[实用新型]声波信号检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及声波通讯信号领域，特别地，涉及一种声波信号检测装置。

背景技术

石油天然气是我们生产生活中不可或缺的能源，旋转导向钻井技术是近几年发展起来的新技术，也是目前国际上研究的热点，但井下系统的自动化作业成为了必须攻克的难题。井下短程通讯的主要方式分为两类，一种是声波通讯，一种是电磁通讯。电磁通讯可以高速的传输数据，并且对钻井液质量、泥浆泵流量、受力是否均匀等条件要求不高，但是由于信号在地层中传输速度快、衰减速度慢、导致电磁传输测量方法只适合在浅井中使用，而且低电磁波频率接近于大地频率，易受电气设备和地层电阻率的影响，给信号检测和接收带来不便。声波通讯技术是近几年新发展起来的一种无线传输方式。井下短程声波通讯技术是以弹性波在固定介质中的传播理论为基础。利用机械产生激振向钻柱、岩石等发射声波，经由一段传输距离接收由介质物理特性调制的声波信号，通过观察分析波形的频率幅值和波长等参数来分析工程问题。声波信号可以传播主频为0.4到2kHz的弹性波信号，因而具有更强的载波能力。

对于声波信号的检测问题，采用传统的线性检测方法，如线性滤波，线性放大等抑制噪声的方法可以实现对信号的检测，但是当信号与噪声频率一致或者噪声淹没了信号时，线性方法检测信号很难实现。

随机共振理论不把噪声当有害信号处理，而是利用噪声的能量检测微弱信号。简言之，随机共振就是在一定的非线性条件下，由弱周期信号和噪声合作而导致的非线性系统增强周期性输出的现象。

实用新型内容

为了解决上述声波信号检测装置的技术问题，本实用新型提供一种声波信号检测装置。

本实用新型提供的声波信号检测装置包括用于井下短程钻杆声波通讯信号的检测，所述声波信号检测装置包括井上装置和井下装置，所述井下装置包括电连接的信号发生器、激振器、管道及管道上安置的压电传感器。

在本实用新型提供的声波信号检测装置的一种较佳实施例中，所述井上装置包括电连接的电荷放大器、高斯白噪声产生器、随机共振检测装置及示波器。

在本实用新型提供的声波信号检测装置的一种较佳实施例中，压电传感器的数量为二个，分别连接所述电荷放大器。

在本实用新型提供的声波信号检测装置的一种较佳实施例中，所述随机共振检测装置包括第一检测模组和第二检测模组，所述第一检测模组包括依次数据连接的第一数据采集卡、第一计算机、单片机、数字电位器，所述数字电位器与所述第二检测模组数据连接。

在本实用新型提供的声波信号检测装置的一种较佳实施例中，所述第二检测模组包括依次数据连接的随机共振模拟电路、第二数据采集卡及第二计算机。

在本实用新型提供的声波信号检测装置的一种较佳实施例中，所述数字电位器与所述随机共振模拟电路数据连接。

相较于现有技术，本实用新型提供的声波信号检测装置利用非线性系统中的随机共振效应来检测强噪声干扰下的声波微弱信号，可以解决线性系统技术中不能完成的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本实用新型提供的声波信号检测装置的一种实施例的结构框图；

图2是图1所示声波信号检测装置的随机共振检测装置的结构框图。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请同时参阅图1和图2，本实用新型公开一种声波信号检测装置，本实用新型提供的声波信号检测装置包括用于井下短程钻杆声波通讯信号的检测，所述声波信号检测装置包括井上装置和井下装置，所述井下装置包括电连接的信号发生器1、激振器2、管道3及管道上安置的压电传感器7。

所述井上装置包括电连接的电荷放大器4、高斯白噪声产生器8、随机共振检测装置5及示波器6。

优选的，所述压电传感器7的数量为二个，分别连接所述电荷放大器4。