[發明專利]一種超深電阻率的測量裝置

有效

• 申請號: 202011031051.2
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN112160744B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 管國云;陳涌頻;孫向陽;胡俊;聶在平
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: E21B47/12
• 分類號: E21B47/12;G01V3/30
• 代理公司: 四川雍和道知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 51348
• 代理人: 肖芳

1.一種超深電阻率的測量裝置，其特征在于，包括：

測量控制模塊（3），作為整個測量裝置的控制中心，使能功率發射控制模塊（2）輸出某一固定頻率的正弦波發射信號，并且對采樣后的測量數據進行DPSD數字相敏檢波換算，得出最終的電阻率數據，并與主控存儲模塊（4）進行通訊，實時上傳數據至主控存儲模塊（4）FLASH中保存；

功率發射控制模塊（2），用于接收正弦波發射信號，并通過大功率D類功放將1KHz-60KHz正弦波信號轉換成PWM脈寬調制波再通過功放內部集成的功率H橋輸出至LC低通濾波調諧電路，最終將放大后的發射信號輸出至發射天線（1）；

發射天線（1），用于接收放大后的功率發射信號，并在地層里激勵出周期性大功率的正弦波電流信號；

信號調制總線（5），為單芯電纜，輸送32V電源，同時又作為各模塊之間的通訊載體并且還傳播周期性的同步脈沖；

主控存儲模塊（4），用于實時監測信號調制總線（5）上的命令，將對應的啟動命令發送至測量控制模塊（3），開啟測量后，將實時接收到得測量數據保存在FLASH中；

第一接收模塊（6），用于采集接收天線RX1（7）輸出的信號，信號經ADC模數轉換及采樣疊加后通過信號調制總線（5）以信號調制通訊的形式回傳至測量控制模塊（3）；

第二接收模塊（8），用于采集接收天線RX2（9）輸出的信號，信號經ADC模數轉換及采樣疊加后通過信號調制總線（5）以信號調制通訊的形式回傳至測量控制模塊（3）；所述發射信號經過信號比較電路后輸出同頻的同步脈沖信號至信號調制總線（5），觸發各接收模塊進行接收處理，使各接收模塊對信號的接收與處理同時進行，實現信號接收與數據處理在時序上的同步；

所述功率發射控制模塊（2）包括單片機、外圍電路、RS485通訊模塊、信號控制開關、D類功放集成電路、功率調整電路、電源控制開關、信號比較電路和LC低通濾波調諧電路；

所述信號控制開關的輸入端接發射信號，所述單芯電纜電源輸入端連接有電源轉換模塊，所述單片機、電源控制開關、D類功放集成電路及調諧電路順次連接，所述RS485通訊模塊通過RS485總線與所述單片機連接，所述外圍電路的輸出端連接于所述單片機的輸入端，所述信號比較電路輸入端連接LC低通濾波調諧電路的輸出，其輸出端與單芯電纜連接，所述功率調整電路的輸入端與單片機相連，其輸出端接D類功放集成電路，所述電源控制開關的輸出端連接D類功放集成電路的輸入端，其輸入端分別與單片機及單芯電纜電源輸入連接，D類功放集成電路的輸出端與LC低通濾波調諧電路輸入端連接；

所述LC低通濾波調諧電路分別與所述發射天線（1）以及信號比較電路連接，所述RS485通訊模塊通過RS485總線與測量控制模塊（3）連接，所述信號比較電路與所述LC低通濾波調諧電路輸出的發射信號進行比較，輸出與所述發射信號同頻的脈沖信號，所述同頻的脈沖信號作為同步脈沖信號輸出至所述信號調制總線（5），所述同步脈沖信號通過所述信號調制總線（5）傳輸至各接收模塊，用于觸發各接收模塊對發射信號的同步接收與處理；

所述測量控制模塊（3）、主控存儲模塊（4）、第一接收模塊（6）、第二接收模塊（8）都掛接在信號調制總線（5）上，每個模塊都有自己的獨立地址；將各電路模塊分成若干儀器短節然后再進行拼接，所述單芯電纜作為信號調制總線（5）給各儀器串輸送電源的同時也能充當通訊的載體，用來收發命令、傳送數據以及傳送周期性的同步脈沖；下井作業時，根據不同需要安裝不同的儀器短節，各短節之間直接可互換位置，同時也能根據需要調節發射天線短節與接收天線短節之間的距離，匹配不同的探測深度；

所述測量控制模塊（3）通過信號調制總線（5）以信號調制通訊的形式接收第一接收模塊（6）和第二接收模塊（8）采樣數據，對各頻率接收數據進行DPSD數據處理與換算，得出接收信號的幅度比與相位差，換算出地層電阻率的結果并將所有數據通過485總線上傳至主控存儲模塊（4）的FLASH中保存；

所述主控存儲模塊（4）、測量控制模塊（3）、功率發射控制模塊（2）及發射天線（1）順次連接，所述功率發射控制模塊（2）通過RS485總線與測量控制模塊（3）連接，所述測量控制模塊（3）通過RS485總線與主控存儲模塊（4）連接，所述測量控制模塊（3）的輸入端分別與第一接收模塊（6）及第二接收模塊（8）的輸出端連接，所述收天線RX1的輸出端與所述第一接收模塊（6）的輸入端連接，所述收天線RX2的輸出端與所述第二接收模塊（8）的輸入端連接，所述功率發射控制模塊（2）每發射一個信號周期便產生一個同步脈沖至單芯電纜，所述同步脈沖觸發各接收模塊進行接收處理，使各接收模塊對信號的接收與處理同時進行，實現信號接收與數據處理在時序上的同步。