專利名稱：一種綜合錄井儀自動檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于檢測綜合錄井儀信號處理過程的綜合錄井儀自動檢測裝置。
背景技術(shù)：
綜合錄井儀是一種特殊的專業(yè)測量儀器，它在油氣鉆探過程中發(fā)揮著實(shí)時(shí)鉆井監(jiān)控、油氣資源評價(jià)、地層評價(jià)等作用，因此綜合錄井儀在制造出廠前必須進(jìn)行檢測，在使用過程中必須進(jìn)行定期校驗(yàn)以保證其測量的準(zhǔn)確性。目前，國內(nèi)外并沒有成套的錄井儀器檢測裝置，普遍采用的辦法是對儀器進(jìn)行部分檢定，如對綜合錄井儀中的色譜儀部分利用標(biāo)準(zhǔn)氣體樣進(jìn)行檢定，傳感器部分利用簡單的校驗(yàn)裝置檢定，而對綜合錄井儀中信號處理過程的正確與否卻尚無系統(tǒng)的檢測裝置。
實(shí)用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)無法自動地檢測綜合錄井儀中信號處理過程的這一問題，本發(fā)明提供了一種用于檢測綜合錄井儀信號處理過程的自動檢測裝置，該種檢測裝置具有檢測系統(tǒng)化、自動化的特點(diǎn)。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種用于檢測綜合錄井儀器信號處理過程的自動檢測裝置，包括信號源發(fā)生器、信號接收器、中央控制器、輸出設(shè)備，所述的中央控制器具有CPU，該CPU被編程；所述的信號源發(fā)生器由電流信號源發(fā)生器、電壓信號源發(fā)生器、單脈沖信號源發(fā)生器、雙脈沖信號源發(fā)生器構(gòu)成；由所述的信號源發(fā)生器所發(fā)出的地質(zhì)錄井儀器傳感器模擬信號在所述的中央控制器的控制下輸入被檢測的綜合錄井儀，所述的信號接收器接收由被測的綜合錄井儀輸出的測量信號，該測量信號被傳送至所述的中央控制器與所述的地質(zhì)錄井儀器傳感器模擬信號進(jìn)行比較。
所述的綜合錄井儀自動檢測裝置，其特征在于所述的中央控制器包括數(shù)字/模擬量轉(zhuǎn)換卡、脈沖產(chǎn)生/計(jì)數(shù)卡。
所述的自動檢測裝置如圖2所示，其電流信號源發(fā)生器包括精密運(yùn)算放大器IC1、絕緣柵場效應(yīng)管T1-1、晶體三極管T1-2、電阻R1，所述運(yùn)算放大器的正相輸入端通過電阻連接于所述的數(shù)字/模擬量轉(zhuǎn)換卡的電壓輸出端，所述運(yùn)算放大器的反相輸入端連接于所述晶體三極管的發(fā)射極，所述絕緣柵場效應(yīng)管的源極連接于所述運(yùn)算放大器的輸出端，所述絕緣柵場效應(yīng)管的柵極連接于所述晶體三極管的基極，所述絕緣柵場效應(yīng)管的漏極與所述晶體三極管的集電極連接，所述的中央控制器發(fā)出的數(shù)字信號經(jīng)所述的數(shù)字/模擬量轉(zhuǎn)換卡轉(zhuǎn)換后輸出的模擬電壓信號經(jīng)所述的精密運(yùn)算放大器、絕緣柵場效應(yīng)管、晶體三極管轉(zhuǎn)換跟隨，通過所述電阻反饋之后產(chǎn)生電流信號輸出。
所述的自動檢測裝置如圖3所示其電壓信號源發(fā)生器包括分壓電阻RP2、保護(hù)電阻、運(yùn)算放大器IC2，由所述的中央控制器發(fā)出的數(shù)字信號經(jīng)所述的數(shù)字/模擬量轉(zhuǎn)換卡轉(zhuǎn)換后輸出的模擬電壓信號經(jīng)過所述分壓電阻分壓后通過所述運(yùn)算放大器直接輸出。
所述的自動檢測裝置如圖4所示其單脈沖信號源發(fā)生器包括反向器IC3、光耦PH3，由所述的脈沖產(chǎn)生/計(jì)數(shù)卡輸出的脈沖信號經(jīng)所述的運(yùn)算放大器進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換及功率放大后，驅(qū)動光耦，光耦輸出作為單脈沖信號源輸出。
