本文關(guān)鍵詞：基于DSP的三線圈感應(yīng)測井?dāng)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)研究

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【摘要】：地層電阻率是進(jìn)行儲層評價(jià)和儲量計(jì)算的重要參數(shù),陣列感應(yīng)測井儀器已成為目前測量電阻率的重要手段。本論文研究基于DSP的三線圈系感應(yīng)測井?dāng)?shù)據(jù)采集系統(tǒng),在設(shè)計(jì)完成發(fā)射、接收電路的基礎(chǔ)上,研究線圈系主發(fā)射、接收和屏蔽線圈匝數(shù)及間距對測量電路的影響等,最終形成陣列感應(yīng)測井儀器最小子系統(tǒng),為復(fù)雜的陣列感應(yīng)測井系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)提供前期研究基礎(chǔ)。主要研究分為以下四個(gè)部分:第一部分主要研究陣列感應(yīng)測井的基本理論。系統(tǒng)研究感應(yīng)測井中雙線圈系和三線圈系的測量原理,分析了現(xiàn)有陣列感應(yīng)測井儀器AIT和HDIL的儀器線圈系結(jié)構(gòu)參數(shù)、優(yōu)點(diǎn)以及工作頻率的選擇依據(jù)。第二部分基于LabView工具詳細(xì)研究了三階梯波信號多頻信號的發(fā)射與接收特性。首先推導(dǎo)三階梯波信號的分解與合成公式,發(fā)現(xiàn)三階梯波信號由不包含3倍諧波的信號合成,指出陣列感應(yīng)儀器AIT僅使用了合成信號的前3項(xiàng),通過仿真驗(yàn)證三階梯波與展開諧波之間的合成和分解特性,給出了前10個(gè)諧波合成的三階梯波特性,最后研究接收信號中噪聲的消除方法。提出堆棧技術(shù)和傅里葉變換相結(jié)合有效的消除接收信號中各種隨機(jī)噪聲的方法。第三部分設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件電路,包括線圈系、發(fā)射電路和接收電路。首先根據(jù)設(shè)計(jì)要求提出了基于DSP感應(yīng)測井?dāng)?shù)據(jù)采集的最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。然后設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)基于DSP芯片的6kHz基頻信號三階梯波的發(fā)射電路實(shí)現(xiàn)方案。采用F2812 DSP為主控芯片構(gòu)成一個(gè)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(shí)現(xiàn)信號的采集功能。接收電路主要包括電源濾波電路、放大電路等。最終根據(jù)PCB原理圖焊接完成測試電路板。第四部分完成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì),包括DSP采集程序和上位機(jī)軟件等。設(shè)計(jì)基于DSP的采集程序,進(jìn)行系統(tǒng)模塊配置,包含時(shí)鐘、相應(yīng)寄存器、外部端口、事件管理器、ADC采集模塊等。采用VB語言開發(fā)上位機(jī)軟件,它主要實(shí)現(xiàn)了串口通信、命令控制、波形顯示、數(shù)據(jù)保存和數(shù)據(jù)處理等功能。信號被接收后DSP將采集到的數(shù)據(jù)送給上位機(jī)并在界面上顯示。完成系統(tǒng)調(diào)試工作后,測得數(shù)據(jù)結(jié)果表明設(shè)計(jì)滿足要求。設(shè)計(jì)的DSP數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),可以研究多頻信號的發(fā)射和接收過程、多頻方法消除測量噪聲的機(jī)理。
【關(guān)鍵詞】：DSP(TMS320F2812) 數(shù)據(jù)采集(Data Acquisition) 三線圈系 陣列感應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P631.81
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 緒論8-12
• 1.1 論文研究目的和意義8
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀8-11
• 1.2.1 陣列感應(yīng)測井的發(fā)展現(xiàn)狀8-10
• 1.2.2 DSP芯片的發(fā)展?fàn)顩r10-11
• 1.3 論文主要研究內(nèi)容11-12
• 第二章 陣列感應(yīng)測井基本理論12-20
• 2.1 雙線圈系理論介紹12-13
• 2.2 三線圈系基本理論13-14
• 2.3 陣列感應(yīng)測井線圈系結(jié)構(gòu)14-16
• 2.3.1 AIT型儀器的線圈系結(jié)構(gòu)15-16
• 2.3.2 HDIL型儀器的線圈系結(jié)構(gòu)16
• 2.4 陣列感應(yīng)測井頻率選擇分析16-19
• 2.4.1 AIT型儀器的頻率選擇分析17
• 2.4.2 HDIL型儀器的頻率選擇分析17-18
• 2.4.3 頻率選擇的結(jié)論18-19
• 2.5 小結(jié)19-20
• 第三章 系統(tǒng)發(fā)射與接收特性仿真研究20-29
• 3.1 三階梯波信號的合成與分解20-21
• 3.2 三階梯波發(fā)射特性仿真21-23
• 3.3 三階梯波接收特性仿真23-26
• 3.4 發(fā)射信號噪聲分析與處理26-28
• 3.5 小結(jié)28-29
• 第四章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)29-45
• 4.1 設(shè)計(jì)要求29
• 4.2 方案設(shè)計(jì)29-30
• 4.3 DSP最小系統(tǒng)及外圍電路設(shè)計(jì)30-38
• 4.3.1 處理器選擇30-32
• 4.3.2 AD的選取32-34
• 4.3.3 外圍電路設(shè)計(jì)34-38
• 4.4 發(fā)射電路板設(shè)計(jì)38-42
• 4.4.1 IR2110驅(qū)動(dòng)電路39-40
• 4.4.2 開關(guān)電路40-41
• 4.4.3 發(fā)射板電路圖與PCB41-42
• 4.5 線圈系的設(shè)計(jì)42-43
• 4.6 接收電路板設(shè)計(jì)43-44
• 4.6.1 放大電路43
• 4.6.2 加法器電路43-44
• 4.6.3 跟隨器和濾波電路44
• 4.7 小結(jié)44-45
• 第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)45-56
• 5.1 CCS簡介45-47
• 5.2 系統(tǒng)軟件整體流程47-48
• 5.3 ADC轉(zhuǎn)換模塊48-50
• 5.4 SCI模塊程序設(shè)計(jì)50-52
• 5.5 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)52-55
• 5.5.1 MSComm控件特點(diǎn)和串口初始化設(shè)置53-54
• 5.5.2 控制命令設(shè)計(jì)54
• 5.5.3 數(shù)據(jù)存儲和圖形顯示54-55
• 5.6 小結(jié)55-56
• 第六章 系統(tǒng)調(diào)試56-62
• 6.1 電路調(diào)試和數(shù)據(jù)分析56-61
• 6.1.1 DSP調(diào)試56-57
• 6.1.2 發(fā)射電路板的調(diào)試57-58
• 6.1.3 接收電路板的調(diào)試58-59
• 6.1.4 系統(tǒng)整體測試分析和完善59-61
• 6.2 小結(jié)61-62
• 結(jié)論62-63
• 致謝63-64
• 參考文獻(xiàn)64-66
• 攻讀碩士期間發(fā)表論文66-67

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本文編號：1036696