基于电磁感应的多层管柱电磁探伤测井系统

据的偏差或整体偏差，因此我们采用一些方法来消除测量中产生的偶然因素。

首先由于发送激励信号时候如果电流只有一个方向，则可能因为几何因素造成较大的差异，因此，在激励时我们采用双极性方波，正采样一次再负采样一次，两次的绝对值取平均则可得到良好的数据结果。

另外除了消除了几何结构造成的偏差，仍不能达到我们的要求，对于近场区的值，如果我们只相信一个采样点的值则会造成偏差，因此我们对进场数据采平均值，对远场平均取平均值。采用平均的算法速度较快，占用系统资源少，效果可以接受。

文件存储与恢复

文件部分功能被封装在FileSave类中，其中实现了保存、追加等功能。

文件存储

在穿件文件对象时首先根据获取的路径创立文件，如果在读文件过程中则文件以只读方式打开，写文件过程中，自动获取系统时间，保存由系统时间决定的时间，这样的文件名便于查看时调出。

保存文件的方式为来什么存什么，即直接存储下位机传来的信息，当然这些信息是经过验证的，符合校验和的信息，校验和也被存储在文件中，这样在读取文件时仍能进行判断，以防止文件在存储过程中的被篡改现象。

文件恢复

当工程人员不在测井时，仍可由存储的测井数据回复测井曲线，读出过程和测井过程使用同一段代码，算法一致，极大地提高了代码复用率，效率也比较高。在读出过程中仍可校验和等数据，对于校验和不正确的数据包予以抛弃。

图像的存储

另外，恢复测井曲线很慢，而且信息冗余量比较大，因此我们同样设置了图像保存的借口。这样工程人员就可以用普通的看图软件打开存储的图像，分析图像数据了。

绘图模块

整个程序需要绘制两种图像，分别为衰减曲线和测井曲线。衰减曲线的绘制被封装在DecayGrapg类中，而测井曲线被封装在PDGraph中。二者的工作原理大同小异，使用的均是.Net提供的GDI+。在构造函数中首先完成框架和图例的绘制，随后根据传递的信息划线。

系统测试

测试设备

MOTECH LPS-305S数控式直流稳压电源

特性：工频220V输入，两路双极性电压输出

用途：系统供电

特殊要求：供电电压可调，电压稳定

Agilent 7104示波器

特性：4通道，采样速率达4GSa/s

用途：检测波形

特殊要求：采样速率快，多通道

致远USB CAN-2A CAN接收设备

用途：实现CAN转USB的功能，PIC32单片机通过CAN总线与PC通信

Visual stidio 2008

用途：用户界面设计，测井曲线绘制

MAPLAB开发环境

用途：编写PIC32主程序，编译，下载

井下电路部分测试

模拟的衰减曲线波形

模拟产生的衰减曲线如下图所示：

图 27 模拟的衰减曲线（100ms/div）

图 28 模拟的衰减曲线（5ms/div）

曲线峰值3.3V,示波器显示可以看出，模拟的衰减曲线类似指数衰减，但在后期有纹波干扰。

可编程模块控制信号

RD12，RD13，RD4三个引脚信号如图 29所示，在一个周期内交替有效（低电平），有效期分别为9ms，24ms，75ms，和之前划分的早，中，晚三个时间段相符合。

RD1,RD2,RD3三个引脚信号如图 30所示，实现了对纵向探头A,横向探头B，C分时采样的功能。

图 29 时期划分控制信号

图 30 探头选择控制信号

编程放大后的信号曲线

可编程放大模块输出的信号如下图所示，早、中、晚三个时期的放大倍数分别为2, 5.5, 11。

图 31 编程放大后的衰减曲线（50ms/div）

图 32 编程放大后（绿）和放大前(黄)的信号(20ms/div)

总结

我们团队主要实现了电磁探伤系统的以下功能：

选择了合适的信号处理芯片，以分时、编程放大的方式对探头信号进行了处理。

以CAN总线为基础，制定了一套适用于井下系统和地面系统之间协作的通信协议。

地面解释系统对采集到的数据进行处理，绘出内层油管和外层套管的测井曲线，并能同步显示管道的厚度谱，带给油井工作者更直观的信息。