所述的自動檢測裝置如圖5所示其雙脈沖信號源發(fā)生器包括D觸發(fā)器IC4-1、D觸發(fā)器IC4-2反向器IC4-3、反向器IC4-4、反向器IC4-5、光耦PH4-1、光耦PH4-2，由所述的脈沖產(chǎn)生/計(jì)數(shù)卡輸出的脈沖信號經(jīng)反向器IC4-3、反向器IC4-4的反向輸出端輸出后作為所述D觸發(fā)器IC4-1的時(shí)鐘信號，同時(shí)該脈沖信號經(jīng)過反向器IC4-5的反向輸出端輸出后作為所述D觸發(fā)器IC4-2的時(shí)鐘信號輸入，所述D觸發(fā)器IC4-1的復(fù)位端R4-1與所述D觸發(fā)器IC4-2的復(fù)位端R4-2短接，所述D觸發(fā)器IC4-1的輸入端D4-1與其反向輸出端Q4-1F相連，所述D觸發(fā)器IC4-1的正向輸出端Q4-1將鎖存后輸出的脈沖信號分別送至所述的光耦PH4-1和所述的D觸發(fā)器IC4-2的輸入端D4-2，所述的D觸發(fā)器IC4-1的正向輸出端Q4-2將由所述的D觸發(fā)器IC4-2鎖存后輸出的脈沖信號傳送至所述的光耦PH4-2，所述的D觸發(fā)器IC4-2的反向輸出端Q4-2F懸空，所述的D觸發(fā)器IC4-1、IC4-2其置位端S4-1、置位端S4-2均接至地電位。所述的D觸發(fā)器IC4-1、IC4-2構(gòu)成2分頻電路，由于反相器的作用，兩個(gè)D觸發(fā)器觸發(fā)時(shí)刻不同，所述D觸發(fā)器IC4-1由單脈沖上升沿觸發(fā)，所述D觸發(fā)器IC4-2由單脈沖下降沿觸發(fā)，所述光耦PH4-1、光耦PH4-2的兩個(gè)光敏二極管分別作為兩路脈沖的輸出端。
本實(shí)用新型具有如下有益效果本發(fā)明所涉及的自動檢測裝置結(jié)束了綜合錄井儀器信號處理過程無自動檢測裝置的歷史，它既可以對新出廠的錄井儀器進(jìn)行檢測，保證錄井儀器的精度滿足現(xiàn)場要求；又可以為使用中的綜合錄井儀器提供標(biāo)準(zhǔn)信號以進(jìn)行鉆前檢修和保養(yǎng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題排除故障隱患。


附圖1是本實(shí)用新型的裝置構(gòu)成示意圖；附圖2是本實(shí)用新型的電流信號源電路原理圖；附圖3是本實(shí)用新型的電壓信號源電路原理圖；附圖4是本實(shí)用新型的單脈沖信號源電路原理圖；附圖5是本實(shí)用新型的雙脈沖信號源電路原理圖；附圖6是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)總線圖；附圖7是本實(shí)用新型的雙脈沖設(shè)計(jì)波形圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明綜合錄井儀自動檢測裝置是一個(gè)能夠自動完成信號模擬、測試控制和誤差測試結(jié)果輸出的智能化計(jì)量檢測檢定系統(tǒng)。如圖中所示該裝置由具有CPU的中央控制器、信號源產(chǎn)生電路、信號接收電路、輸出設(shè)備等組成，系統(tǒng)總體框圖如圖1所示。其中，具有CPU的中央控制器主要完成信號產(chǎn)生、數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)分析、輸出測試結(jié)果等功能。該中央控制器在基本配置的情況下，又加了數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換卡、脈沖產(chǎn)生/計(jì)數(shù)卡、輸入/輸出控制卡、網(wǎng)絡(luò)卡等；信號源電路由電流、電壓、脈沖電路及選通電路組成；信號接收電路由網(wǎng)卡及集線器組成；輸出設(shè)備可以由Epson彩色噴墨打印機(jī)組成，完成檢測報(bào)告及檢測數(shù)據(jù)的輸出。詳細(xì)結(jié)構(gòu)總線見圖6所示。
