多頻陣列感應(yīng)的仿真與實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì).pdf

1、多頻陣列感應(yīng)測(cè)井信號(hào)的發(fā)射和接收是儀器設(shè)計(jì)中的核心部分，本文研究陣列感應(yīng)測(cè)井儀多頻信號(hào)的發(fā)射與接收方法。首先用LabVIEW軟件仿真陣列感應(yīng)測(cè)井儀多頻信號(hào)發(fā)射與接收的基本原理與測(cè)試可行性，然后進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，開(kāi)發(fā)出可以進(jìn)行多頻信號(hào)發(fā)射與接收實(shí)驗(yàn)研究的實(shí)驗(yàn)裝置。本研究分為三個(gè)部分：
　　第一部分：主要研究陣列感應(yīng)測(cè)井儀多頻信號(hào)的發(fā)射與接收機(jī)理。首先推導(dǎo)方波信號(hào)的傅立葉展開(kāi)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(wú)噪聲時(shí)基于8個(gè)奇次諧波信號(hào)的陣列感應(yīng)儀的多頻信號(hào)發(fā)射與接收特性。結(jié)果表明，8個(gè)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(hào)的特征信息。最后研究含噪聲時(shí)的發(fā)射和接收特性。通過(guò)仿真表明將堆棧技術(shù)和傅立葉變換結(jié)合起來(lái)可以有效消除接收信號(hào)中的各種隨機(jī)噪聲。這些成果為實(shí)際陣列感應(yīng)測(cè)井儀多頻發(fā)射與接收傳感器電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)提供了理論依據(jù)。
　　第二部分：設(shè)計(jì)了陣列感應(yīng)測(cè)井儀實(shí)驗(yàn)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(hào)。發(fā)射電路由DSP芯片及其外圍電路組成。制作了實(shí)驗(yàn)室可以實(shí)現(xiàn)的典型三線圈系。采用2812 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(guò)調(diào)理濾波電路解決信號(hào)放大濾波問(wèn)題，利用高精度數(shù)據(jù)采集電路實(shí)現(xiàn)了信號(hào)的采集功能。接收電路主要包含電源濾波電路、信號(hào)調(diào)理電路、外圍電路、串口電路、外部

4、存儲(chǔ)器電路等。最終根據(jù)PCB原理圖焊接完成測(cè)試電路板。
　　第三部分：完成了陣列感應(yīng)測(cè)井儀實(shí)驗(yàn)裝置的軟件設(shè)計(jì)，包括DSP采集程序、校正方法、上位機(jī)軟件等。設(shè)計(jì)基于DSP采集程序，進(jìn)行系統(tǒng)模塊配置，包括時(shí)鐘、相應(yīng)寄存器、外部端口、事件管理器、ADC采集模塊等。通過(guò)比較分析傳統(tǒng)兩點(diǎn)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(lái)提高采集精度。采用VB語(yǔ)言開(kāi)發(fā)上位機(jī)軟件，它主要實(shí)現(xiàn)了串口通信、命令控制、顯示波形、數(shù)