距离数字显示在脉冲超声多普勒血流检测中的应用

1 工作原理及电路组成图给出电路原理框图.以工作发射频率为时钟脉冲,调制脉冲作为闸门开启时间,将调制脉冲予以延迟作为接收信号的选通脉冲来关闭闸门,这个时间就是声脉冲从换能器发射到采样点,再回到接收换能器所经过的时间,用这个时间来控制时钟脉冲予以汁数、寄存、译码,以数字形     

基于串行总线的多极子阵列声波接收电路设计

设计了一种用于石油仪器的多极子阵列声波接收电路.这种电路由信号缓冲、信号合成、模式选择、两级带通滤波电路、程控衰减与放大电路等组成,它能把接收换能器接收到的信号组合形成单、偶极及四极子声波信号,从而实现对声波信号的接收、合成、滤波和程控衰减与放大.测试结果表明,这种电路简化了声系结构设计,放大和滤波功效显著,且干扰小,结构紧凑,升级灵活,扩展方便,控制简单,指标先进,比较适合高性能井下设备使用.     

一种用于多界面大声程目标体的超声检测电路

多界面大声程目标体检测是超声检测中的难题,由于声程长、反射界面多,导致有效检测声能的大幅衰减,以致常规超声收发系统无法胜任该项工作.针对这一问题,本文设计了一种用于多界面大声程目标体的超声检测电路,该系统发射电路利用555定时器产生长延时的控制脉冲,对电容进行充放电控制,得到超声换能器的高能长延时激励脉冲,回波接收电路主要由电压跟随器,两级放大电路和带通滤波电路组成,以便有效接收回波信号.通过1 500mm钢管液位测量实验得到系统测量的平均相对误差为0.47%,表明该设计对于多界面大声程超声测量具有较高的精度.     

声频谱测井仪器的研制和野外实验

研制成功的声频谱测井仪器在井下发射和接收三种频率的声波信号,其中发射和接收20kHz声波信号的声系有一个发射和四个接收探头,源距为2.1~2.568m,间距为0.156m;发射和接收40kHz声波信号的声系由一个发射和两个接收探头组成,源距1.0~1.5m,间距0.5m;发射和接收10kHz声波信号的声系由一个发射和两个接收探头组成,源距为2.168~2.668m,间距0.5m.用三种不同的频率的声波进行测量记录目的是获得井壁径向深度不同处介质的声学信息,而且不同频率的声波信号在岩石中传播过程中频谱变化也是井壁岩层的可用声学信息.在井下的信息采集、数据传输、地面记录和监控全部由计算机控制.该仪器已经在大庆油田的三口井中成功的进行了野外实验.     

一种具有甩尾功能的高压脉冲产生电路

针对声波高压激励信号存在余波震荡现象,影响换能器工作效率的实际问题,以美国IR公司生产的高压悬浮驱动器IR2110为核心器件,设计了一种具有甩尾功能的高压脉冲产生电路。首先介绍了高压脉冲产生电路的工作原理,之后从器件选型、电路参数计算、实验测试等方面详细阐述了充放电电路、发射及甩尾电路的设计过程,最后对实验结果进行了对比分析。实验结果表明,电路所输出高压脉冲的幅度和脉宽均可精确调节,脉冲边沿陡峭,宽度清晰可见,无拖尾现象,满足工程实际需求。     

随钻声波测井关键技术研究进展

声波测井技术作为地层评价的重要手段已经逐步从电缆测井向随钻测井过渡,未来随钻声波测井在油气勘探开发中将发挥重要的作用。以随钻声波测井关键技术为主线,综述了近年来在随钻四极子发射换能器、隔声体设计、接收声系及波形反演方法等方面的研究进展。研究结果表明耐高温高压的非充油型随钻四极子发射换能器具有机械安装简单、造价低等优点;钻铤变径隔声结构具有良好的隔声效果,可以减小泥浆对钻铤内壁凹槽的冲蚀影响,增加仪器的使用寿命;长条管状接收声系设计方案能够很好的降低钻铤波的干扰,易于安装和维修维保;数据反演方面重点是如何解决随钻地层各向异性评价难题。下一代的随钻声波远探测技术研究有望实现从近井壁探测拓展到远距离探测的跨越,为井旁地质构造探测、地质导向等提供帮助。     

管道小缺陷超声检测传感器阵列电路设计

针对现有的管道缺陷超声阵列检测技术发射声能低、小缺陷检出率低以及电路结构复杂的问题,设计了一种8通道阵列收发电路.发射电路采用单片机控制发射电路产生时序和重复频率均可调的8路高压窄脉冲,实现阵列的激发.接收电路采用数控模拟多路复用器,实现接收电路的分时复用.将该阵列电路用于管道试样检测中,能够检测出直径2mm、高3.6mm的平底孔和长×宽×高为10mm×0.5mm×1.5mm的裂纹,测量壁厚的平均误差达到0.51%,且电路稳定可靠.     