為了使本技術(shù)方案能夠準(zhǔn)確模擬綜合錄井儀傳感器所產(chǎn)生的信號，首先對綜合錄井儀電流、電壓接口信號，包括傳感器、隔離器，進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并對隔離器進(jìn)行了相關(guān)的功能檢測。
電流信號檢測結(jié)果說明，電流信號源要求為吸收電流源，電流值范圍是0mA～20mA，因此0～20mA信號源被設(shè)計(jì)成吸收式恒定電流源，以模擬其相應(yīng)的傳感器信號。
如圖2所示，由數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換卡輸出的控制電壓經(jīng)精密運(yùn)放IC1、絕緣柵場效應(yīng)管T1-1、三極管T1-2轉(zhuǎn)換跟隨，通過電阻R1反饋之后，將數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換卡輸出的電壓信號變成電流信號輸出，此電流信號為吸收電流。由于絕緣柵場效應(yīng)管T1-1為電壓控制元件，其驅(qū)動電流基本為零。通過對電阻R1阻值的微調(diào)，可對輸出電流進(jìn)行微調(diào)，電阻R1可以選取250Ω精密電阻。
電壓信號源電路原理圖如圖3所示。數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換卡所輸出的模擬量電壓信號經(jīng)過分壓電路，通過運(yùn)算放大器IC2功率放大直接進(jìn)行輸出，可以通過調(diào)節(jié)可調(diào)電阻RP2改變輸出電壓值。電阻R2-1、電阻R2-2、電阻R2-3為防止輸出短路造成運(yùn)放損壞而設(shè)置。
由于脈沖傳感器為無源器件，其脈沖為吸收電流形式，故脈沖信號輸出設(shè)計(jì)成三級管輸出形式。另外，為了使各路脈沖信號互不影響，采用光耦進(jìn)行隔離。單脈沖信號形成電路如圖4所示。當(dāng)然在脈沖產(chǎn)生/計(jì)數(shù)卡的輸出端安裝有具有功率放大功能的前置運(yùn)算放大器，此后，經(jīng)過放大處理的由脈沖產(chǎn)生/計(jì)數(shù)卡所輸出的脈沖信號經(jīng)反向器IC3完成電平轉(zhuǎn)換后，驅(qū)動光耦PH3，光耦PH3的光敏二極管所輸出的信號作為單脈沖信號源輸出。
絞車傳感器輸出為吸收電流脈沖信號。當(dāng)絞車傳感器正向轉(zhuǎn)動時(shí)，如圖7所示脈沖A超前脈沖B。雙脈沖/電流變換器輸出電流增加即脈沖頻率增加其輸出電流增加速率增大，輸出電流由設(shè)定值增加到最大值后再回零，再接著增加。其設(shè)定值由撥碼開關(guān)決定。當(dāng)絞車傳感器反向轉(zhuǎn)動時(shí)，脈沖A滯后脈沖B。變換器輸出電流減小，隨著脈沖頻率增加，其輸出電流減小速率增大，從設(shè)定值減小到零后回到最大值，同樣其設(shè)定值由撥碼開關(guān)決定。綜合上述分析，可得出如下結(jié)論，當(dāng)脈沖A超前脈沖B時(shí)，輸出電流增加；反之，輸出電流減小。輸出電流增加或減小速率隨脈沖頻率而變。
本實(shí)用新型的雙脈沖信號源電路原理圖如圖5所示，頻率可設(shè)定，且可模擬絞車傳感器正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)即脈沖A超前脈沖B或滯后脈沖B。為簡化編程工作和保證雙脈沖相位一致，采用單脈沖2分頻產(chǎn)生兩路脈沖信號。D觸發(fā)器IC4-1、D觸發(fā)器IC4-2、反向器IC4-3、反向器IC4-4、反向器IC4-5構(gòu)成2分頻電路，脈沖產(chǎn)生/計(jì)數(shù)卡輸出的單脈沖信號作為D觸發(fā)器的觸發(fā)時(shí)鐘信號，由于反相器的作用，使得兩個(gè)D觸發(fā)器觸發(fā)時(shí)刻不同，D觸發(fā)器IC4-1由單脈沖上升沿觸發(fā)，D觸發(fā)器IC4-2由單脈沖下降沿觸發(fā)，D觸發(fā)器IC4-1的正向輸出端Q4-1與D觸發(fā)器IC4-2的數(shù)據(jù)輸入端D4-2相連是為保證D觸發(fā)器IC4-2產(chǎn)生的脈沖與D觸發(fā)器IC4-1產(chǎn)生的脈沖波形相同且始終滯后于IC4-1產(chǎn)生的脈沖，即如圖7所示保證脈沖A始終超前脈沖B。發(fā)光二極管LED1、LED2分別指示脈沖A、脈沖B脈沖狀態(tài)。
