[发明专利]结合晶体谐振器的测量的系统和方法

权利要求书

1.一种用于询问表面下的钻孔中的井下环境的系统，包括

电磁能的源，可操作为在所述钻孔中传送电磁信号；

传感器模块，包括具有谐振频率随着所述井下环境的状况的变化而改变的无源谐振电路，使得谐振电路响应于所述钻孔中的所述井下环境的状况返回所述电磁信号的至少一部分以及所述谐振频率的谐波；

探测器，可放置来接收所述电磁信号的返回部分，所述探测器包括用于衰减处于所述谐振频率的信号并且传递处于所述谐振频率的谐波的信号的滤波器。

2.根据权利要求1所述的系统，还包括被配置并且被安排以在对应于所述谐波频率的频率处输出数字计数的电路。

3.根据权利要求2所述的系统，其中被配置并且被安排输出数字计数的所述电路包括鉴别器，所述鉴别器被配置并且被安排来将平均信号电平的直流部分与瞬时信号相比较并且输出数字脉冲。

4.根据权利要求3所述的系统，其中所述鉴别器包括集成电容器以及比较器。

5.根据权利要求3所述的系统，其中所述鉴别器还包括放大器和自动增益控制。

6.根据权利要求3所述的系统，其中被配置并且被安排输出数字计数的所述电路还包括与所述鉴别器进行电子通信的计数器，并且所述计数器被配置并且被安排关于时间对输出数字脉冲进行计数以测量谐波的频率。

7.根据权利要求2所述的系统，还包括与电磁能的源、传感器模块，以及探测器进行电子通信的定向耦合器，使得所传送的电磁信号通过所述定向耦合器到达所述钻孔，并且所返回的调制电磁信号通过所述定向耦合器到达所述探测器。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述滤波器包括带通滤波器或者高通滤波器。

9.根据权利要求1所述的系统，还包括超外差接收机。

10.根据权利要求9所述的系统，其中所述超外差接收机还包括接收信号强度指示器，并且所述接收信号强度指示器的输出被用作电磁能的源的控制输入。

11.根据权利要求10所述的系统，其中所述控制输入控制所传送电磁信号的频率和信号强度中的一者或者两者。

12.根据权利要求9所述的系统，其中所述超外差接收机包括频率调制的中频接收机，并且所述系统还包括：

本地振荡器；以及

与所述本地振荡器、所述滤波器、以及所述接收机进行电子通信的混频器，所述本地振荡器被配置并且被安排向所述混频器输出处于接收机中频的信号，所述混频器被配置并且被安排将处于接收机中频的信号与处于谐振频率的谐波的信号混频，并且将混频的，频率转换的信号传送给接收机。

13.根据权利要求9所述的系统，还包括与电磁能的源、所述传感器模块以及所述接收机进行电子通信的定向耦合器，使得所传送的电磁信号通过所述定向耦合器传递到所述钻孔并且所返回的电磁信号通过所述定向耦合器传递到所述接收机。

14.根据权利要求9所述的系统，其中所述滤波器包括带通滤波器或者高通滤波器。

15.根据权利要求1所述的系统，还包括将所述探测器的模拟输出转换为数字输出。

16.一种用于询问表面下的钻孔中的井下环境的方法，包括：

在所述钻孔中传送电磁信号；

响应于钻孔中的井下环境的状况将所述电磁信号的至少一部分连同传感器模块的谐振频率的谐波一起返回，所述传感器模块包括无源谐振电路，所述谐振频率随着井下环境中的状况的变化而改变；

利用探测器接收所述电磁信号的返回部分；以及

对所接收的信号进行滤波以衰减处于在所述谐振频率的信号，并且传递处于所述谐振频率的谐波的信号。

17.根据权利要求16所述的方法，还包括将平均信号电平的直流部分与瞬时信号进行比较，并且作为响应输出数字脉冲，所输出的数字脉冲对应于所述谐波频率。

18.根据权利要求16所述的方法，其中所述滤波包括对所接收的信号使用带通滤波器或者高通滤波器进行滤波。

19.根据权利要求16所述的方法，还包括监测所接收的信号强度并且在所接收的信号强度的基础上控制所述电磁信号的源。

20.根据权利要求19所述的方法，其中控制包括控制所传送的电磁信号的频率和信号强度中的一者或者两者。