混凝土强度现场超声测试中的问题与修正方法研究

超声波法是根据超声脉冲在混凝土中传播的规律与混凝土的强度间存在一定关系的原理,通过测定超声脉冲的有关参数,然后依据测定的参数推断混凝土强度的一种检测方法。其检测原理是:超声仪产生高压电脉冲,激励发射换能器内的压电晶体获得高频声脉冲;声脉冲传入混凝土介质中,由接受换能器接收通过混凝土传来的声信号,测出超声波在混凝土中传播的时间和距离,算出超声波在混凝土中的传播速度。超声波的传播速度与混凝土的密实度有关,而混凝土的密实性又与其强度有一定关系:对于一定配合比的混凝土,强度愈高波速越大,反之愈小。影响超声测强的因素较多,有水泥品种及用量、骨料最大粒径、混凝土的含水率和混凝土的龄期等。     

基于电磁共振的无线充电器研究与设计

研究了电磁共振技术的无线电能传输原理,并基于此原理设计无线充电系统。以常用电子器件构成,主要由电源管理电路、发射电路、接收电路和充电电路4个电路组成。该电路采用采用交直流供电,利用有源晶振发出高频激励信号和丙类谐振功率放大器,传送效率高。     

二维宽带超声换能器相控阵列的脉冲场计算

讨论了单阵元声场脉冲响应函数的快速近似算法,通过对不同延时量的矩形单阵元声场脉冲响应函数进行叠加,得到了二维换能器阵列的发射和接收脉冲响应函数,再施加以宽带脉冲激励函数,从而得出二维换能器阵列的声场分布。     

电力电子技术实验装置常见故障维修

详细总结了电力电子技术实验装置常见故障的维修,包括IGBT元器件、可调电阻、电源控制屏、三相同步主电路、正给定电位调节器和单相调压电路等相关部件常见故障,总结了故障诊断的一般步骤,以及各种故障的处理方法。所得结果对类似实验装置的故障维修和日常维护具有较强的参考价值。     

30kV/3mA高压电源控制电路设计

高压电源已广泛的应用于军事、医疗、航空、通信等多个领域。随着电力电子技术的不断发展,人们对高压电源的智能化程度提出了更高的要求。针对高压电源在工作参数、稳定性以及智能控制等多方面的要求,研制了一种以单片机为控制核心,典型电路为基础的高压电源控制电路。电路中以单片机STC12C5410AD为控制主体,采用数字化控制,结合C语言编程,构建一个高压采样、信息反馈、单片机控制调压的闭合控制电路,该电路具有适应范围广、电路结构简单、安全系数高等特点,且能够长时间稳定的维持高压电源正常输出30kV/3mA。     

基于I.MX6Q的便携式AUV控制器设计与实现

目前便携式AUV控制器大多以X86架构处理器为核心,体积大、集成度低、功耗高。本文依据AUV控制系统需求,设计了以ARM Cortex-A9系列I.MX6Q CPU为核心,集成电源、GPIO、串口扩展、网卡扩展、AD采集、CAN接口多个模块的电路为硬件平台,嵌入式Linux操作系统为软件运行环境的便携式AUV控制器。在硬件上对控制器进行了定制化设计,在软件上对各模块进行了Linux设备驱动设计与移植。经测试结果表明,该控制器有效地解决了AUV电子舱占用体积大,集成度低,功耗高的问题,而且性能可靠,为便携式AUV实现产品化打下了良好的基础。     

