本實(shí)用新型涉及油氣勘探測(cè)井儀器技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種扇區(qū)聲波發(fā)射裝置。

背景技術(shù)：

扇區(qū)聲波測(cè)井技術(shù)是評(píng)價(jià)固井質(zhì)量的重要方法之一，在油氣的開發(fā)和勘探方面有著廣泛的應(yīng)用。試驗(yàn)證明影響扇區(qū)儀器聲波穩(wěn)定性的重要因素之一是聲波發(fā)射功率的穩(wěn)定性?，F(xiàn)有的技術(shù)多是采用電容充放電激發(fā)換能器的方式，由于電路受井下溫度的影響，電容的特性會(huì)發(fā)生變化，導(dǎo)致探頭發(fā)射的功率也發(fā)生變化，從而影響固井聲波評(píng)價(jià)精度。同時(shí)聲波信號(hào)受到電容沖放電的影響，在電纜上形成固定的干擾信號(hào)，導(dǎo)致磁定位曲線干擾大，分辨率差等缺點(diǎn)，影響磁定位測(cè)量的精度。

綜上所述，如何有效地解決扇區(qū)儀器聲波的穩(wěn)定性差、磁定位測(cè)量精度低的問題，是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員急需解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種扇區(qū)聲波發(fā)射裝置，以解決扇區(qū)儀器聲波的穩(wěn)定性差、磁定位測(cè)量精度低的問題。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：

一種扇區(qū)聲波發(fā)射裝置，包括用于將電纜電壓和發(fā)射電壓分離的電纜電壓分離模塊，所述電纜電壓分離模塊的一端與電纜連接，另一端與發(fā)射換能器連接。

優(yōu)選地，所述電纜電壓分離模塊包括依次連接的用于向電源變壓器發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)控制器，用于變換電壓的所述電源變壓器，用于采集所述電源變壓器信號(hào)控制振蕩控制器以達(dá)到電壓平衡的采集控制器和用于對(duì)所述電源變壓器高頻驅(qū)動(dòng)的所述振蕩控制器，所述驅(qū)動(dòng)控制器的一端與所述電纜連接。

優(yōu)選地，還包括用于放大控制信號(hào)的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊，所述控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊與所述發(fā)射換能器連接以將放大后的所述控制信號(hào)發(fā)送至所述發(fā)射換能器進(jìn)行信號(hào)驅(qū)動(dòng)。

優(yōu)選地，還包括用于對(duì)所述控制信號(hào)進(jìn)行功率變換的功率變換模塊，所述功率變換模塊一端分別與所述電纜電壓分離模塊和所述控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊連接，另一端與所述發(fā)射換能器連接以對(duì)所述發(fā)射換能器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

優(yōu)選地，所述電源變壓器與所述功率變換模塊連接以發(fā)送高壓電源。

優(yōu)選地，所述控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊包括用于對(duì)所述控制信號(hào)進(jìn)行隔離放大的信號(hào)隔離器，用于為所述功率變換模塊提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)的信號(hào)驅(qū)動(dòng)器，與所述信號(hào)隔離器和所述信號(hào)驅(qū)動(dòng)器分別連接的用于電平轉(zhuǎn)換的電平變換器。

優(yōu)選地，所述功率變換模塊包括與所述電纜電壓分離模塊連接的用于對(duì)所述控制信號(hào)進(jìn)行功率放大的功率放大器，與所述功率放大器連接、用于采集所述功率放大器的信號(hào)以穩(wěn)定發(fā)射電壓的反饋采樣器和分別與所述信號(hào)驅(qū)動(dòng)器和所述功率放大器連接的用于所述控制信號(hào)緩沖的輸入信號(hào)緩沖器。

優(yōu)選地，所述電纜電壓分離模塊、所述控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊和所述功率變換模塊為一體式結(jié)構(gòu)。

