[发明专利]一种数字声波测井的纵波井下增益自适应控制系统及方法

权利要求书

1.一种数字声波测井的纵波井下增益自适应控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：在一个采集周期内通过若干采集通道采集声波全波列信号并进行滤波，得到每个通道的声波全波列数字信号；

所述S1具体为：

在一个采集周期内通过若干采集通道采集声波全波列信号，将每个通道的声波全波列信号进行FFT变换，保留声波全波列数字信号的16KHZ到19KHZ的频率信息，完成每个通道的声波全波列信号滤波，得到每个通道的声波全波列数字信号；

S2：提取每个采集通道声波全波列数字信号中的纵波数字信号；

所述S2具体为：

对每个通道的声波全波列数字信号分别进行希尔伯特变换，然后将声波全波列数字信号的虚部值除以实部值，得到每个通道的声波全波列数字信号的瞬时相位正切值，将瞬时相位正切值进行反正切变换得到每个通道的声波全波列数字信号的瞬时相位，得到瞬时相位的突变点位置，以突变点位置为起始位置，提取100us的声波全波列数字信号，得到每个通道的纵波数字信号；

S3：通过下式得到下一个采集周期内每个采集通道声波全波列信号的额定最大增益倍数M：

M＝Q/P

其中：P为每个采集通道的纵波数字信号的幅度最大值与最小值的差，Q为对应采集通道的满幅测量值；

S4：确定下一个采集周期内每个采集通道声波全波列信号的增益倍数N并输送至对应的采集通道进行声波全波列信号的增益；其中：N≤M；

当所述S4中进行其余声波全波列信号的增益的装置为PGA113程控增益放大器时，N与M的取值关系如下：

当M≥300时，N取200；

当300＞M≥150时，N取100；

当150＞M≥60时，N取50；

当60＞M≥30时，N取30；

当30＞M≥17时，N取10；

当17＞M≥7时，N取5；

当7＞M≥3时，N取2；

当3＞M≥0时，N取1。

2.一种基于权利要求1所述的数字声波测井的纵波井下增益自适应控制方法的数字声波测井的纵波井下增益自适应控制系统，其特征在于，包括第一DSP芯片、FPGA芯片和若干采集通道；FPGA芯片一端与第一DSP芯片连接，另一端与若干采集通道连接；每个采集通道均包括模数转换器、程控增益放大器和滤波电路；模数转换器一端连接FPGA芯片，另一端依次连接程控增益放大器和滤波电路；其中：

滤波电路用于滤除声波全波列信号中的噪音；

模数转换器用于将声波全波列信号转换为声波全波列数字信号，并通过模数寄存器单元将声波全波列数字信号输送至FPGA芯片；

FPGA芯片用于暂存若干采集通道采集的声波全波列数字信号；

第一DSP芯片用于读取FPGA芯片中的声波全波列数字信号，并通过声波全波列数字信号提取纵波数字信号，根据纵波数字信号和模数转换器满幅测量值确定声波全波列信号的增益倍数，并通过FPGA芯片将增益倍数输送至对应采集通道的程控增益放大器；

程控增益放大器用于接收FPGA芯片输送的增益倍数，并将声波全波列信号放大对应的增益倍数。

3.根据权利要求2所述的数字声波测井的纵波井下增益自适应控制系统，其特征在于，还包括温度采集模块；温度采集模块包括铂电阻、调理电路和温度采集模数转换器；铂电阻依次连接调理电路和温度采集模数转换器，温度采集模数转换器与FPGA芯片连接。

4.根据权利要求3所述的数字声波测井的纵波井下增益自适应控制系统，其特征在于，所述温度采集模块还包括累加器；累加器设置在FPGA芯片内部通过寄存器与温度采集模数转换器连接。

5.根据权利要求2所述的数字声波测井的纵波井下增益自适应控制系统，其特征在于，所述若干采集通道共用时钟信号和片选信号。