CN105988045A - 侧向测井仪中的校准电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种侧向测井仪中的校准电路，电路简单，校准误差小。本发明的侧向测井仪中的校准电路，校准电路包括校准电阻（R1～R5）、校准开关（SW1、SW2）、运算放大电路（OP）和带通滤波器（BPF）；在校准模式下，预定的校准信号（VCAL1、VCAL2）通过校准电阻（R1～R5）分压而生成用于校准的多个电压信号（V1～V4），多个电压信号（V1～V4）经由校准开关（SW1、SW2）输入运算放大电路（OP），再经由带通滤波器（BPF）输出到校准电路的外部；根据多个电压信号（V1～V4）和由带通滤波器输出的电压（VOUT），能得到用于校准的线性参数（K、B）。

Description

侧向测井仪中的校准电路

技术领域

本发明涉及侧向测井仪中的校准电路。

背景技术

校准是侧向测井仪中非常重要的环节，校准电路的精确程度直接影响到侧向测井仪的性能。

图2为现有侧向测井仪中的校准电路的示意图。如图2所示，现有侧向测井仪中的校准电路包括电阻R1、R2、R3，变压器T1、T2、T3，深电流源，Vod/Vos测量单元，Iod/Ios测量单元等。根据由Vod/Vos测量单元测量出的Vod或Vos和由Iod/Ios测量单元测量出的Iod或Ios，以及电路的线性参数，进行计算，从而深浅侧向分别得到真实（实际）的电压和电流。

深侧向测量电压与真实电压之间的关系如下：

Vd=Kvd*Vod+Avd （式1）

其中，Vd表示深侧向真实电压，Vod表示深侧向测量电压，Kvd和Avd为线性参数。

深侧向测量电流与真实电流之间的关系如下：

Id=Kid*Iod+Aid （式2）

其中，Id表示深侧向真实电流，Iod表示深侧向测量电流，Kid和Aid为线性参数。

浅侧向测量电压与真实电压之间的关系：

Vs=Kvs*Vos+Avs （式3）

其中，Vs表示浅侧向真实电压，Vos表示浅侧向测量电压，Kvs和Avs为线性参数。

浅侧向测量电流与真实电流之间的关系：

Id=Kis*Ios+Ais （式4）

其中，Id表示浅侧向真实电流，Iod表示浅侧向测量电流，Kid和Aid为线性参数。

以图2为例的现有侧向测井仪中的校准电路通常较为复杂，校准误差较大，因此需要更为简单、精确的校准电路。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种侧向测井仪中的校准电路，电路简单，校准误差小。

本发明德侧向测井仪中的校准电路，其特征在于，所述校准电路包括校准电阻、校准开关、运算放大电路和带通滤波器；在校准模式下，预定的校准信号通过所述校准电阻分压而生成用于校准的多个电压信号，所述多个电压信号经由所述校准开关输入所述运算放大电路，再经由所述带通滤波器输出到所述校准电路的外部；根据所述多个电压信号和由所述带通滤波器输出的电压，能得到用于校准的线性参数。

另外，在本发明的侧向测井仪中的校准电路中，在所述校准模式下，通过至少两次施加不同的校准信号，得到所述线性参数。

另外，在本发明的侧向测井仪中的校准电路中，按照下式得到所述线性参数：

Vch=K*VOUT+B （式8）

其中，Vch表示在所述校准模式下分压生成的所述多个电压信号每两个电压信号之差的总和，K和B表示所述线性参数，VOUT表示在所述校准模式下由所述带通滤波器输出的电压；所述多个电压信号为偶数个。

另外，在本发明的侧向测井仪中的校准电路中，在所述测井模式下，从所述校准电路外部输入的信号经由所述校准开关输入所述运算放大电路，再经由所述带通滤波器输出到所述校准电路的外部。

根据本发明的侧向测井仪中的校准电路，电路被简化，更为简单，校准误差小，更为精确。

附图说明

图1为本发明的侧向测井仪中的校准电路的示意图。

图2为现有侧向测井仪中的校准电路的示意图。

具体实施方式

本发明的侧向测井仪中的校准电路用于在测井前对采集电路等进行校准，一般先在校准模式下得到相关电路的线性参数，然后再进入测井模式，使用所得到的线性参数和实际测量的信号就可准确计算出采集信号的大小，例如计算出真实电压值。

下面，参照附图对本发明的侧向测井仪中的校准电路进行详细的说明。

如图1所示，本发明的侧向测井仪中的校准电路包括校准电阻R1、R2、R3、R4、R5，校准开关SW1、SW2，运算放大电路OP和带通滤波器BPF。另外，图1还示出与本发明的校准电路相连接的ADC（模数转换）采集电路10。

首先，本发明的校准电路在测井前对相关电路进行校准，为此先进入校准模式，得到相关电路（以下有时也称作“采集通道”，包括校准电路的运算放大电路OP和带通滤波器BPF）的线性参数K和B。

当侧向测井仪处于校准模式时，模拟开关SW1、SW2的导通和关断与图1所示相反。此时，根据采集电路的增益预先设定且由校准电路产生的校准信号VCAL1和VCAL2，通过作为分压电阻的电阻R1～R5分压后产生用于校准的电压信号即电压V1～V4。电压V1～V4可以通过已知的校准信号VCAL1、VCAL2和电阻R1～R5求出。

