微电成像测井仪中数字相敏检波开方算法的改进及DSP实现.pdf

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1、2011正仪表技术与传感器2011第4期InstrumentTechniqueandSensorNo．4微电成像测井仪中数字相敏检波开方算法的改进及DSP实现徐方友，肖宏，曹启刚，马雪青(中国石油集团测井有限公司，陕西西安710077)摘要：研究了微电阻率成像测井仪中数字相敏检波开方算法的改进及其DSP实现。介绍了数字相敏检波的基本原理，给出了线性逼近开方算法的优缺点，针对线性逼近算法精度不高的缺点提出一种线性逼近和牛顿拉夫逊相结合的新算法，并给出新算法与线性逼近算法的相对误差图，展现了新算法在计算精度上的优越性，然后给出新

2、算法DSP实现的程序流程图和实验结果。得出新开方算法不仅能够满足测井实时计算的要求，而且还能提高信号检测的线性度的结论。关键词：数字相敏检波；开方算法；成像测井中图分类号：TM933．3文献标识码：A文章编号：1002—1841(2011)04—0017一o3ImprovementandDSPRealizationofExtractioninDPSDofMicroConductionImageLoggingToolXUFang—you，XIAOHong，CAOQi—gang，MAXue—qing(ChinaPetroleum

3、loggingCo．，Ltd，Xian710045，China)Abstract：TheimprovementandDSPrealizationofextractionindigitalphasesensitivityofthemicroconductionimageloggingtoo]wasstudied．ThebasictheoryofDPSDwereintroduced，andthentheadvantageanddisadvantageoftheline—approachingmeth—odweremtrodule

4、d．Thenthepaperprovidedanewmethodofextraction，showingthatthenewmethodisbetterthantheoldonethroughthechartofrelativedifierence．AndthenprovidetheflowchartofthenewmethodDSPrealization．Theexperimentresultsindicatethatthenewextractionmethodisbetterthanline—approachingmet

5、hod．Itcansatisfytherequirementofreal—timecaleula—tionandcanimprovethemeasurelinearity．Keywords：digitalphasesensitivitydetection；extractionarithmetic；imagelogging0引言要求，但计算误差较大。针对这一缺点，首次提出线性逼近算微电阻率成像(简称微电成像)测井仪是一种较为重要的法和牛顿拉夫逊相结合的算法，该算法能够在满足实时处理要成像测井仪，该仪器在多个极板上分别安装有若干

6、个间距很小求的同时，较大程度地提高开方运算的精度，从而提高成像质的钮扣电极。当电极向井壁地层发射交变电流时，电流强度会量，进而可反映出更多的地层信息。随着电极所接触的岩石电阻率的变化而变化，从而通过刻度生1数字相敏检波的基本原理成电阻率井壁灰度或彩色图像。这些图像在识别裂缝、分析薄设被测信号与参考信号分别为层及储层评价方面起到了重要作用，因此，微电阻率成像测井s(￡)：Vco(∞。+)(1)日益受到地质学家的关注⋯。，1、r(t)=cos(0t)+／sin(∞ot)／微电成像测井仪采集到的原始信号为交变信号，因而需要式中：为

7、信号幅值；0为信号初相位。对该信号进行相敏检波。传统微电成像测井仪采用的是模拟由被测信号与参考信号的互相关函数求得相敏检波，电路主要由模拟乘法器和低通滤波器构成，而由于(0)=Vcos(0)／2一iVsin(0)／2(3)乘法器的温度漂移、低通滤波器有限的积分时间及各种噪声的定义同相分量为影响，模拟相敏检波的精度很难做到很高。针对模拟相敏检波U=Re[R(0)]=Vcos(0)／2(4)存在的问题，目前主要用数字相敏检波技术，且其在处理速度和检测精度方面已表现示出明显的优势。不过数字相敏检波正交分量为中的开方算法一直是个难点

8、，再加上成像测井数据量大、需b=Im[R(0)]=一Vsin(0)／2(5)对信号经行M×N次采样，为采样周期数，Ⅳ为单周期采样实时处理的特点，使得快速开方算法成为数字相敏检波中一个重要的研究对象。目前该系统采用的开方算法为线性逼近算次数，由采样间隔t=ro／N=2w／(。N)，得采样序列