[发明专利]用于微电阻率扫描成像的小信号处理电路

说明书

技术领域

本发明涉及石油勘探领域，尤其涉及一种用于微电阻率扫描成像的小信号处理电路。

背景技术

微电阻率扫描成像测井能够较准确、直观地反映井中地质构造、孔隙度及裂缝分布等重要信息，因此，被越来越广泛地应用于石油勘探开发的各个重要环节中。

目前为了实现微电阻率扫描成像，需要提前测得一些参数，电阻率就是其中一种。而为了测得电阻率，微电阻率扫描成像的仪器还需要先获得其他的一些参数，即测量地层中两点的电压差，因为电压差的大小能够反映出钮扣电极正对着的地层邻域由于岩石结构或化学上的非均质性引起的微电阻率的变化，所以我们要测量该电压差。

由于地层中的电压是小信号，而小信号顾名思义就是输入信号的电压幅度很小，通常信号中都会存在噪声干扰，而在电子系统中，噪声通常被定义为线路中目的信号以外的所有不需要的干扰信号，所以我们在测量该地层中的小信号电压差时，如果电路设计处理的不好，小信号往往会被淹没在噪声基底之下，因此，如何消除噪声，提高信噪比成了测量地层中两点的电压差的关键。

发明内容

本发明实施例提供了一种用于微电阻率扫描成像的小信号处理电路，通过在所述电路中增加屏蔽装置以及使用差分电路对掺杂在所述小信号电压中的噪声进行滤除，得到干净的小信号电压，进而可以测得准确的地层中两点的电压差。

本发明第一方面提供一种用于微电阻率扫描成像的小信号处理电路，可包括：信号采集模块和差分放大模块，所述信号采集模块和差分放大模块串联连接，所述信号采集模块用于采集电极信号并对所述电极信号进行滤波，所述差分放大模块用于对滤波后的所述电极信号进行二次滤波并放大，输出处理后的所述电极信号电压值。

在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述信号采集模块包括第一信号采集电路和第二信号采集电路，所述第一信号采集电路与所述第二信号采集电路并联连接到所述差分放大模块。

在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述第一信号采集电路包括滤波电路和电压跟随电路，所述第二信号采集电路与所述第一信号采集电路电路结构相同。

在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述滤波电路包括屏蔽装置S1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一集成运放U1、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4和第五电容C5，所述屏蔽装置S1包括导线、弹簧和屏蔽线，所述弹簧套在所述导线的外面，所述第一信号采集电路的信号输入点M1U用于通过所述导线连接到信号采集电极，所述弹簧的一端用于连接到被绝缘的金属上，所述弹簧的另一端连接到所述第一信号采集电路的信号地参考点G1U处，所述屏蔽线为与电路对应的电路板上的封闭式布线，所述屏蔽线将所述第一电容C1、所述第一电阻R1和所述信号输入点M1U包围，所述信号地参考点G1U在所述屏蔽线上任一位置处，所述第一电容C1一端连接到所述信号输入点M1U处，所述第一电容C1的另一端通过所述第一电阻R1连接到所述第一集成运放U1的反相输入端，所述第一集成运放U1的同相输入端通过所述第二电阻R2连接到所述信号地参考点G1U处，所述第一集成运放U1的同相输入端还通过所述第五电容C5接地，所述第一集成运放U1的正电源端通过所述第四电容C4接地，所述第一集成运放U1的负电源端通过所述第三电容C3接地，所述第三电阻R3一端通过所述第二电容C2连接到所述第一集成运放U1的反相输入端，所述第三电阻R3的另一端连接到所述第一集成运放U1的输出端，所述第一集成运放U1的输出端为所述第一信号采集电路的输出端，用于输出所述第一信号采集电路第一次滤波后的所述电极信号电压值。

在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述电压跟随电路包括第四电阻R4、第五电阻R5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8和第二集成运放U2，所述第六电容C6的另一端通过所述第四电阻R4连接到所述第二集成运放U2的反相输入端，所述第二集成运放U2的同相输入端连接到所述第二集成运放U2的输出端，所述第二集成运放U2的输出端连接到所述第一集成运放U1的反相输入端，所述第五电阻R5和所述第八电容C8串联后的一端接地，所述第五电阻R5和所述第八电容C8串联后的另一端连接到所述第四电阻R4和所述第六电容C6之间，所述第七电容C7的一端接地，所述第七电容C7的另一端连接到所述第四电阻R4和所述第六电容C6之间。