[实用新型]微弱信号检测仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种油井参数测量仪器，尤其涉及一种过套管电阻率测井的微弱信号检测仪。

背景技术

随着油田的开发逐渐进入到中后期，剩余油监测是各油田进行高产稳产的重要手段，能够透过钢质套管去测量油井周围地层电阻率的过套管电阻率测井仪是进行剩余油监测的主要仪器，过套管电阻率测井仪的主要测量原理是向套管和地层注入大电流，由于钢套管的电阻率相对于地层来说是很小的，大部分电流沿着套管流动，只有极少部分泄露到地层中，需要测量的信号是泄露电流在测量电极引起的电位差以及二次电位差。微弱信号测量一直是过套管电阻率测井仪的关键技术之一，其测量的精度以及准确度是影响测量结果的重要因素。

实用新型内容

为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种在油井环境中测量极微弱信号的测量误差小、精度高、结构简单的微弱信号检测仪。

本实用新型的技术解决方案是：本实用新型提供了一种微弱信号检测仪，其特殊之处在于：所述微弱信号检测仪包括测量电极部分、模拟开关、信号放大器、电压跟随器、模拟数字转换器、滤波器、微控单元以及数字模拟转换器；所述模拟开关、信号放大器、电压跟随器、模拟数字转换器、滤波器、微控单元以及数字模拟转换器依次电性连接；所述测量电极接入模拟开关；所述数字模拟转换器接入模拟开关。

上述测量电极包括第一电极以及第二电极，所述第一电极和第二电极并联接入模拟开关。

上述微弱信号检测仪还包括程控增益放大器，所述信号放大器通过程控增益放大器接入电压跟随器。

上述信号放大器是仪表放大器或差分放大器。

上述模拟数字转换器的分辨率对应的转换位数不低于16位。

上述模拟数字转换器是能够转换负电压的模拟数字转换器。

上述滤波器是低通的数字滤波器。

上述微控单元是单片机或数字信号处理器。

本实用新型的优点是：

1、测量误差小。本实用新型所提供的微弱信号检测仪能够测量浮动范围较宽的极微弱信号，测量误差小。

2、测量精度高。本实用新型在整个电路中没有模拟的滤波设备，减少信号畸变的可能以及出错的几率，测量精度高。

3、可消除温度增加对仪器零点的影响。本实用新型针对油井高温的使用环境，可以每过一段时间就进行一次测零操作，消除温度增加对仪器零点的影响。

4、结构简单。本实用新型结构简单，使用方便，很适合于油井环境中使用。

附图说明

图1是本实用新型所提供的微弱信号检测仪的结构示意图。

具体实施方式

参见图1，本实用新型提供了一种微弱信号检测仪，该检测仪包括：测量电极、模拟开关3、信号放大器4、程控增益放大器5、电压跟随器6、模拟数字转换器7、滤波器8、微控单元9以及数字模拟转换器10；模拟开关3、信号放大器4、程控增益放大器5、电压跟随器6、模拟数字转换器7、滤波器8、微控单元9以及数字模拟转换器10依次电性连接；测量电极接入模拟开关3；数字模拟转换器10接入模拟开关3。

测量电极包括第一电极1以及第二电极2，第一电极1和第二电极2并联接入模拟开关3。模拟开关3选择电极信号或者给定的校正信号两个信号中的一个进入到后级进行处理。

测量部分主要测量的是两个测量电极第一电极1以及第二电极2之间的差压，并将差压进行放大滤波等一系列处理，然后作为过套管电阻率测井仪的测量数据进行使用。

模拟开关3，可以在外部输入信号以及装置给定的校正信号之间进行切换。

信号放大器4可以是仪表放大器或者差分放大器，其特点为能够将输入的差分信号变换成单端信号并有一定的放大倍数且输入阻抗大、输出阻抗小，这样才能将输入的信号尽可能地传输到后级。

能程控增益的放大器5，因为信号放大器4已经将信号进行了一级放大，但是因为测量信号的大小对于不同的测量层段是不同的，为了能够得到对后级更好的采集信号，用一级可控增益放大器来对信号进行进一步的放大。

电压跟随器6，是为了后级的阻抗匹配而设计的。

模拟数字转换器7，由于过套管电阻率测井仪的计算式中，所有的变量都是按照数字量进行计算的，所以要对信号进行数字化处理，由于要求的精度较高，所以要求模拟数字转换器的精度至少在16位以上，并且由于输入信号是一个低频的双极性信号，所以要求模拟数字转换器必须能够转换双极性信号并且对高频信号具有很大的抑制作用，所以采用的模拟数字转换器是Δ∑结构的具有负参考能够转换负电压的一个模拟数字转换器。