多頻陣列感應(yīng)的仿真與實驗裝置設(shè)計.pdf

1、多頻陣列感應(yīng)測井信號的發(fā)射和接收是儀器設(shè)計中的核心部分，本文研究陣列感應(yīng)測井儀多頻信號的發(fā)射與接收方法。首先用LabVIEW軟件仿真陣列感應(yīng)測井儀多頻信號發(fā)射與接收的基本原理與測試可行性，然后進(jìn)行硬件設(shè)計與實現(xiàn)，開發(fā)出可以進(jìn)行多頻信號發(fā)射與接收實驗研究的實驗裝置。本研究分為三個部分：
　　第一部分：主要研究陣列感應(yīng)測井儀多頻信號的發(fā)射與接收機理。首先推導(dǎo)方波信號的傅立葉展開公式，證明方波與奇次諧波之間的分解和合成是可逆的。然后利用

2、LabVIEW軟件仿真無噪聲時基于8個奇次諧波信號的陣列感應(yīng)儀的多頻信號發(fā)射與接收特性。結(jié)果表明，8個諧波合成發(fā)射近似方波，而接收不是方波，但具有提取方波信號的特征信息。最后研究含噪聲時的發(fā)射和接收特性。通過仿真表明將堆棧技術(shù)和傅立葉變換結(jié)合起來可以有效消除接收信號中的各種隨機噪聲。這些成果為實際陣列感應(yīng)測井儀多頻發(fā)射與接收傳感器電路的設(shè)計與實現(xiàn)提供了理論依據(jù)。
　　第二部分：設(shè)計了陣列感應(yīng)測井儀實驗裝置硬件電路，包括發(fā)射、線圈系

3、和接收電路三部分。發(fā)射電路采用DSP處理器產(chǎn)生高低電平，結(jié)合編寫的占空比為50％、頻率10KHz的PWM脈寬調(diào)制波形程序，生成基頻為10KHz的方波信號。發(fā)射電路由DSP芯片及其外圍電路組成。制作了實驗室可以實現(xiàn)的典型三線圈系。采用2812 DSP為主控芯片構(gòu)成一個多通道數(shù)據(jù)采集接收電路。通過調(diào)理濾波電路解決信號放大濾波問題，利用高精度數(shù)據(jù)采集電路實現(xiàn)了信號的采集功能。接收電路主要包含電源濾波電路、信號調(diào)理電路、外圍電路、串口電路、外部

4、存儲器電路等。最終根據(jù)PCB原理圖焊接完成測試電路板。
　　第三部分：完成了陣列感應(yīng)測井儀實驗裝置的軟件設(shè)計，包括DSP采集程序、校正方法、上位機軟件等。設(shè)計基于DSP采集程序，進(jìn)行系統(tǒng)模塊配置，包括時鐘、相應(yīng)寄存器、外部端口、事件管理器、ADC采集模塊等。通過比較分析傳統(tǒng)兩點一線校正原理和最小二乘法校正原理各優(yōu)越性，確定應(yīng)用最小二乘法校正方法來提高采集精度。采用VB語言開發(fā)上位機軟件，它主要實現(xiàn)了串口通信、命令控制、顯示波形、數(shù)