CN212989685U - 一种偶极发射换能器测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及应用地球物理测井技术领域，具体为一种偶极发射换能器测试装置。包括数据处理和检测系统、模拟信号处理和采集系统、接收阵列，所述接收阵列依次与模拟信号处理和采集系统、数据处理和检测系统通讯连接，所述接收阵列由多个接收换能器组成。通过将接收阵列中的每个接收换能器涂抹耦合剂后固定于仪器上，来接收发射换能器发出的模拟信号，然后对该信号进行处理、分析，实现发射换能器的在线检测。

Description

一种偶极发射换能器测试装置

技术领域

本实用新型涉及应用地球物理测井技术领域，具体为一种偶极发射换能器测试装置及方法。

背景技术

探测地层的各向异性对非常规油气开发有重要的作用，地层的各向异性成因有两大类：一类由地层本身的定向裂缝或者交互层理引起，一类是由偏置的地应力引起。因此识别地层的各向异性可以探测地层的裂缝或所受的地应力。现阶段，在测井中一般采用交叉偶极子所测量的四分量数据通过反演得到地层的各向异性参数。要获得准确的地层各向异性参数，要求偶极声源和接收器是对称的。为了确保换能器的对称性，一般都是在大型水池中进行换能器的指向性测量，虽然该方法测量精度较高，但是测量费时而且成本较高，适合于换能器的出厂检验。换能器特别是发射换能器在使用过程中，可能会发生各种损坏，从而导致其性能下降和对称性受损。因此，有必要在仪器下井前对发射换能器进行检测，确保换能器完好后再进行下井测量。

实用新型内容

为克服现有换能器水池测试技术的不足，本实用新型提出一种偶极发射换能器测试装置及方法。采用该装置，可以在不拆卸仪器的情况下，实现对发射换能器性能的检测。降低了换能器性能测试的工作量，且节约了水池检测的成本和时间。

其技术方案如下：

一种偶极发射换能器测试装置，包括数据处理和检测系统、模拟信号处理和采集系统、接收阵列，所述接收阵列依次与模拟信号处理和采集系统、数据处理和检测系统通讯连接，所述接收阵列由多个接收换能器组成。

所述数据处理和检测系统由显示装置、数字图像处理模块、工控机组成；所述模拟信号处理和采集系统由高速通信端口、FPGA模块、数据缓存模块、AD转换模块、模拟信号处理模块组成；接收阵列与模拟信号处理模块通讯连接；所述模拟信号处理模块依次通讯连接AD转换模块、数据缓存模块，所述FPGA模块分别与数据缓存模块、AD转换模块、模拟信号处理模块通讯连接，所述高速通信端口分别通讯连接FPGA模块和工控机；所述工控机分别通讯连接显示装置、数字图像处理模块，所述数字图像处理模块和显示装置通讯连接。

一种偶极发射换能器测试方法，包括步骤：

步骤一，将测试系统的接收换能器涂抹耦合剂并固定在每个发射换能器的透射窗上；

步骤二，连接仪器并按要求对仪器进行供电，发射换能器开始工作；

步骤三，接收换能器采集各发射换能器发出的模拟信号；

步骤四，步骤三采集的模拟信号经模拟信号处理模块、AD转换模块、数据缓存模块转换为数字信号并传输至FPGA模块。

步骤五，FPGA模块接收步骤四产生的数字信号并对该信号进行整理分析，再由高速通信端口传输至工控机。

步骤六，工控机对接收的数字信号传输至数字图像处理模块，由数字图像处理模块将数字信号转换为图像信号传输至显示模块显示。

步骤七，对显示的信号进行分析，评价各换能器的工作状态。

进一步的，依次旋转接收换能器，对发射换能器信号进行多次采集，将不同次测量结果经过到时校正后相加，再进行比较。

更进一步的，所述步骤七中，对所采集到的信号既可以与前期测量的信号进行比较判断换能器性能变化，同时也可以比较不同方位记录的信号判断换能器的对称性。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的检测装置体积较小，便于携带。而且由于测量时接受装置与发射换能器直接耦合，不需要再专门的水池环境中，可以快速方便地在仪器调试车间和测井现场完成对仪器的检测；

2、本实用新型的检测装置不需要将被检测的换能器从仪器中拆离出来，实现发射换能器的在线检测。

附图说明

图1是系统测量框图；

图2为一个测量实例图；

图3为另一个测量实例图；

图4为不同方位下同一发射器测量的波形图；

图中：101数据处理和检测系统，102模拟信号处理和采集系统，103接收阵列，1011显示模块，1012数字图像处理模块，1013工控机，1021高速通信端口，1022 FPGA模块，1023数据缓存模块，1024 AD转换模块，1025模拟信号处理模块，1031接收换能器，104，待检测发射换能器。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本实用新型的原理和实施效果做进一步的详细描述。

如图1所示，一种偶极发射换能器测试装置，其组成部分如下：

组成101：数据处理和检测部分，其具体组成如下：

（1011）实时显示采集的波形，处理软件得出的结论；

（1012）对采集的数据进行处理，并反馈处理的结果；

（1013）控制系统的核心部件，其负责接收采集系统传输的数据，并给（1012）提供支撑，驱动（1011）显示。

组成102：模拟信号处理和采集系统部分，其具体组成如下：

（1021）将采集的数据实时传输到（101）的高速通信端口；

（1022）FPGA控制整个（102）模块的工作；

（1023）缓存采集到的数据；

（1024）实现对模拟信号的模数转换；

（1025）从（103）接收到原始的模拟信号，然后在（1022）的控制下，将信号调整到一个合适的幅度范围内；

组成103：接收阵列，其组成如下：

（1031）由4个或者8个接收换能器组成，用于接收发射换能器发射出来的声波信号。

一种偶极发射换能器测试方法是将测试装置的接收换能器涂抹耦合剂并固定在每个发射换能器的透声窗上；将仪器正常连接上电并开始工作；检测装置采集每个发射换能器的信号；对采集的信号进行分析处理。

如图2所示，本检测装置测量的一个发射换能器在水平方向的信号图，可以作为换能器出厂的一个标准参考信号。

如图3所示，本检测装置测量的另一个发射换能器在水平方向的信号图，可以作为该换能器出厂的一个标准参考信号。

如图4所示，本检测装置测量的一个发射换能器在不同方位的测试结果，可以用来评定发射换能器在不同方向上的一致性。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (5)

1.一种偶极发射换能器测试装置，其特征在于：包括数据处理和检测系统、模拟信号处理和采集系统、接收阵列，所述接收阵列依次与模拟信号处理和采集系统、数据处理和检测系统通讯连接，所述接收阵列由多个接收换能器组成。

2.根据权利要求1所述的一种偶极发射换能器测试装置，其特征在于：所述数据处理和检测系统由显示装置、数字图像处理模块、工控机组成，所述工控机分别通讯连接显示装置、数字图像处理模块，所述数字图像处理模块和显示装置通讯连接。

3.根据权利要求2所述的一种偶极发射换能器测试装置，其特征在于：所述模拟信号处理和采集系统由高速通信端口、FPGA模块、数据缓存模块、AD转换模块、模拟信号处理模块组成。

4.根据权利要求3所述的一种偶极发射换能器测试装置，其特征在于：接收阵列与模拟信号处理模块通讯连接。

5.根据权利要求4所述的一种偶极发射换能器测试装置，其特征在于：所述模拟信号处理模块依次通讯连接AD转换模块、数据缓存模块，所述FPGA模块分别与数据缓存模块、AD转换模块、模拟信号处理模块通讯连接，所述高速通信端口分别通讯连接FPGA模块和工控机。

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