于与传感器的耦合。分析器23包括信号生成器25以及RF检测器27。网络传感器23的一示例为具有幅度控制和RF检测器的正弦波发生器(例如，(凤凰城亚利桑那州Saunders&Associates公司生产的)SAUNDERSTM网络分析器)。
定向耦合器29：与网络分析器23连接的装置，以将能量容易地耦合到传感器。定向耦合器29允许对传感器的入射和反射信号进行测量。使用二或四端口耦合器可对S11和S12参数进行测量。
偏置器(或偏置电源)31：允许对DC和RF信号进行结合和分离的装置。
噪声滤波器39：用于从感兴趣信号中移除不需要频率的电子滤波器。滤波器的类型可包括低通、带通、高通以及陷波滤波器。
谐振传感器或石英晶体41、43：用于基于压力、温度和/或震动表示电变化的电子装置。石英晶体为谐振传感器的一示例，间隙电容传感器为另一示例。谐振传感器的预期谐振可以是任何适用于测量应用的谐振。优选地，谐振频率应尽可能低，这是因为谐振频率越低，更易于检测反射的信号。
RF选择开关45：由控制器11控制的开关装置，以用于为了网络分析器23的分析选择电缆15、17中的一根或多根导线。
S11和S12：四个散射参数中的两个参数，用于被分析以确定连接的负载的特性。这些参数用于测量来自传感器的输入-反射功率。该信息可被用于确定晶体41、43的谐振频率。S11为反射系数，被定义为反射能除以入射能。S12为反向传输系数，被定义为反向传输能除以入射能。S12可用于带有传输线的多传感器情况下，该传输线可用于这些传感器之间的网络或网络滤波器。入射能的反射部分可包括反向传输能。
现在请参考图2和图3，根据本发明的一优选实施例系统和方法利用了散射参数的原理，更具体地，利用了(通过传输线到达一负载(例如，传感器)的扫描信号的)S11和S12参数测量，以确定地下井的压力和温度，优选地，传输线为TEC电缆15、17。
在一些优选实施例中，压力和温度通过石英自谐振频率来确定。在其它优选实施例中，温度由替换石英传感器的无源温度传感器来确定。谐振频率通过使用设置在地面的网络分析器23扫描预先选择的频率范围来确定。位于地面上的网络分析器23中的定向耦合器29和RF检测器27用于测量S11和S12信号。石英晶体41、43并不是振荡电路的一部分，在井下只需要最小数量的电子元件甚至不需要电子元件。晶体41、43通过传输线被连接到网络分析器，该传输线的长度至少有100英尺(30.48m)。在一典型应用中，传输线要暴露在压力至少为100psi(689.5KPa)、温度至少为30℃的环境下。
该系统的操作和标定
多导线传输线
现在请参数图2、4、5，在本发明系统和方法的一优选实施例中，一多导线TEC电缆17被使用，具体如下所述。
1、多导线TEC电缆17如下所述进行运行：
(a)电缆17的第一导线(参考元件17A，图4和5所示)被打开(开路负载51)。
(b)从井下到地面(钢封装管外部)电缆17的第二导线(参考元件17B，图4和5所示)被短路(短路负载53)。
(c)电缆17的第三导线17C被连接到系统阻抗匹配负载37，该负载在温度下保持稳定，不会随着温度变化而改变其数值。优选地，系统阻抗匹配负载37为一固定电阻器，被用作与电缆17的阻抗匹配的RTD-STD。
(d)电缆17的第四导线17D被连接到谐振传感器，例如，石英压力晶体41或其等价物，该传感器用于测量地下井的压力。晶体41将对压力和温度作出响应。
(e)电缆的第五导线17E被连接到另一谐振传感器，例如，石英温度晶体43(如图4所示)或无源温度传感器35，例如，RTD(如图5所示)，以测量地下井的温度。晶体43或无源温度传感器35将只暴露在温度下，通过机械外壳(未示出)的保护远离压力。
2、地面设备19如下所述进行运行：
(a)多导线TEC电缆17被连接到RF选择开关45，该选择开关45与网络分析器23连接。
(b)RF选择开关45由电子器件组成，例如，继电器，这些器件帮助将合适的电缆17的导线17A-E连接到网络分析器23。
3、按如下方式对来自井下传感器21的数据进行收集和分析：