电压V4通过模拟开关SW1输入运算放大器OP的一个“+”输入端口，电压V3通过模拟开关SW1输入运算放大器OP的一个“-”输入端口，电压V2通过模拟开关SW2输入运算放大器OP的另一个“-”输入端口，电压V1通过模拟开关SW2输入运算放大器OP的另一个“+”输入端口。然后，经由运算放大器OP，从带通滤波器BPF输出VOUT，由ADC采集电路10采集。

之后，改变校准信号VCAL1和VCAL2，再次分压生成不同于上次的电压V1～V4，ADC采集电路10再次采集从带通滤波器BPF输出的VOUT。

经过两次改变校准信号VCAL1和VCAL2，按照如下的式5可得到采集通道的两个线性参数K、B。

(V4-V3)+(V1-V2)=K*VOUT+B （式5）

其中，VOUT表示校准模式下校准电路的输出电压，K和B为线性参数。

接着，在本发明的校准电路对采集通道进行校准，得到采集通道的线性参数K和B之后，就可以进入测井模式进行测井。

当侧向测井仪处于测井模式时，模拟开关SW1、SW2的导通和关断与图1所示相同。此时，从外部输入的模拟信号M1通过模拟开关SW1输入运算放大器OP的一个“+”输入端口，模拟信号M2通过模拟开关SW1输入运算放大器OP的一个“-”输入端口，模拟信号M1'通过模拟开关SW2输入运算放大器OP的另一个“+”输入端口，模拟信号M2'通过模拟开关SW2输入运算放大器OP的另一个“-”输入端口。然后，经由运算放大电路OP，从带通滤波器BPF输出VOUT，由外部的ADC采集电路10进行采集。

其中，模拟信号M1、M2、M1'、M2'例如为正弦波的混频信号，是外部输入到校准电路中的。根据在校准模式下得到的采集通道的线性参数K、B，以及在测井模式下从带通滤波器BPF输出的VOUT，并参照式5，按照如下的式6，可以计算出（M1-M2）+(M1’-M2’)，求出输入的实际信号。

（M1-M2）+(M1’-M2’)=K*VOUT+B （式6）

其中，VOUT表示测井模式下校准电路的输出电压，K和B为线性参数。

图1所示的校准电路，相比于现有技术，本发明的校准电路简单，校准误差小。

以上，参照图1说明了本发明的侧向测井仪中的校准电路，但图1仅为一个实施例，本领域的技术人员当然可以根据需要，按照本发明的发明主旨，对实施例进行变化和简单替换。

举例而言，在图1所示的校准电路中，校准信号为2个（VCAL1、VCAL2），校准电阻为5个（R1～R5），模拟开关为2个（SW1、SW2），输入的模拟信号为4个（M1、M2、M1'、M2'），但当然可以为其它数量，并根据数量的改变对其它相关部件进行修改。

例如，调整校准电阻的数量，使校准信号VCAL1和VCAL2通过作为分压电阻的校准电阻分压后产生6个用于校准的电压信号即电压V1～V6，同时适应性地调整其它相关部件的数量。此时，参照如上的式5，按照如下的式7可得到采集通道的两个线性参数K、B。

(V6-V5)+(V4-V3)+(V1-V2)=K*VOUT+B （式7）

也就是说，当分压后产生偶数的多个用于校准的电压信号时，按照如下的式7可得到采集通道的两个线性参数K、B。

Vch=K*VOUT+B （式8）

其中，Vch表示在校准模式下分压产生的偶数的多个用于校准的电压信号每两个电压信号之差的总和，K和B表示线性参数，VOUT表示在校准模式下由采集电路采集到的校准电路的输出。

以上结合附图对本发明的优选实施方式进行了详细说明。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种侧向测井仪中的校准电路，其特征在于，

所述校准电路包括校准电阻（R1～R5）、校准开关（SW1、SW2）、运算放大电路（OP）和带通滤波器（BPF）；

在校准模式下，预定的校准信号（VCAL1、VCAL2）通过所述校准电阻（R1～R5）分压而生成用于校准的多个电压信号（V1～V4），所述多个电压信号（V1～V4）经由所述校准开关（SW1、SW2）输入所述运算放大电路（OP），再经由所述带通滤波器（BPF）输出到所述校准电路的外部；

根据所述多个电压信号（V1～V4）和由所述带通滤波器输出的电压（VOUT），能得到用于校准的线性参数（K、B）。

2.如权利要求1所述的侧向测井仪中的校准电路，其中，

在所述校准模式下，通过至少两次施加不同的校准信号（VCAL1、VCAL2），得到所述线性参数（K、B）。

3.如权利要求1或2所述的侧向测井仪中的校准电路，其中，

按照下式得到所述线性参数：

Vch=K*VOUT+B （式8）

其中，Vch表示在所述校准模式下分压生成的所述多个电压信号每两个电压信号之差的总和，K和B表示所述线性参数，VOUT表示在所述校准模式下由所述带通滤波器输出的电压；所述多个电压信号为偶数个。

4.如权利要求1或2所述的侧向测井仪中的校准电路，其中，

在所述测井模式下，从所述校准电路外部输入的信号（M1、M2、M1’、M2’）经由所述校准开关（SW1、SW2）输入所述运算放大电路（OP），再经由所述带通滤波器（BPF）输出到所述校准电路的外部。