電磁感應(yīng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的硬件研制.pdf

1、石油鉆井技術(shù)在不斷的往前發(fā)展，鉆井工程同時(shí)也向著自動(dòng)化和信息化的方向發(fā)展[1]，這就要求鉆井過(guò)程中井下設(shè)備采集的數(shù)據(jù)能夠快速實(shí)時(shí)的傳遞到地面控制臺(tái)，然而目前主要的隨鉆數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)遠(yuǎn)不能滿足要求。進(jìn)入二十一世紀(jì)，國(guó)外出現(xiàn)了一種新型的隨鉆數(shù)據(jù)傳輸方法，由 IntelliServ公司研制出的基于電磁感應(yīng)耦合原理的鉆桿高速數(shù)據(jù)遙傳系統(tǒng) IntelliPipe，其速率可高達(dá)2Mbps[2]。其鉆桿接頭處安裝有電磁感應(yīng)耦合器，它實(shí)現(xiàn)了信號(hào)的非接觸式

2、傳輸，能夠以極高的數(shù)據(jù)傳輸速率傳輸信號(hào)，突破了隨鉆數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠款i。
　　本文在基本掌握了 IntelliServ公司的IntelliPipe的大致結(jié)構(gòu)和原理的基礎(chǔ)上，在本實(shí)驗(yàn)室上幾屆師兄研究之后搭建的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，首先改進(jìn)了單節(jié)感應(yīng)耦合器的電路模型，測(cè)量出了模型參數(shù)。在此基礎(chǔ)上，重新建立整個(gè)磁感應(yīng)傳輸信道的電路模型，通過(guò)PSPICE仿真軟件對(duì)整個(gè)電路模型進(jìn)行仿真，并與實(shí)際測(cè)試進(jìn)行比對(duì)，驗(yàn)證了模型的正確性。通過(guò)對(duì)該電路模型的Ps

3、pice軟件仿真，可以準(zhǔn)確的得到磁感應(yīng)傳輸信道的各種特性，為通信信號(hào)的頻率選擇提供依據(jù)。
　　由于實(shí)驗(yàn)磁感應(yīng)傳輸信道的頻率特性，載波頻率在經(jīng)過(guò)磁感應(yīng)傳輸信道之后唯一沒(méi)有明顯改變的頻率，而且頻移鍵控(FSK)比較容易實(shí)現(xiàn)，所以本文采用頻移鍵控法實(shí)現(xiàn)調(diào)制與解調(diào)，設(shè)計(jì)了基于直接數(shù)字合成(DDS)原理的AD9832芯片的調(diào)制電路和基于鎖相環(huán)芯片 XR2211的解調(diào)電路，并編寫(xiě)了調(diào)制芯片的控制程序和算法，其穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸速率為57.6kbp