非油气γ能谱测井信号沿长电缆传输

应用于煤田、金属矿和非金属矿及工程地质等勘探的非油气γ能谱测井仪，其设计与应用于油气田勘探的γ能谱测井仪是不同的。针对我国非油气γ能谱测井仪研究未有突破性进展的现实，在充分比较国内外非油气γ能谱测井仪几种研制方案的基础上，提出了一种测井信号沿长电缆以电流脉冲模拟方式传输的方案，并对此开展了试验研究。试验结果表明取得了较满意的成果，可为小型化、轻便型的非油气放射性γ能谱测井仪的研制提供一种新的途径。     

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.     

随钻电磁波电阻率测井采集系统研究

随钻测井（LWD）以地层分辨率高、节省时间和成本等优势而有别于电缆测井,在情况复杂、电缆测井难度大、钻杆传输测井风险高的井中,随钻测井具有优越性。针对目前测井技术的发展需求,设计出一种随钻电磁波电阻率测井数据采集系统。重点介绍了随钻测井仪采集系统结构、采集方案、数据处理及各功能模块的设计与实现。该系统基于高性能数字信号处理（DSP）和现场可编程门阵列（FPGA）而设计,实现了对信号的预处理、高速A/D的控制、相敏检波（PSD）的数字化等功能,优化了系统,为随钻测井仪器的研制提供了新的方法和途径。     

新型X射线荧光测井仪的研制与初步应用

文章介绍了一种新型Ｘ射线荧光测井仪的硬件与软件。该测井仪井下探管外径４２ｍｍ，以充稀有气体的正比计数器为探测器，以８０９８微机芯片管理的２５６道脉冲幅度分析系统，可以一次下井同时测定两种或多种元素含量，实现了在地面计算机控制下的数字传输、数字收录和数据处理。开发的软件具有原始数据采集、能谱分析、含量与储量计算等功能。野外锶矿测井试验表明：Ｘ射线荧光测井仪可在井场实时提供锶、钡两种元素的品位，其耗费的时间周期还不到传统方法的１／３０     

高含量闪烁γ测井仪研制与应用

在铀矿勘查工作中,揭露到的富铀矿体铀含量可达5％ ～ 10％,甚至更高.γ测井规范中指定的FD-3019型γ测井仪检定线性上限为2％(核工业国营263厂,1989),遇铀含量超出测量上限时,会出现溢出现象.为满足热液型铀矿床高含量测井的需要,在FD-3019改进型γ测井仪基础上,研制了FD-3019增强型γ测井仪,通过...     

基于CPLD的多功能核能谱测井仪检测系统

研制了一套基于CPLD的多功能核能谱测井仪检测系统,用于代替进口的ECLIPS 5700地面系统完成对井下仪器的控制及数据采集,同时可作为仪器维修的辅助工具及进行数据处理方法研究的硬件平台.该设备以单片机为核心,采用薄膜键盘和图形式液晶显示器实现人机交互,采用复杂可编程逻辑器件(CPLD)实现传输接口的数字调制与解调,通过前端的驱动及信号处理电路与井下仪器连接,通过串行通信接口与上位主机相连,目前可以配接1329XA自然伽马能谱测井仪和2228XA岩性密度测井仪.在基本硬件不变的情况下,设备能够通过软件升级进一步满足不同仪器控制和测量的需要.     

高阻地层大井眼浅侧向的影响因素浅析

本文针对快速测井平台SDZ-3060双侧向测井仪[1]在煤层气井致密灰岩高阻地层及大井眼井中的应用出现浅侧向测量值偏低的现象,从仪器结构和电路上分析浅侧向测量值偏低的原因及相应的解决办法。通过试验以及与5700的1329双侧向[2]测井资料对比效果明显,改进后的仪器提高了测井资料的准确性以及测井一次成功率有助于提高测井时效,降低仪器在井下的风险。     