(a)RF选择开关45将电缆17的第一导线17A(开路负载)连接到网络分析器23。网络分析器23以不同的频率对电缆17进行扫描。连同起始和终止频率的频率扫描范围决定于石英压力和温度传感器41、43的固有谐振。信号到达电缆17的第一导线17A的末端。这些信号从开路导线被反射回地面。地面接收到的反射回的信号的相位不同于之前情况下的相位(如前面的步骤3a所示)。收集的信号通过网络分析器23被分析，数据被存储到控制器11中。
(b)RF选择开关将电缆17的第二导线17B(短路负载)连接网络分析器23。网络分析器23发送如步骤3a相同的信号和频率范围。这些信号通过电缆17进行传输，并在被短路的第二导线的末端处反射。在电缆17末端产生的阻抗失配将信号反射回地面设备19。收集的信号通过网络分析器23被分析，数据被存储到控制器11中。
(c)RF选择开关45将电缆17的第三导线17C(固定电阻值)连接到网络分析器23。网络分析器23以不同的频率重复对电缆17的扫描步骤。相对于前述步骤3a、3b，在这里地面接收到的信号具有不同的特性。收集的信号通过网络分析器23被分析，数据被存储到控制器11中。
(d)现有技术中一种已知的并设置有网络分析器23的软件可使用来自步骤3a、3b和3c的数据进行系统标定，并移除电缆17对石英传感器41、43的影响。温度影响可通过系统阻抗匹配负载37被移除。
(e)RF选择开关45与电缆17的第四导线17D连接，而该第四导线与石英压力传感器41连接。网络分析器23以不同的频率对第四导线17D进行扫描。地面接收到的反射信号为关于井下压力、温度以及电缆17长度和温度的函数。电缆17长度和温度的影响可通过前述步骤3d中执行的标定进行补偿。
(f)RF选择开关45与电缆17的第五导线17E连接，以从无源温度传感器35获取信息。如果石英温度传感器43被使用(如图4所示)，则本系统和方法运行与前述步骤3e一样的步骤，以用于石英压力传感器41。如果无源温度传感器35(例如，一RTD，如图5所示)被使用，则除了测量系统阻抗匹配负载37上的电流以补偿电缆17损耗，还需要对无源温度传感器35施加一电压并在地面测量该装置的电流以确定无源温度传感器35的井下电阻。
单导线传输线
现在请参考图3、6，在本发明系统和方法的另一优选实施例中，单导线TEC电缆15被使用，具体如下所述。
1、单导线TEC电缆15如下所述进行运行：
(a)电缆15的外导线(防护层)被接地。电缆15的中心导线与压力和温度晶体41、43两者都连接，压力和温度晶体41、43连接在中心导线15B和电缆15的防护层15A之间。
(b)电缆15的阻抗与驱动阻抗匹配，以限定由于电缆15的负载失配导致的反射。
(c)通用系统阻抗尽可能与压力和温度晶体41、43在谐振下的谐振阻抗匹配，以限定信号反射，并消除在系统安装后对系统标定的需要。由于电缆15的阻抗与系统阻抗匹配，因此，电缆和系统的标定在使用中可被消除。
2、地面设备19如下所述进行运行：
(a)单导线TEC电缆15被直接连接到网络分析器23。
3、按如下方式对来自井下传感器21的数据进行收集和分析：
(a)网络分析器23与TEC电缆15的中心导线15B连接，且必须与电缆15的阻抗匹配。电缆15的对端被连接到压力和温度晶体41、43。这样，可允许网络分析器23频繁地扫描电缆15以及传感器41、43。网络分析器23接收到的反射信号为关于井下压力和温度的函数。
(b)反射信号为井下压力和温度晶体41、43的固有频率，可随着传感器标定曲线被使用，以确定井下压力和温度。
优选结构
下面将对用于与图4-7示出的实施例关联的井下压力和温度测量的四个优选结构进行附加的技术描述。通过限定或减少有源电子元件的数量，这些结构可允许非常高的温度和压力。所有的实施例都可得到相同的结果，即：实现井下压力和温度的测量(且可利用类似的方法实现包括震动的测量)。下面将对实施例的通用操作进行描述。