本實(shí)用新型的所有輸出信號均通過中央控制器輸出，檢測系統(tǒng)的信號輸出線均由航空插件完成，檢測系統(tǒng)接收錄井儀器的信號是通過HUB卡完成。
模擬電流信號及模擬脈沖信號通過電纜線連接到接線盒，由接線盒再接到綜合錄井儀的接口輸入端。電壓信號通過電纜線連接到相應(yīng)接線盒，由該接線盒再連接到相應(yīng)的被測位置。擴(kuò)展接口通過信號線和電流擴(kuò)展板相連。
本實(shí)用新型的具體工作過程是在中央控制器的作用下各種信號源發(fā)生器按照預(yù)存于CPU中的指令和來自于操作人員的控制指令進(jìn)行工作，按照設(shè)定產(chǎn)生模擬傳感器電壓信號、模擬傳感器電流信號、單脈沖電流信號、雙脈沖電流信號即絞車傳感器信號，此后上述各種信號在中央控制器的作用下作為測試信號被有選擇的傳送至被測綜合錄井儀器的傳感器信號輸入端，該信號在被測綜合錄井儀器中經(jīng)過自動處理后產(chǎn)生測量數(shù)值信號，該測量數(shù)值信號被具有模/數(shù)轉(zhuǎn)換功能的信號接收器接收后，通過HUB卡被本實(shí)用新型的中央控制器接收，之后在CPU的作用下該測量數(shù)值與實(shí)際由信號源發(fā)生電路產(chǎn)生的相應(yīng)模擬信號量進(jìn)行比較得出誤差結(jié)果后由輸入設(shè)備輸出。
權(quán)利要求1.一種綜合錄井儀自動檢測裝置，包括信號源發(fā)生器、信號接收器、中央控制器、輸出設(shè)備，其特征在于所述的中央控制器具有CPU，該CPU被編程；所述的信號源發(fā)生器由電流信號源發(fā)生器、電壓信號源發(fā)生器、單脈沖信號源發(fā)生器、雙脈沖信號源發(fā)生器構(gòu)成；由所述的信號源發(fā)生器所發(fā)出的地質(zhì)錄井儀器傳感器模擬信號在所述的中央控制器的控制下輸入被檢測的綜合錄井儀，所述的信號接收器接收由被測的綜合錄井儀輸出的測量信號，該測量信號被傳送至所述的中央控制器與所述的地質(zhì)錄井儀器傳感器模擬信號進(jìn)行比較。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的綜合錄井儀自動檢測裝置，其特征在于所述的中央控制器包括數(shù)字/模擬量轉(zhuǎn)換卡、脈沖產(chǎn)生/計(jì)數(shù)卡。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的綜合錄井儀自動檢測裝置，其特征在于所述的電流信號源發(fā)生器包括精密運(yùn)算放大器(IC1)、絕緣柵場效應(yīng)管(T1-1)、晶體三極管(T1-2)、電阻，所述運(yùn)算放大器的正相輸入端通過電阻連接于所述的數(shù)字/模擬量轉(zhuǎn)換卡的電壓輸出端，所述運(yùn)算放大器的反相輸入端連接于所述晶體三極管的發(fā)射極，所述絕緣柵場效應(yīng)管的源極連接于所述運(yùn)算放大器的輸出端，所述絕緣柵場效應(yīng)管的柵極連接于所述晶體三極管的基極，所述絕緣柵場效應(yīng)管的漏極與所述晶體三極管的集電極連接，所述的中央控制器發(fā)出的數(shù)字信號經(jīng)所述的數(shù)字/模擬量轉(zhuǎn)換卡轉(zhuǎn)換后輸出的模擬電壓信號經(jīng)所述的精密運(yùn)算放大器、絕緣柵場效應(yīng)管、晶體三極管轉(zhuǎn)換跟隨，通過所述電阻反饋之后產(chǎn)生電流信號輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