本實(shí)用新型提供的扇區(qū)聲波發(fā)射裝置，包括用于將電纜電壓和發(fā)射電壓分離的電纜電壓分離模塊，電纜電壓分離模塊的一端與電纜連接，另一端與發(fā)射換能器連接。應(yīng)用本實(shí)用新型提供的扇區(qū)聲波發(fā)射裝置，通過設(shè)置電纜電壓分離模塊，把電纜總線電壓與發(fā)射電壓完全分離，消除發(fā)射電壓的波動(dòng)對(duì)電纜信號(hào)產(chǎn)生的干擾，實(shí)現(xiàn)電纜信號(hào)與發(fā)射信號(hào)的分離，穩(wěn)定扇區(qū)聲波發(fā)射功率，消除扇區(qū)聲波發(fā)射對(duì)電纜的影響，提高磁定位分辨率。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的扇區(qū)聲波發(fā)射裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型另一實(shí)施例提供的扇區(qū)聲波發(fā)射裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的電纜電壓分離模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中標(biāo)記如下：

電纜電壓分離模塊11、發(fā)射換能器21、控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊2、功率變換模塊3、振蕩控制器4、采集控制器5、電源變壓器6、驅(qū)動(dòng)控制器7、信號(hào)隔離器8、電平變換器9、信號(hào)驅(qū)動(dòng)器10。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型實(shí)施例公開了一種扇區(qū)聲波發(fā)射裝置，解決了扇區(qū)儀器聲波的穩(wěn)定性差、磁定位測(cè)量精度低的問題。

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1-圖4，圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的扇區(qū)聲波發(fā)射裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型另一實(shí)施例提供的扇區(qū)聲波發(fā)射裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的電纜電壓分離模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

在一種具體的實(shí)施方式中，扇區(qū)聲波發(fā)射裝置包括用于將電纜電壓和發(fā)射電壓分離的電纜電壓分離模塊11，電纜電壓分離模塊11的一端與電纜連接，另一端與發(fā)射換能器21連接。一般的，電纜電壓分離模塊11可以具體為電壓分離器，在其他實(shí)施例中，也可以為其他形式，只要能夠?qū)崿F(xiàn)相同的技術(shù)效果即可，對(duì)具體的實(shí)現(xiàn)方式不做限定。電纜電壓分離模塊11通過采用電路分離方法，把電纜總線電壓與發(fā)射電壓完全分離，消除發(fā)射電壓的波動(dòng)對(duì)電纜信號(hào)的干擾，實(shí)現(xiàn)了電纜信號(hào)與發(fā)射信號(hào)的分離，解決扇區(qū)聲波發(fā)射功率不穩(wěn)、磁定位分辨率差的問題。

更進(jìn)一步地，電纜電壓分離模塊11包括依次連接的用于向電源變壓器6發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)控制器7，用于變換電壓的電源變壓器6，用于采集電源變壓器6信號(hào)控制振蕩控制器4以達(dá)到電壓平衡的采集控制器5和用于對(duì)電源變壓器高頻驅(qū)動(dòng)的振蕩控制器4，驅(qū)動(dòng)控制器7的一端與電纜連接。

驅(qū)動(dòng)控制器7的一端與電纜連接，另一端與電源變壓器6連接，電源變壓器6的另一端與采集控制器5的一端連接，采集控制器5的另一端與振蕩控制器4的一端連接，振蕩控制器4的另一端與驅(qū)動(dòng)控制器7連接。一般的，驅(qū)動(dòng)控制器7與測(cè)井電纜相連，作為電源變壓器6的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，電源變壓器6將信號(hào)傳輸至采集控制器5，將信號(hào)進(jìn)行處理后調(diào)整為輸出信號(hào)，輸出信號(hào)控制振蕩控制器4工作，達(dá)到電壓平衡的目的。一般的，振蕩控制器4可采用集成振蕩芯片CD4011搭建而成，產(chǎn)生20K高頻信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電源變壓器6的高頻驅(qū)動(dòng)，該控制器電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，集成化程度高。采集控制器5有采集單片機(jī)dspic30f4011為主要采集芯片，其為TI高速單片機(jī)，本身帶有AD采集芯片，具有低功耗和高性能等優(yōu)點(diǎn)，在其他實(shí)施例中，也可以選擇其他的采集控制器5，只要能夠達(dá)到相同的技術(shù)效果即可，對(duì)具體的實(shí)現(xiàn)形式不作限定。