基于CPLD的多功能核能谱测井仪检测系统

研制了一套基于CPLD的多功能核能谱测井仪检测系统，用于代替进口的ECLIPS5700地面系统完成对井下仪器的控制及数据采集，同时可作为仪器维修的辅助工具及进行数据处理方法研究的硬件平台。该设备以单片机为核心，采用薄膜键盘和图形式液晶显示器实现人机交互，采用复杂可编程逻辑器件（CPLD）实现传输接口的数字调制与解调，通过前端的驱动及信号处理电路与井下仪器连接，通过串行通信接口与上位主机相连，目前可以配接1329XA自然伽马能谱测井仪和2228XA岩性密度测井仪。在基本硬件不变的情况下，设备能够通过软件升级进一步满足不同仪器控制和测量的需要。     

铀矿γ能谱测井铀等多元素含量分层解释法

与石油γ能谱测井用于追踪生油层等目的不同,铀矿γ能谱测井是为了直接获得铀含量的分布或找出非矿夹层,同时还能获得其他主要放射性元素的含量分布。这需要对γ测井资料进行分层解释。首先引入能谱型地质脉冲函数,对饱和矿体建立反映沿井轴方向各测点γ仪器谱与放射性元素含量分布之间函数关系的能谱型γ场正演方程。再引入分层解释思想,采用近似地质脉冲函数简化该方程,并进行三点式反褶积以获得薄层目标元素的含量等效窗计数率,进而得到对应的解释含量。实例计算表明,解释结果较好反映了铀等目标元素含量的实际分布;主要目标元素在矿体中间部位各层的平均解释含量相对误差低于6.5%。     

基于卷积神经网络的γ放射性核素识别方法

快速、准确的放射性核素识别可有效地对放射性危险源进行及时的监测预警，对保护人们远离放射源的威胁具有重要意义。该文基于卷积神经网络研究了放射性核素γ能谱的识别。通过溴化镧能谱仪采集16种放射性核素的γ能谱数据，并通过改变放射性核素γ能谱的计数和能谱漂移程度，创建生成大量单核素和双核素γ能谱训练数据，利用自搭建的卷积神经网络开展放射性核素识别模型训练。实验采集其中9种核素及其双核素的混合能谱对核素识别模型开展验证，结果表明：在剂量率约为0.5μSv/h、测量采集时间为60 s时，模型的识别准确率可达92.63%,满足在低剂量率下对放射性核素进行快速识别筛查的需求。     

GRSAS-80系统管理软件的设计及应用

GRSAS-80系统是我国自制的一套微机多道伽马能谱仪系统,可用于分析油田岩样中放射性核素含量.该系统由TRS-80型微机进行控制.详细阐述了该系统管理软件的设计原理,论述了天然铀(U)、钍(Th)、钾(K)能谱的解析方法及其各自含量的计算方法.运用该系统对胜利油田牛-28井的取心岩样进行了初步测量.应用结果表明,该系统可用于监测自然伽马能谱测井(NGS)过程,对矿物粘土的分类提供核物理依据,对利用天然放射性寻找油层具有实用价值.     

口袋式伽马能谱仪研制

便携式伽马能谱仪在野外探矿、环境辐射监测和科学实验等领域被广泛应用.为了进一步缩小便携式能谱仪的体积,提高其能谱性能,从而扩展其应用领域,本文基于最新的闪烁晶体材料、半导体光电转换器件和高性能微处理器,开展了新一代便携式伽马能谱仪研究.在探测器设计方面,采用GAGG:Ce晶体耦合SiPM阵列成功设计并制作了高效率、高能量分辨率的紧凑型能谱探头;在数据采集电路方面,采用高性能ARM处理器及其自带ADC外设替代FPGA+ADC的传统电路架构,并设计专用的信号处理ARM程序,实现了在线能谱测量,并极大的减小了电路尺寸和系统功耗.综上所述,本文基于GAGG:Ce晶体耦合SiPM并搭配ARM处理器,成功研制了一款低成本、小体积、低功耗、高性能的口袋式能谱测量仪.整个能谱仪的体积仅为80 mm×40 mm×40 mm,重量为200 g;经过实验测试,能谱仪的工作功率为481 mW,能自带电池工作26小时;能谱响应线性拟合优度为0.996,能量分辨率为5.2%(@662 keV).     

