数字相敏检波技术在微电成像测井仪中的应用.pdf

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1、2010焦仪表技术与传感器2010第2期InstrumentTechniqueandSensorN0-2数字相敏检波技术在微电成像测井仪中的应用孔力，石军，徐方友，刘家玮(1．华中科技大学控制科学与工程系，湖北武汉430000；2．中国石油集团测井有限公司，陕西西安710045；3．郑州轻工业学院河南省信息化电气重点实验室，河南郑州450002)摘要：研究了数字相敏检波技术在微电阻率成像测井仪中的应用。介绍了数字相敏检波的基本原理，分析了该算法的频率特性，得出采样周期数与单周期采样次数对检波系统的影响规律。给出微电成像采集系统硬件电路设计框图和基于DSP的数字相敏检波

2、算法程序流程图，给出实验结果。与传统的基于模拟相敏检波的采集系统进行比较，数字相敏检波具有明显的优越性。不仅提高了整个系统的可靠性并为该仪器的进一步改进提供了方便，同时提高了检测精度。关键词：数字相敏检波；频率响应；成像测井中图分类号：TM933．3文献标识码：A文章编号：1002—1841(2010)02—0034—03DPSDTechniqueApplicationtoMicroConductionImageLoggingToolKONGLi，SHIJun，XUFang．you，LIUJia。wej1(1．HuazhongUniversityofSdenceand

3、Technology，Wuhan430000，China；2．ChinaPetroleumloggingCo．，Ltd，Xi’all710045，China；3．KeyLabofInformationElectricApparatusofHenanState，ZhengzhouUniversityofLightIndustryZhengzhou450002，China)Abstract：Theuseofdigitalphasesensitivityinmicroconductionimageloggingtoolwasstudied．Thebasictheoryand

4、fre—quencycharacteristicofDPSDwereintroduced，theeffectofnumberofsamplingperiodandthenumberofsamplinginaperiodWasachieved．ThedesignoffunctioncircuitsandrealizationofarithmeticbasedonDSPweredescribedindetail．Theresultsindicatethatthedigitalphasesensitivitydetectionisbetterthananalogdetect

5、ion．Thedesignimprovesthetool’Sreliabilityanddevotetotheprogressingofmicroconductionimageloggingtoo1．Keywords：digitalphasesensitivitydetection；frequencyresponse；imaginglogging0引言设被测信号与参考信号分别为微电阻率成像测井仪是较为重要的一种成像测井仪，该仪s(t)=Vcos(I．O0t+0)(1)器在多个极板上分别安装有若干个间距很小的钮扣电极，当电r(t)：cos(0t)+isin(0t)(2)

6、极向井壁地层发射交变电流时，电流强度会随着电极所接触岩式中：为信号幅值；为信号初相位。石电阻率的变化而变化，从而通过刻度可生成电阻率井壁图由被测信号与参考信号的互相关函数求得像。这些图像在识别裂缝，分析薄层及储层评价方面起到了重(0)=Vc伽一isin(3)要作用。因此微电阻率成像测井日益受到地质学家的关注⋯。传统微电阻率成像测井仪采用的是模拟相敏检波，电路主定义同相分量为要由模拟乘法器和低通滤波器构成，由于乘法器的温度漂移、。：Re[R(0)]=善。s(4)低通滤波器有限的积分时间及各种噪声的影响，模拟相敏检波精度很难做到很高。同时该检波电路需要模拟参考信号，电路正

7、交分量为较复杂，功耗相对较高。针对模拟相敏检波存在的问题，文中b：Im[。(0)]：一sin()(5)采用数字相敏检波进行检测，检测精度得到了明显提高，且信对信号经行M×N次采样，M为采样周期数，Ⅳ为单周期号线性度有所改善。另外，数字相敏检波过程在DSP内部通过采样次数，由采样间隔t=To／N=2w／(WoN)，得采样序列软件完成，且无需参考信号产生电路。简化了电路，节约了成本，电路功耗更低。今后还可借助更加先进的数字信号处理算s(f)：in((6)法提高对信号的检测精度。参考信号序列为1数字相敏检波基本原理1．1数字相敏检测原理r(fos()+is