具體的，還包括用于放大控制信號(hào)的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊2，控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊2與發(fā)射換能器連接以將放大后的控制信號(hào)發(fā)送至發(fā)射換能器進(jìn)行信號(hào)驅(qū)動(dòng)。

一般的，控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊2采用電源電壓變換電路，將低壓控制信號(hào)變換成高壓控制信號(hào)，采用隔離電路，將控制信號(hào)隔離放大，提高控制信號(hào)的抗干擾能力，控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊2處理后的信號(hào)進(jìn)行輸送至發(fā)射換能器21上，從而推動(dòng)發(fā)射換能器21工作。一般的，可通過隔離放大器實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，也可以選擇其他形式的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊2，只要能夠?qū)崿F(xiàn)相同的技術(shù)目的即可，對(duì)具體的實(shí)現(xiàn)形式不做限定。

進(jìn)一步地，還包括用于對(duì)控制信號(hào)進(jìn)行功率變換的功率變換模塊3，功率變換模塊3一端分別與電纜電壓分離模塊11和控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊2連接，另一端與發(fā)射換能器連接以對(duì)發(fā)射換能器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

電纜電壓分離模塊11和控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊2分別經(jīng)功率變換模塊3與發(fā)射換能器21連接，控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊2處理后的信號(hào)發(fā)送至功率變換模塊3，進(jìn)行功率變換，一般采用集成功率放大電路，通過放大的信號(hào)可推動(dòng)發(fā)射換能器21工作，電纜電壓分離模塊11提供高壓電源至功率變換模塊3。具體的，可設(shè)置功率放大器進(jìn)行功率變換，具體的功率放大器的型號(hào)可根據(jù)實(shí)際的扇區(qū)聲波發(fā)射裝置的需要自行進(jìn)行選擇，均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。

為了降低能量損耗，可設(shè)置高壓變壓器保證電路電壓，高壓變壓器與功率變換模塊3連接，將功率變換模塊3放大后的信號(hào)發(fā)送至高壓變壓器，通過高壓變壓器推動(dòng)發(fā)射換能器21工作。在其他實(shí)施例中，也可以不設(shè)置高壓變壓器，但不進(jìn)行上述設(shè)置，在電路傳輸過程中可能會(huì)存在能量損耗，影響裝置的正常運(yùn)行，具體的，可根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)需要自行進(jìn)行設(shè)置。

在本發(fā)明的一種實(shí)施例中，電源變壓器6與功率變換模塊3連接以發(fā)送高壓電源。

電源變壓器6與功率變換模塊3連接。電源變壓器6的信號(hào)通過功率驅(qū)動(dòng)變換模塊進(jìn)行功率變換，進(jìn)而對(duì)發(fā)射換能器21進(jìn)行輸出信號(hào)。一般的，電源變壓器6采用高溫設(shè)計(jì)，匝數(shù)比為1:20，外部設(shè)置磁屏蔽外殼。具體的，電源變壓器6的具體形式可根據(jù)不同的生產(chǎn)需要自行進(jìn)行設(shè)置。

具體的，控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊2包括用于對(duì)控制信號(hào)進(jìn)行隔離放大的信號(hào)隔離器8，用于為功率變換模塊3提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)的信號(hào)驅(qū)動(dòng)器10，與信號(hào)隔離器8和信號(hào)驅(qū)動(dòng)器10分別連接的用于電平轉(zhuǎn)換的電平變換器9。