使用散射参数反射法，即：依靠网络分析器或等价方法的频率谐振扫描测量，通过一谐振传感器(例如，石英压力晶体43或其等价物)对井下压力进行测量。晶体41的谐振随着压力和温度的应用会发生变化。由于压力和温度两者都会影响测量，因此，温度频率与压力频率一起被使用，以计算井下压力。使用散射参数反射法井下温度可由石英温度晶体43或无源温度传感器35测量。
当使用多导线传输线时，例如，TEC电缆，通过预先确定传输线的相位和幅值关系，电缆阻抗可从计算中被移除，优选地，这可以通过使用系统标定负载/开路/短路方法来实现。导线之间的阻抗差异可忽略不计。
现在请参考图4和图5，控制器11控制网络分析器23。网络分析器23同步传输和接收振荡信号。作为该信号的一示例，该信号可以为正弦RF信号。优选地，在这里描述的该情形和所有情形中，源信号为一固定振幅的振荡信号。网络分析器23的信号生成器25通过RF输出(OUT)连接器传输信号，RF检测器27在RF输入(IN)连接器上接收RF信号。
定向耦合器29与网络分析器23的RF输出和RF输入连接器连接，在无源温度传感器35(如图5所示)的情形中，该耦合器提供了到偏置器31的直通连接。偏置器31允许DC信号被添加到RF信号，该RF信号被连接到TEC电缆17，该电缆用作一通道，以用于井下温度无源传感器35以及系统阻抗匹配负载37。噪声(带通)滤波器39可用于移除耦合到电缆17上的噪声。这些噪声是由环境干扰产生的。
RF选择开关45将RF信号连接到TEC电缆17的五根导线17A-E中的一根。RF选择开关45由控制器11进行控制。开关45允许网络分析器23对每个井下负载独立地进行分析。DC电源33向控制器11、网络分析器23以及RF选择开关45进行供电。
现在请参考图6和图7，控制器11控制网络分析器23、DC电源33以及(图6中的)DC电表47。网络分析器23同步传输和接收振荡信号(例如，正弦RF信号)。网络分析器23的信号生成器25通过RF输出(OUT)连接器传输信号，RF检测器27在RF输入(IN)连接器上接收RF信号。
定向耦合器29与网络分析器23连接，并提供直通连接。在图7的实施例中，偏置器31连接到定向耦合器29，该耦合器29允许DC信号被添加到RF信号，该RF信号被连接到TEC电缆15，该电缆用作一通道，以用于井下温度无源传感器35以及系统阻抗匹配负载37。噪声(带通)滤波器39可用于移除耦合到电缆15上的噪声。这些噪声是由环境干扰产生的。
DC电源33向控制器11供电，并提供井下无源温度传感器35和系统阻抗匹配负载37使用的小的可测量的电流，以用于阻值测量。
在无源温度测量(如图7所示)的情形中，两个二极管在井下低通滤波器(LPF)二极管开关49中被提供，该二极管开关作为隔离电路对正、负DC电流进行分离。正电压被施加到无源温度传感器35，负电压被施加到系统阻抗匹配负载37。系统阻抗匹配负载37的目的在于允许移除电缆损耗以及每个二极管的DC降。由于噪声(低通)滤波器39的原因，井下晶体谐振频率不会受到施加到井下晶体41的低DC值电压的影响。
在晶体温度测量(如图6所示)的情形中，压力和温度晶体41、43并联。晶体41、43的一引线与TEC电缆15的防护层连接，晶体41、43的其它引线与电缆15的中心导线连接。这是一种优选和最简单的结构。
当压力和温度晶体41、43并联时，每个谐振频率可在一次测量中获得(如图8所示)，且相位(-180°至+180°)和幅度(dB表示的S11)可由网络分析器23测量得到。因为晶体41、43并联在电缆15上，因此，晶体41、43的扫描可由网络分析器23同时进行。晶体41、43的电阻性阻抗应尽可能接近地与TEC电缆15以及电源阻抗匹配，以消除电阻性损耗之外的损耗。更多晶体或谐振传感器可被连接到系统中，以适应多区域。
每个晶体41、43被选择，这样，在他们的模式和谐波方面不会发生重叠。如图8所示，每个晶体41、43的谐振频率为峰值信号，且峰值相互之间分离。每个晶体的反谐振频率为负陷波的位置。当不是优选情形时，反谐振频率还可用于检测反射信号中变化。
用于多导线情形下的系统标定