基于超声测距的随钻井径测量系统设计

 传统电缆测井的机械多臂井径仪在高速旋转的随钻条件下难以完成测量,而基于超声测距的随钻井径测量系统,具有利用超声测距的非接触、速度快、信息处理简单、抗干扰能力强等优点,通过采用3个换能器等角距圆周分布,在存在“偏心”时可有效测量井径以及井筒轴心到仪器轴心的距离矢量。本文借鉴国内外现有超声波随钻井径测量系统及技术经验,设计了以单片机为核心的模块化超声随钻井径测量系统。从超声换能器特性、硬件电路以及程序控制3个方面入手进行协同设计,精度高、具偏心修正功能。根据理论计算和超声换能器产品参数特点,采用1MHz的超声换能器进行测距。采用增益可编程的反射波信号检测电路,通过多次增益校正,使得首个反射波信号前沿被比较器捕捉到,把超声波传输时间检测精度提高到一个换能器振荡周期以内,有效提高了测距精度,实现高速高精度测量与井径计算,其测量精度达到毫米量级。     

一种船用超声液位传感器的优化设计模型

针对一种船用超声液位传感器数学建模和多目标优化设计的问题,提出了一种基于等效电路和遗传算法的优化设计方法.将电-力-声类比的方法应用到建模中,由此建立了传感器的等效电路模型,并推导出传感器频率和输出特性参数的相关方程.在等效电路模型的基础上,以压电陶瓷尺寸、保护膜厚度和工作间隙为设计变量,以输出电压的峰-峰值和信号特征值为优化目标,建立了超声液位传感器的多目标优化模型.采用遗传算法(GA)进行优化计算,并利用MATLAB和GA优化工具箱进行求解.实例分析表明,优化后传感器性能得到了显著提高,数值计算结果和实测结果吻合良好,从而证明了等效电路模型的准确性.     

模糊控制在井下供电电源中的应用

提出了一种采用模糊控制的井下供电电源设计方案:井下涡轮发电机作为供电电源,经过输入整流滤波后,进入移相全桥拓扑电路进行稳压控制.稳压控制模块采用高速数字信号处理器TMS320F2809作为主控制单元,控制方法上使用模糊PID控制算法,最终实现输出稳定的直流电压.对研制完成的井下供电电源控制系统进行实验测试,实验结果显示,控制系统实现了稳定的直流电压输出和较好的动态性能.     

基于CPLD的高性能自然伽马能谱测井仪的研制

研制了一种与成像测井高速遥传系统配接的高性能自然伽马能谱测井仪.该仪器由脉冲幅度分析、辅助参数采集、高压控制和传输接口组成.重点介绍仪器的设计方案和分析数字控制部件及软件的功能.脉冲幅度分析单元采用12位高速A/D转换器及基于CPLD的硬件成谱逻辑,脉冲处理速度接近A/D转换速率,明显优于国外同类仪器采用的软件处理方式.传输接口由一个下行命令通道和两个上行数据通道构成,采用曼彻斯特编码方式,可挂接到SL6000 及ECLIPS5700 成像测井系统.     

单片机交流调压在垃圾渗出液厌氧生物处理系统恒温调节中的应用

利用单片机可以进行交流调压,不需要移相触发电路和D/A接口电路.介绍了单片机交流调压原理以及硬件电路框图.将单片机交流调压应用于垃圾渗出液厌氧生物处理系统中的恒温调节.给出了系统硬件框图,介绍了系统软件.     

用并矢Green函数的矢量本征函数展开式模拟多分量感应测井仪器的刻度

基于圆柱坐标系下径向成层介质中并矢Green函数的矢量本征函数展开式,模拟含金属心轴多分量感应测井的刻度。为提高计算精度,考虑各分量线圈系的具体形状。将金属心轴作为一层介质处理,既可以考虑其电导率有限,也可以考虑其电导率为无穷大的情况。计算结果表明,无论金属心轴存在与否,同一组线圈系的刻度电动势随刻度环中心点轴向坐标的变化规律完全相同,只是金属心轴的存在导致刻度电动势实部信号和虚部信号的强度均变小。不同分量、不同接收线圈阵列的刻度电动势随刻度环中心点轴向坐标的变化关系完全不同,且接收阵列越远,刻度电动势的最大值越小,其所对应的刻度环位置越远。     

换能器参数自动测量系统设计

设计了换能器参数自动测量系统,以浮点DSP（digital signal processor）TMS320F28335为核心,具备扫频信号发射、A／D采集和通过串口与计算机通信的能力．系统能够根据显控软件设置,自动进行参数测量,并将测量结果回传至上位机．系统可以实现的自动测量项目包括：换能器发送电压响应级、接收灵敏度、空间指向性以及声学环境信噪比等．此外,显控功能还包括自动屏幕截图、Word报表生成、打印控制和错误提示等．系统的一系列测量过程能够全自动进行,在保证测量准确性的前提下,减轻了操作人员的工作强度,提高了效率．