控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊2包括信號(hào)隔離器8、信號(hào)驅(qū)動(dòng)器10、與信號(hào)隔離器8和信號(hào)驅(qū)動(dòng)器10分別連接的電平變換器9。控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊2將低壓控制信號(hào)變換成高壓控制信號(hào)，采用隔離電路，把控制信號(hào)隔離放大，提高控制信號(hào)的抗干擾能力。信號(hào)隔離器8與電平變換器9及控制信號(hào)連接，信號(hào)隔離器8采用信號(hào)隔離集成電路tc4227提高了信號(hào)的抗干擾能力，電平變換器9把3.3V的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成15V控制信號(hào)。電平變換器9與信號(hào)驅(qū)動(dòng)器10連接，信號(hào)驅(qū)動(dòng)器10與功率變換模塊3相連，為功率變換模塊3提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)。通過上述設(shè)置使得低壓控制信號(hào)變換為高壓控制信號(hào)，提高控制信號(hào)的抗干擾能力。

進(jìn)一步地，功率變換模塊3包括與電纜電壓分離模塊11連接的用于對(duì)控制信號(hào)進(jìn)行功率放大的功率放大器，與功率放大器連接、用于采集功率放大器的信號(hào)以穩(wěn)定發(fā)射電壓的反饋采樣器和分別與信號(hào)驅(qū)動(dòng)器和功率放大器連接的用于控制信號(hào)緩沖的輸入信號(hào)緩沖器。

功率放大器對(duì)電纜電壓分離模塊11的信號(hào)進(jìn)行放大，保證信號(hào)的傳輸質(zhì)量，反饋采樣器對(duì)功率放大器的信號(hào)進(jìn)行采集，以穩(wěn)定發(fā)射電壓。來自單片機(jī)控制聲波發(fā)射方式的信號(hào)，經(jīng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)器10傳輸至輸入信號(hào)緩沖器進(jìn)行緩沖，再將該信號(hào)輸送至功率放大器進(jìn)行放大，經(jīng)放大后的控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)發(fā)射換能器，完成信號(hào)的傳輸。具體的，功率放大器可以為IRF640，個(gè)數(shù)可為兩個(gè)，功率放大器的中心點(diǎn)與電纜電壓分離模塊11連接，在其他實(shí)施例中，也可以為其他個(gè)數(shù)的放大器件，且型號(hào)也可以根據(jù)實(shí)際的需要進(jìn)行設(shè)置，功率放大器也可以采用其他形式，只要能夠達(dá)到相同的技術(shù)目的即可。

優(yōu)選地，功率放大器與高壓變壓器連接，由上文可知，信號(hào)經(jīng)功率放大器放大后驅(qū)動(dòng)高壓變壓器，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)發(fā)射換能器，在其他實(shí)施例中，也可以不設(shè)置高壓變壓器，只要能夠達(dá)到相同的技術(shù)效果即可，均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。

在上述各實(shí)施例的基礎(chǔ)上，電纜電壓分離模塊11、控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊2和功率變換模塊3為一體式結(jié)構(gòu)。為了提高儀器的集成化程度，將其進(jìn)行一體式設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)模塊的集成化，替代分離結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了電纜信號(hào)與發(fā)射信號(hào)的分離，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的發(fā)射功率不穩(wěn)、磁定位分辨率差的缺點(diǎn)，提高儀器的穩(wěn)定性。

本實(shí)用新型提供的扇區(qū)聲波發(fā)射裝置，通過采用高頻振蕩電路通過變壓器隔離實(shí)現(xiàn)電纜信號(hào)與發(fā)射信號(hào)的完全分離，由來自單片機(jī)的控制信號(hào)，控制聲波換能器的振蕩頻率及振蕩方式，通過電纜電壓隔離方式，降低了聲波發(fā)射對(duì)電纜信號(hào)的影響。

本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。

對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。