的綜合錄井儀自動檢測裝置，其特征在于所述的電壓信號源發(fā)生器包括分壓電阻(RP2)、保護(hù)電阻、運(yùn)算放大器(IC2)，由所述的中央控制器發(fā)出的數(shù)字信號經(jīng)所述的數(shù)字/模擬量轉(zhuǎn)換卡轉(zhuǎn)換后輸出的模擬電壓信號經(jīng)過所述分壓電阻分壓后通過所述運(yùn)算放大器直接輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的綜合錄井儀自動檢測裝置，其特征在于所述的單脈沖信號源發(fā)生器包括反向器(IC3)、光耦(PH3)，由所述的脈沖產(chǎn)生/計(jì)數(shù)卡輸出的脈沖信號經(jīng)所述的運(yùn)算放大器進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換及功率放大后，驅(qū)動所述光耦，所述光耦輸出作為單脈沖信號源輸出。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的綜合錄井儀自動檢測裝置，其特征在于所述的雙脈沖信號源發(fā)生器包括D觸發(fā)器(IC4-1、IC4-2)、反向器(IC4-3，IC4-4，IC4-5)、光耦(PH4-1、PH4-2)，由所述的脈沖產(chǎn)生/計(jì)數(shù)卡輸出的脈沖信號經(jīng)所述反向器(IC4-3，IC4-5)的反向輸出端輸出后作為所述D觸發(fā)器(IC4-1)的時(shí)鐘信號，同時(shí)該脈沖信號經(jīng)所述反向器(IC4-4)的反向輸出端輸出后作為所述D觸發(fā)器(IC4-2)的時(shí)鐘信號輸入，所述D觸發(fā)器(IC4-1)的復(fù)位端(R4-1)與所述D觸發(fā)器(IC4-2)的復(fù)位端(R4-2)短接，所述D觸發(fā)器(IC4-1)的輸入端(D4-1)與其反向輸出端(Q4-1F)相連，所述D觸發(fā)器(IC4-1)的正向輸出端(Q4-1)將鎖存后輸出的脈沖信號分別送至所述的光耦(PH4-1)和所述的D觸發(fā)器(IC4-2)的輸入端(D4-2)，所述的D觸發(fā)器(IC4-1)的正向輸出端(Q4-2)將由所述的D觸發(fā)器(IC4-2)鎖存后的脈沖信號傳送至所述的光耦(PH4-2)，所述的D觸發(fā)器(IC4-1、IC4-2)構(gòu)成2分頻電路，由于反相器的作用，兩個(gè)D觸發(fā)器觸發(fā)時(shí)刻不同，所述D觸發(fā)器(IC4-1)由單脈沖上升沿觸發(fā)，所述D觸發(fā)器(IC4-2)由單脈沖下降沿觸發(fā)，所述光耦(PH4-1、PH4-2)的兩個(gè)光敏二極管分別作為兩路脈沖的輸出端。
專利摘要一種綜合錄井儀自動檢測裝置。主要解決了現(xiàn)有技術(shù)無法自動檢測綜合錄井儀中信號處理過程這一問題。其特征在于所述的自動檢測裝置具有中央控制器、信號源發(fā)生器、信號接收器，由該信號源發(fā)生器所發(fā)出的地質(zhì)錄井儀傳感器模擬信號在所述的中央控制器的控制下輸入被檢測的綜合錄井儀，所述的信號接收器接收由被測的綜合錄井儀輸出的測量信號，該測量信號被傳送至所述的中央控制器與所述的綜合錄井儀傳感器模擬信號進(jìn)行比較。本裝置結(jié)束了綜合錄井儀器信號處理過程無自動檢測裝置的歷史，具有檢測快捷、準(zhǔn)確的特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于綜合錄井儀器的檢測領(lǐng)域。
文檔編號G01V13/00GK2658758SQ03265560
公開日2004年11月24日 申請日期2003年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月12日
發(fā)明者何寶林, 吉善杰, 張莉, 曲永興, 牛麗巖 申請人:大慶油田有限責(zé)任公司