基于ARM技术的核磁共振测井仪主控系统设计

来源 :中国石油大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:acxyvpfag
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核磁共振测井是目前最为先进的测井方法之一,是一种能够直接测量任意岩性储层中自由流体渗流体积特性的测井方法,有着测量精确可靠、能够提供多种储层参数的优点。核磁共振测井仪由传感器、电子线路和上位机等模块组成。其中,电子线路是核磁共振测井仪的重要组成部分,而主控系统作为电子线路的核心模块,其主要功能是产生电子线路其他模块所需的特定时序控制信号及对采集到的核磁共振信号进行采集与处理。本文从核磁共振测井基本原理出发,考虑到DSP+FPGA架构的主控系统存在功耗、成本较高等问题,对核磁共振测井仪主控系统进行重新设计与搭建。所设计主控系统基于ARM技术,包括主控系统硬件电路设计和软件设计。硬件电路设计选取高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用设计的ARM Cortex4系列的STM32F429作为主芯片,并辅之以必要的外围芯片DDS、ADC等芯片,其中,ARM模块用来产生电子线路工作时序控制、CPMG脉冲序列的生成,DDS模块用来实现对脉冲序列的频率和幅度高精度控制,ADC模块用来将采集的核磁共振模拟信号转换为数字信号。软件设计包括上位机软件设计和下位机控制程序设计,上位机模块基于Lab VIEW开发平台,主要实现与核磁共振测井相匹配的控制命令发送、回波数据的接收处理等功能,下位机模块基于Keil软件,主要是完成时序脉冲生成及利用数字相敏检波算法对回波数据做降噪处理等。通过将主控系统与电子线路其他模块联调测试,证实了本文主控系统硬件设计与电子线路其他模块衔接可靠,同时软件设计也符合核磁共振测井仪主控系统性能要求。
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