基于方波脉冲激励的电导率测量方法

采用方波脉冲信号作为激励获取导电介质的电阻抗信息时,方波信号频谱中高次谐波的幅值衰减一直是难以克服的问题。对一阶阻容型传感系统添加电感或电容元件构成二阶谐振单元,在激励信号的上、下沿处会出现自由衰减振荡信号,可使激励信号频谱在谐振单元的谐振频率附近得到增强。通过测量方波下降沿处自由衰减振荡信号第一个波峰的峰值电压,即可得到谐振单元中等效电阻的测量值。实验结果表明:这种检测方式只需要数字电路产生固定频率的方波激励信号,即可实现30kHz~1MHz范围内的电阻测量,可用于电解质溶液、水、人体皮肤等介质电导率的有线及无线测量。     

低抖动高线性压控振荡器设计与仿真分析

设计一种应用于锁相环(PLL)电路的压控振荡器(VCO).该电路采用浮空电容结构,相对传统接地电容结构,可提高电容充放电幅值,减小时钟抖动.快速电平检测电路,使电路在未采用反馈和补偿的前提下,减小环路延时,从而实现高线性.电路采用CSMC 0.6 μm CMOS标准工艺库实现.仿真结果表明:振荡频率为0.79,24,30 MHz时的相位噪声达到-128,-122,-120 dBc·Hz^-1@1 MHz.通过调节外接电阻电容,使得电路在3~6 V电源电压下,输出100.0~3.0×10⁷ MHz的矩形波,电路兼具低相位噪声和高线性特性.     

岩芯电容率特征研究及其在流体识别中的应用

由于频散影响因素多,产生机理不清,并且测井时其实部和虚部的计算存在错误,导致了"实部不实,虚部不虚"的结果,制约了复电阻率测井技术在油田的应用和发展。对油田大量岩芯的实验测量发现,地层的电容率信号对油气的响应更显著:NaCl溶液的电容随着测量极板距离的增加按负平方关系减小;随着溶液浓度的增加按平方关系增加;随着频率的增加按负幂指数规律减小。NaCl溶液电阻率和电容率对比发现,相同条件下,电容率的变化率比电阻率明显,从而证明了地层电容率比电阻率对地层压力、孔隙度、流体矿化度和饱和度等地层参数响应更敏感。基于这样一个发现,仿照阿尔奇公式,建立了以电容率为核心参数的含水率和矿化度计算公式,进而识别流体类型。油田双侧向电阻率测井实际资料证明,利用电容率信号可以更好地识别地层流体。     

低含液率气液两相钝体绕流实验与机理

气液两相钝体绕流现象广泛存在于生产实践和社会生活中,其中气相中含少量液体是常见的两相流现象.通过实验,研究了常压下50,mm口径水平圆管中低含液率气液两相钝体绕流的涡街现象,就含液率对涡街信号的频率与幅值的影响进行比较分析,应用消除趋势波动法(DFA)对涡街信号进行处理,得到液相体积含率0.1%,左右是本实验条件下能产生稳定涡街的分界点.对实验流型——环状流进行了动力学分析,得到气、液相惯性力之比和液相韦伯数随含液率的变化规律,并从液相的分布与运动及气相夹带液滴对漩涡能量影响两方面,分析了涡街失稳的机理.最后利用拟合的两相斯特劳哈尔数和含液率之间的线性关系,使涡街在湿气及低含液率下的测量误差从6.37%,减小到2.03%,,对实际工程测量有一定的指导意义.     

电磁层析成像中激励电流频率的选择

电磁层析成像技术中激励电流的频率影响硬件电路的设计难度和图像重建质量,根据高频电流的趋肤效应和趋肤深度的计算方法,总结出不同被测介质的激励频率规律。简单介绍了电磁层析成像技术的优点,根据其物理模型和高频电流趋肤效应计算方法,绘制激励电流频率和非导磁性介质导电率、趋肤深度的关系,给出了常见不同材质被测物激励频率的大致范围,并比较了相同被测物、相同物场空间位置和相同激励-检测方向下,不同频率激励电流下获得的图像重建结果,得出结论,金属需要较低的激励频率,kHz或者更小。而像生物组织和含水物体等电导率介质,需要MHz范围的频率。     

MTT检测超声激活血卟啉对SW-480细胞的杀伤作用

采用1.1、1.6、2.3MHz频率聚焦超声结合血卟啉的方式对体外培养的人结肠癌细胞SW 480进行照射,其介质分别为NaCl溶液、RPMI1640、完全培养基,用MTT法测试了SDT对肿瘤细胞的杀伤效果.结果表明,SW 480细胞在声照强度为1.5W/cm2,频率2.3MHz条件下,介质为NaCl溶液、RPMI1640和完全培养基中都存在超声激活血卟啉增强杀伤肿瘤细胞的效果,且在RPMI1640和完全培养基中这种效果和处理后细胞孵育的时间有一定的相关性.     

电容层析成像系统中未知介电常数时测量数据的归一化处理

电容层析成像系统重建图像前要对电容测量值进行归一化处理.对于已知介电常数的成像对象,电容测量值采用0-1校验法进行归一化处理;对于未知介电常数的成像对象,电容测量值采用仿真校验法进行归一化处理,仿真结果表明,可获得很好的重建图像质量.     

无线无源LC谐振式位移传感技术研究

对无线无源LC谐振式位移传感技术进行了研究,运动的介质进入电容极板使电容量发生改变,进而使LC谐振频率发生改变,通过谐振频率值来推测介质进入电容极板的位移,通过制作PCB位移传感模型并对该模型进行天线无源扫频信号测试,测试结果表明LC谐振频率随着介质位移的增加而单调减小,而且在介质10 mm的位移量内,传感器谐振频率发生了17.5 MHz的变化。实验中由于电容边缘效应和电感寄生电容的影响,测试值与理论推导值有一定的偏差。     

双环路电流模式正弦振荡器的CCⅡ实现

为获得高频率、高精度、高稳定度和易集成的电流模式正弦振荡器,以基本RC网络的带通、低通特性为基础, 利用3个CCⅡ设计双环路电流模式正弦振荡器,该电路的振荡频率大于2 MHz.振荡幅度与振荡频率可独立调节,振荡频率取决于电阻比,因而输出频率的精度高、稳定度高.一电容接地,另一电容"虚地",电路易集成.电路的频谱选择性较好.计算机仿真结果证明该滤波器正确有效.     

混合介质低频介电增强效应的等效电容模型

针对油气开采时岩石等混合介质在低频段出现的介电增强现象影响测井数据准确性的问题,提出一种混合介质低频介电增强效应的等效电容(CMEC)模型。首先根据储油层岩石电参数特性建立层状含膜介质模型,并将其等效为集总电路形式进行介电谱分析;同时给出3层含膜介质的电势分布,由此分析膜层电导率及膜层厚度对介电增强特性的影响。分析结果表明:等效介电常数在低频段的增强是电容模型有效厚度在低频段减小引起的,而其增强幅度和薄膜参数之间存在着定量关系;由于CMEC模型计算含膜介质介电谱时引入的模型参数相对较少,运算量约为有限差分算法等数值模拟方法的10%。该模型可为油田地质结构的低频介电测量提供准确依据。