低孔隙度储层碳氧比测井灵敏度提高方法

碳氧比能谱测井技术在确定储层剩余油饱和度及评价水淹层方面得到了广泛应用。为提高碳氧比测井在低孔隙条件下对含油饱和度的响应灵敏度,采用高斯与线性组合模型,拟合实测伽马能谱特征峰获取特征系数,并结合碳、氧元素标准伽马能谱,形成一种碳氧比值计算新方法;通过处理已知组成的混合伽马能谱验证了新方法的准确性。采用蒙特卡罗数值模拟方法建立不同孔隙度及含油饱和度的地层模型,研究低孔隙度储层条件下常规能窗法及新方法计算的碳氧比值与含油饱和度响应关系。结果表明:碳氧比值计算新方法能够减小中子与其他元素作用产生伽马射线对碳氧比值的影响,明显提高低孔隙度条件下碳氧比测井对含油饱和度的响应灵敏度。研究成果为碳氧比测井数据处理方法改进及其在低孔隙度条件下的应用提供了重要技术支持。     

扩频通信系统中扩频码并/串快速捕获的数字化实现

首先分析了数字匹配滤波器捕获法和滑动相关捕获法的工作原理和各自的优缺点，进而提出了一种新的扩频码捕获方法——并／串结合的快速捕获方法．对此方法的平均捕获时间同滑动相关法的平均捕获时间做了详细的比较和仿真验证，并给出了基于VHDL的并／串结合的快速捕获实现方案．实验结果表明，此扩频码并／串快速捕获法可编程性强，易于FPGA／CPLD芯片实现，为扩频通信系统快速码捕获的集成电路设计提出了新的思路。     

GRSAS-80油田岩样伽玛分析系统的稳定性考察

本文论述了低水平γ射线屏蔽室的建设及 GRSAS-80系统,对该系统的稳定性进行了理论分析。GRSAS-80系统是我国自制的第一套高纯锗探测器γ分析系统,整个系统工作由TRS-80型微机控制。由于采用了先进的高纯锗半导体探头,极大提高了探测γ射线的能量分辨率,自制的射线屏蔽室有效地抑制了外界射线对测量的影响,极大地提高了测量精度。     

原位定向γ能谱测量方法研究

在铀矿床上进行原位定向γ能谱测量时,复杂几何条件下的非定向γ射线会干扰测量结果。为减小上述影响,提出一种定向比例系数法,分别进行了模拟测量和实际测量比对,验证分析测量方法。首先,通过MCNP5程序模拟计算获得铅屏蔽层的定向比例系数和最佳厚度。然后,在NaI探测器的四周包裹铅对标准铀矿模型进行测量。最后,将测量结果与模拟值进行对比。结果表明：采用定向比例系数法进行铀矿原位定向γ能谱测量能有效能减少非定向γ射线对测量结果带来的干扰,可进一步提高铀矿原位γ能谱测量的精度。     

声音信号频谱检测仪设计

对声音信号进行频谱分析,是认识声音信号和处理声音信号的重要方法,因而基于声音信号频谱检测具有重要的意义。通过使用FPGA微处理器对声音信号频谱进行检测,并通过Altera公司的Quartus II软件、相关IP核以及硬件描述语言VHDL完成对声音信号的采集、量化、存储、快速傅里叶变换(FFT)、滤波、计算声强等一系列功能,通过测试实现了声音频谱的前端监测,同时结合VGA直观地显示动态信号特征,真正达到了对声音信号频谱的动态监测。经过实验验证,该设计可以准确检测出声音信号频谱并动态地显示出来。     

∑-△型A/D转换器中量化噪声的功率谱整形

在设计数据采集系统时, 为使采集系统前端输出信号的带宽与后端处理模块相匹配, 在建立高阶Σ-Δ调制器理论模型的基础上, 对A/D转换器中的量化噪声功率谱的整形过程进行了研究。理论分析和仿真结果表明, 结合了过采样技术的高阶Σ-Δ型A/D转换器能大大降低量化噪声。     

基于DSP数据采集系统在实验教学中的应用

介绍了一个关于数据采集的开放性物理实验系统。该系统以DSP芯片TMS320F2812和6通道16位模数转换芯片AD7656为核心,给出了TMS320F2812和AD7656的硬件电路和软件编程,将采集的数据存储到片内存储器中并进行快速傅里叶变换。该系统适用于物理实验教学,有助于提高学生的动手能力,促使学生对数据采集和信号处理有更直观的认识和学习。