Заказ звонка
Оставьте ваш номер телефона, и мы обязательно вам перезвоним!
Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь c политикой конфиденциальности
Прибор нейтронного каротажа со спектральным анализатором импульсов известной огибающей
Описание проекта
Высокотемпературный прибор нейтронного каротажа регистрирует сигналы фотоэлектронного умножителя, определяет энергию импульсов и разделяет наложившиеся сигналы. В рамках проекта провели НИОКР, разработали электронику, встроенное ПО и алгоритмы обработки, изготовили и испытали опытный образец.
Задачи разработки проекта
Заказчику требовалось повысить разрешение скважинного прибора на ранних временах измерения.
В этот период возникает первичный каскад с высокой плотностью импульсов. Отдельные сигналы накладываются друг на друга и образуют сложную суммарную форму, из-за чего стандартные методы регистрации не позволяют достоверно определить количество и энергию каждого импульса.
Необходимо было разработать устройство, которое обрабатывает входной сигнал непосредственно внутри скважинного прибора и обеспечивает:
- высокую точность регистрации импульсов;
- повышение разрешения на ранних временах измерения;
- разделение наложившихся импульсов;
- определение энергии каждого импульса;
- подсчет импульсов в заданных временных интервалах;
- обработку данных в реальном времени;
- калибровку в процессе измерения;
- работу при повышенной температуре внутри скважины;
- передачу данных на базовую станцию.
Решение, разработанное «Тесла тек»
Специалисты «Тесла тек» разработали высокотемпературный прибор нейтронного каротажа со спектральным анализатором импульсов известной огибающей.
Сигнал от фотоэлектронного умножителя поступает в аналоговый тракт и оцифровывается двумя аналого-цифровыми преобразователями. В составе общего сигнала устройство выделяет отдельные импульсы и определяет их энергию по форме эталонной огибающей, полученной во время калибровки.
Для обработки участков с высокой плотностью сигналов разработана математическая модель разделения наложившихся импульсов. Алгоритм сопоставляет зарегистрированный сигнал с эталонной формой и последовательно определяет вклад каждого импульса.
После разделения прибор рассчитывает энергию импульсов и подсчитывает их количество в каждом временном интервале.
Основная обработка выполняется в реальном времени на FPGA Spartan-6. Для управления устройством используется микроконтроллер STM8 автомобильного исполнения. Обмен данными с базовой станцией организован по протоколу «Манчестер-2».
Калибровка прибора
Форма импульса может изменяться под воздействием температуры, параметров фотоэлектронного умножителя и условий эксплуатации. Поэтому прибор поддерживает калибровку непосредственно в процессе измерения. Полученная актуальная форма эталонной огибающей используется для определения энергии и разделения импульсов.
Это позволяет учитывать изменения характеристик измерительного тракта и сохранять точность обработки при разных режимах работы.
Основные узлы устройства
Печатная плата прибора включает:
- аналоговый тракт для приема и предварительной обработки сигнала;
- два аналого-цифровых преобразователя;
- FPGA Spartan-6 автомобильного исполнения;
- микроконтроллер STM8 автомобильного исполнения;
- интерфейс обмена данными по протоколу «Манчестер-2»;
- цепи питания и защиты для работы при повышенной температуре.
Результаты выполнения проекта
В результате проекта создан высокотемпературный прибор нейтронного каротажа со спектральным анализатором импульсов.
Разработанное устройство обеспечивает:
- регистрацию сигналов от фотоэлектронного умножителя;
- высокоскоростную оцифровку входного сигнала;
- выделение отдельных импульсов;
- определение энергии каждого импульса;
- разделение импульсов, наложившихся друг на друга;
- подсчет количества импульсов в заданных временных интервалах;
- повышение разрешения измерений на ранних временах;
- калибровку непосредственно во время измерения;
- обработку данных в реальном времени на FPGA;
- передачу результатов на базовую станцию;
- эксплуатацию в условиях повышенной температуры внутри скважины.
Применение разработанных алгоритмов позволило получить более точные данные в момент возникновения первичного каскада, когда плотность импульсов особенно высока и стандартные методы регистрации становятся недостаточно эффективными.
Выполненные работы
В рамках проекта специалисты «Тесла тек» выполнили:
- Провели НИОКР;
- Разработали архитектуру устройства;
- Разработали дизайн плат: схемотехнику и топологию;
- Разработали встроенное ПО и алгоритмы;
- Изготовили и испытали опытные образцы.
Команда разработки
Руководитель проекта; Инженер-схемотехник, Программист микроконтроллеров, Разработчик встроенного программного обеспечения, Инженер-конструктор.
2013 год
Требуется разработка электроники?
Если у вас уже есть задача или идея, которую нужно формализовать и оценить, свяжитесь с нами. Наш менеджер позвонит вам, чтобы осудить детали. Конфиденциальность и защиту авторского права гарантируем документально.
Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь c политикой конфиденциальности
Закажите звонок
Наш менеджер свяжется с вами в ближайшее время
Другие проекты
Подписка
Оставьте заявку, и мы будем присылать вам свежие новости и статьи: