学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

超声井壁扫描成像测井仪研究

作　者: 李德健
导　师: 傅元
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 超声成像超声换能器 ASK调制发射电路滤波电路
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 80次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

超声井壁扫描成像测仪是利用回波信号对油井井壁进行扫描成像,通过一个收发一体的超声换能器发射和接收超声波信号,经过相应的处理电路提取出有效地井壁信息,并把信号发送到PC机上进行处理显示,直观检测出井壁的腐蚀、损伤状况。本井壁超声成像测井仪主要是针对油井井壁状况检测而设计的,满足了其体积小等现场环境要求,系统稳定可靠,对国内油井井壁超声检测的硬件电路研发和软件研究具有很大的参考价值。论文主要介绍了井壁成像测井仪的基本成像原理,在此基础上,介绍了硬件电路设计和显示软件的设计,详细的介绍了仪器主要电路的设计原理和方法,并对部分电路做了仿真分析,给出了电路的实测波形。硬件电路主要包括超声激励发射电路、超声限幅电路、超声放大滤波电路、超声检波电路、A/D电路、FIFO电路、单片机控制电路以及接口电路。其中接口电路介绍了单芯电缆2ASK电流调制驱动电路设计。软件部分包括控制程序的设计和超声软件显示界面的设计。硬件电路主要采用单片机来控制发射电路来激励超声换能器,并控制A/D来转换超声模拟回波信息,同时控制FIFO来对数据进行缓存,最后把回波信息通过接口电路传送到PC机上。软件程序主要是单片机Keil C控制程序的设计和C#.NET软件界面的编写。该测井仪电路和软件都经过实验验证,获得了良好的激励脉冲,提取了较为理想的微弱回波信号,在PC机上能获得良好的波形和回波信号强弱的伪彩色显示,对小直径油井井壁有比较好的检测效果,对超声测井仪的研究有一定的参考价值。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-14
  1.1 研究目的和意义  10-11
  1.2 超声测井仪的国内外研究概况  11-12
    1.2.1 国内相关的研究情况  11
    1.2.2 国外相关的研究情况  11-12
  1.3 超声油井井壁扫描成像测井仪面临的难题  12
  1.4 论文内容和安排  12-14
    1.4.1 论文主要工作  12-13
    1.4.2 论文主要安排  13-14
第二章超声井壁扫描成像测井仪设计原理  14-25
  2.1 超声探伤仪分类和基本原理  14-15
    2.1.1 模拟探伤仪基本原理  14
    2.1.2 数字探伤仪基本原理  14-15
  2.2 超声井壁扫描测井仪系统结构原理  15-18
  2.3 超声扫描成像原理  18
  2.4 超声电路相关原理  18-24
    2.4.1 脉冲超声激励产生原理以及激励电路设计原则  19-20
    2.4.2 超声接收原理  20-21
    2.4.3 数据传输原理  21-24
  2.5 本章总结  24-25
第三章超声扫描成像测井仪硬件电路设计  25-48
  3.1 系统总体方案设计  25-26
  3.2 发射电路设计  26-33
    3.2.1 发射电路基本组成  26-27
    3.2.2 升压电路设计  27-29
    3.2.3 超声脉冲发射电路  29-30
    3.2.4 发射电路OrCad对比分析  30-31
    3.2.5 发射电路理论分析  31-33
  3.3 超声信号处理电路设计  33-41
    3.3.1 超声信号处理电路基本组成  34
    3.3.2 限幅电路  34-37
    3.3.3 放大滤波电路  37-39
    3.3.4 A/D电路、FIFO和单片机电路  39-41
  3.4 ASK通信接口电路设计  41-46
    3.4.1 测井仪高速传输系统总体设计  42
    3.4.2 ASK电流调制原理  42-43
    3.4.3 调制电路设计  43-44
    3.4.4 载波信号产生电路  44-45
    3.4.5 驱动电路和开关电路  45
    3.4.6 恒流源电路  45-46
  3.5 本章总结  46-48
第四章超声扫描成像测井仪软件设计  48-60
  4.1 井下仪器控制程序设计  48-54
    4.1.1 发射脉冲控制程序  50-53
    4.1.2 A/D控制采样程序、FIFO控制缓存程序  53-54
    4.1.3 数据发送程序  54
  4.2 基于C#.NET的测井仪显示界面设计  54-59
    4.2.1 软件关键通信设置  55-56
    4.2.2 界面示意及软件设计思想  56-59
  4.3 本章总结  59-60
第五章系统实验结果分析  60-71
  5.1 实验测量试块以及实验平台  60-61
  5.2 井下电路发射波测量  61-63
  5.3 井下电路回波测量  63-66
  5.4 2ASK调制电路测量  66-68
  5.5 软件测试  68-70
  5.6 本章总结  70-71
第六章结论  71-73
参考文献  73-75
附录A 信号处理电路和调制电路原理图  75-76
附录B 发射电路和接收电路原理图  76-77
附录C PCB板图  77-78
附录D 硬件实物图  78-79
附录E 单片机控制程序  79-82
在学研究成果  82-83
致谢  83

超声井壁扫描成像测井仪研究

内容摘要

全文目录

相似论文