基于嵌入式技术的测井仪调试台架通用硬件系统研究

《基于嵌入式技术的测井仪调试台架通用硬件系统研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中图分类号：P631.64单位代码：11414学号：2013315024题目基于嵌入式技术的测井仪台架调试台架通用硬件系统研究学科专业地质资源与地质工程研究方向地下信息探测与采集技术博士生郝小龙指导教师吴锡令教授、鞠晓东教授二○一七年五月ResearchontheUniversalHardwareSystemofTest-benchforLoggingToolBasedontheEmbeddedTechnologyDissertationsubmittedtoChinaUniversityofPetroleum,Be

2、ijinginpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofDoctorofEngineering(OrDoctorofNaturalScience)ByHaoXiaolong（GeologicalResourcesandGeologicalEngineering）DissertationSupervisorProf.WuXilingProf.JuXiaodongMay,2017博士学位论文独创性声明郑重声明：本博士学位论文是作者个人在导师的指导下，独立进行研究工作

3、所取得的成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他个人和集体已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得中国石油大学或者其它单位的学位或证书所使用过的材料。对本研究做出贡献的个人和集体，均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。作者和导师完全意识到本声明产生的法律后果并承担相应责任。博士学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解中国石油大学（北京）学位论文版权使用的有关规定，使用方式包括但不限于：学校有权保留并向有关部门和机构送交学位论文的复印件和电子版；允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学

4、位论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文；可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索。本学位论文作者如需公开出版学位论文的部分或全部内容，必须征得导师书面同意，且须以中国石油大学（北京）为第一署名单位。-I-摘要摘要为了解决更多的地质问题，新型声波测井仪器结构更加复杂，功能更加综合化。与此同时，高温高压测井环境要求声波测井仪具有更好的稳定性和可靠性，仪器产业化推广对维修的科学性和及时性提出更高的要求。因此，在仪器组装和维修过程中，需要专门的调试设备以及科学的检测策略进行

5、检测与调试，以保证仪器制作过程中各环节的质量，快速、准确地定位故障位置和类型。本文研究的基于嵌入式技术的声波测井仪调试台架采用定性和定量检测相结合的方法，能够对仪器进行不同级别的调试和诊断，可以提高检测的层次性和科学性，提高工作效率，改善工作质量并促进仪器的改进与升级。本文首先以方位远探测反射声波测井仪和随钻声波测井仪为例，分析了不同声波测井仪的仪器结构、工作原理以及系统连线的相同和差异之处，提炼了声波测井仪系统、模块、电路板和器件这四个级别需要测试的内容，得出调试台架通用硬件系统需要设计的通用和专用功能模块。然后，

6、在基于ARM7微处理器和嵌入式μClinux系统的主从式系统架构之上，设计了各种以FPGA为控制核心的功能模块板，并将它们以积木式结构挂接在ARM的扩展I/O总线上。CAN总线模块以SJA1000为基础，实现了可调波特率的数据收发；RS485总线模块基于状态机思想，实现了6Mbps的数据串行收发；SSB总线模块实现了10Mbps的同步串行通信，为调试仪器内部SSB总线提供主从节点；模拟信号发生器模块基于DDS技术，产生频率和幅度可调的正弦波信号；信号采集模块基于多路选择和程控增益思想，实现了16通道的多路信号采集；电

7、源转换和管理模块提供了220V交流电转换为低压电源和高压电源的方法，以及对它们的检测和输出控制。发射激励模块能够对多个换能器进行相控激励发射测试；Flash存储器测试模块包括一套可靠的存储器管理策略，高温实验的硬件框架和测试方案以及基于FDRB总线的数据快速读取方式等设计。将多个功能板和信号线进行分类和组合，形成了不同级别、不同用途的调试接口，并使用井下仪器的正常电路板对各接口进行了配接调试。最后，以测试仪器整体工作情况、接收声系中电子线路、模拟通道板的一致性、Flash存储芯片的高温特性、发射换能器和变压器的匹配特

8、性等为例，介绍了调试台架的应用方法；以方位远探测声波测井仪中+6V模拟电源故障诊断为例，介绍了台架在故障诊断中的检测流程。关键词：调试台架；声波测井仪；调试接口；数据存储；故障诊断-II-ABSTRACTResearchontheUniversalHardwareSystemofTest-benchforLoggingToolBasedonth