压力和温度晶体的谐振频率幅度和相位测量需要进行系统标定或需要移除由传输线导致的特性。在多导线情形中，系统标定由网络分析器23测量的特性“负载”、“短路”以及“开路”值的测量实现。控制器11控制测量的过程，并将系统标定系数保存在文件中，以供系统使用。标定系数文件被网络分析器使用，以获得精确的读取。
如果无源温度传感器35被使用，第二系统标定被执行。RTD35被连接在导线17A-E中的一根导线和TEC电缆防护层之间。当测量阻抗确定井下温度时，系统阻抗匹配负载37被用作标定元件，以用于无源温度传感器35。
如果在每次测量进行之前有必要的话，可执行前述标定。
由于每个石英压力传感器41和石英温度传感器43是独特的，因此，在现场使用之前需要执行传感器标定。用于每个传感器41、43的多项式方程被生成。从井下传感器41、43获得的频率被应用到该多项式方程，并被转换为合适的、反映地下井环境的压力和温度。
结论
图9为压力晶体反射的频率响应的标定图，该频率响应指示了石英压力传感器在14.7psi(大约101.4KPa)、24.3℃时的幅度归一化信息和相位信息。这仅为晶体反射的谐振的示例。
图10为一曲线图，该曲线图比较示出了穿过2000英尺(ft)长(609.6m)TEC电缆的、使用现有仪器和现有方法获得的在大气压力下的压力晶体振荡信号以及使用根据本发明系统和方法一优选实施例在相同压力条件下获得的反射信号。该系统和方法的精度与现有仪器精确度类似。
图11为一比较示意图，该图示出了穿过2000英尺(ft)长(609.6m)TEC电缆的、使用现有方法从现有仪器在5000psi(大约34.5MPa)下获得的压力晶体振荡信号以及使用根据本发明系统和方法优选实施例在相同压力条件下获得的反射信号。该系统和方法的精度与现有仪器精确度类似。
Claims (24)
1.一种用于监测压力、温度和/或震动的系统，所述系统包括网络分析器(23)、至少一谐振传感器(41/43)以及将所述网络分析器连接到所述至少一谐振传感器(41/43)的传输线(15/17)，所述传输线(15/17)长度至少为100英尺(30.48m)，所述网络分析器(23)包括振荡信号生成器(25)以及信号检测器(27)，所述网络分析器(23)：
沿着与所述至少一谐振传感器(41/43)连接的一传输线(15/17)施加振荡信号形式的入射能，以及对跨越所述谐振传感器(41/43)的一参考频率到另一参考频率的振荡信号进行频率扫描，其中，所述至少一谐振传感器(41/43)的期望谐振位于所述两个参考频率之间；
接收来自所述至少一谐振传感器(41/43)的所述入射能的、沿着所述传输线(15/17)返回的一反射部分；
测量接收到的所述入射能的所述反射部分；以及
识别跨越所述扫描的频率的所述入射能的所述反射部分的变化。
2.如权利要求1所述的系统，进一步包括强化装置，所述强化装置用于相对所述施加的入射能强化所述入射能的所述反射部分。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述强化装置为固定电阻器(37)，所述固定电阻器与系统阻抗负载匹配。
4.如权利要求1所述的系统，进一步包括第二谐振传感器(41/43)。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述至少一谐振传感器与所述第二谐振传感器(41/43)并联。
6.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述网络分析器(23)对所述至少一谐振传感器(41/43)和所述第二谐振传感器(41/43)同时进行扫描。
7.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述至少一谐振传感器(41/43)和所述第二谐振传感器(41/43)由所述传输线(15/17)或网络滤波器(39)分离。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述入射能的所述反射部分包括反向传输能。
9.如权利要求1所述的系统，进一步包括无源温度传感器(35)，所述无源温度传感器(35)通过所述传输线(15/17)与所述网络分析器(23)连接。
10.如权利要求7所述的系统，进一步包括隔离电路，所述隔离电路位于所述无源温度传感器(35)和所述至少一谐振传感器(41/43)之间。
11.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述传输线(15/17)为管封装导线电缆，该电缆具有至少一导线(17)。
12.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述振荡信号为一RF信号生成器生成的RF正弦信号。
13.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述至少一谐振传感器(41/43)为石英压力晶体(41)或石英温度晶体(35/43)。
14.一种检测压力、温度和/或震动的方法，所述方法包括步骤：
沿着与至少一谐振传感器(41/43)连接的一传输线(15/17)施加振荡信号形式的入射能，该施加步骤对跨越所述至少一谐振传感器(41/43)的一参考频率到另一参考频率的振荡信号进行频率扫描，其中，所述至少一谐振传感器(41/43)的期望谐振位于所述两个参考频率之间；
接收来自所述至少一谐振传感器(41/43)的所述入射能的、沿着所述传输线(15/17)返回的一反射部分；
测量接收到的所述入射能的所述反射部分的相位和幅度；以及
识别所述接收的所述入射能的所述反射部分的变化，所述入射能跨越所述扫描的频率；
其中，所述施加、接收、测量和识别步骤由一网络分析器(23)执行，所述网络分析器(23)包括振荡信号生成器(25)以及信号检测器(27)，所述传输线(15/17)将所述网络分析器(23)连接到所述至少一谐振传感器(41/43)，所述传输线(15/17)长度至少为100英尺(30.48m)。
15.如权利要求14所述的方法，进一步包括步骤：通过匹配所述至少一谐振传感器(41/43)的系统阻抗负载(37)，相对所述施加的入射能强化所述入射能的所述反射部分。
16.如权利要求14所述的方法，进一步包括第二谐振传感器(41/43)，所述网络分析器(23)在所述第二谐振传感器(41/43)上执行施加、接收、测量以及识别步骤。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述至少一谐振传感器(41/43)和所述第二谐振传感器(41/43)由所述网络分析器(23)同时扫描。
18.如权利要求16所述的系统，其特征在于，所述至少一谐振传感器(41/43)和所述第二谐振传感器(41/43)由所述传输线(15/17)或一网络滤波器(49)分离。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述入射能的所述反射部分包括反向传输能。
20.如权利要求14所述的方法，其特征在于，第二传感器为一无源温度传感器(35)，所述无源温度传感器(35)通过所述传输线(15/17)与所述网络分析器(23)连接。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，一隔离电路设置在所述无源温度传感器和所述至少一谐振传感器(41/43)之间。
22.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述传输线(15/17)为管封装导线电缆，该电缆具有至少一导线(17)。
23.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述振荡信号为一RF信号生成器(25)生成的RF正弦信号。
24.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述至少一谐振传感器(41/43)为石英压力晶体(41)或石英温度晶体(43)。
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