[发明专利]一种可扩展通道的瞬变电磁响应采集系统及其方法

权利要求书

1.一种可扩展通道的瞬变电磁响应采集系统，其特征在于，包括ARM主控电路、选通电路、信号调理电路、ADC采集电路、发射电路、驱动电路、上位机、稳压直流电源、发射线圈、接收线圈阵列；所述ARM主控电路分别与ADC采集电路、上位机双向通信，所述ARM主控电路输出端分别连接驱动电路、选通电路的输入端，所述发射电路的输入端连接驱动电路的输出端，所述稳压直流电源为发射电路提供工作电压，所述信号调理电路的输入、输出端分别连接选通电路的输出端、ADC采集电路的输入端，所述发射线圈并联于发射电路负载两端，所述接收线圈阵列中的每个接收线圈均连接选通电路；

所述ARM主控电路负责数据的传输，把ADC采集电路采集的数据传输到上位机；也负责控制采集的数据量、发射信号波形以及发射信号的时间间隔，同时负责控制选通电路的工作，决定选通电路具体是哪些通道在工作；

所述选通电路用于把8路通道扩展成64路通道；

所述信号调理电路用于对接收线圈的8通道瞬变电磁响应信号滤除噪声并进行差分放大；

所述ADC采集电路用于采集接收线圈位置的信号，将模拟信号转换成数字信号，并且通过数据传输协议将数字信号传输至ARM主控电路；

所述发射电路用于激发双极性方波，给发射线圈提供激励源；

所述驱动电路用于给发射电路提供两路信号，使得发射电路有最基本的发射波形；

所述上位机用于存储ARM主控电路传输的采集数据，并将数据绘制成波形图，同时根据实验需求设置不同的技术参数：选通模式、单次采集、连续多次采集、扫描串口、采集间隔时间。

2.根据权利要求1所述的可扩展通道的瞬变电磁响应采集系统，其特征在于，所述ARM主控电路采用STM32F103ZET6控制芯片，所述ADC采集电路采用ADS1278模数转换芯，所述选通电路由八个CD4051BE芯片构成，每个CD4051BE芯片均连接八个接收线圈，八个CD4051BE芯片均与信号调理电路连接。

3.根据权利要求1所述的可扩展通道的瞬变电磁响应采集系统，其特征在于，所述接收线圈阵列设置八个，均垂直于地面固定，八个接收线圈阵列的位置分别位于正方形的四个顶点位置和各边中点位置；每个所述接收线圈阵列均由八个等间距的接收线圈构成，通过PVC管固定；所述发射线圈设置于任一个接收线圈阵列的底部，所述发射线圈和所有接收线圈的参数一致。

4.一种基于权利要求1至3中任一项所述可扩展通道的瞬变电磁响应采集系统的测试方法，其特征在于，包括以下内容：

第一种：利用可扩展通道的瞬变电磁响应采集系统，测量一个接收线圈阵列中同轴的八个接收线圈的瞬变电磁响应波形，在接收线圈阵列附近放置铝块，再对同一个接收线圈阵列重新测量八个接收线圈的瞬变电磁响应波形，后者测量数据减去前者测量数据得到同轴井不同深度点的有用信号，该信号反映接收线圈所在深度的地层电导率信息；

第二种：利用可扩展通道的瞬变电磁响应采集系统，同时测量八个不同位置相同轴向高度的接收线圈的瞬变电磁响应波形，总共采集八次，将64个接收线圈的瞬变电磁响应波形存储至上位机；将铝块放置在可扩展通道的瞬变电磁响应采集系统中，同时测量八个不同位置相同轴向高度的接收线圈的瞬变电磁响应波形，总共采集八次，将64个接收线圈的瞬变电磁响应波形存储至上位机；将两次测试结果相减去掉瞬变电磁响应中的无用信号，得到与地层电导率成正比的有用信号，从而反映地层信息，监测剩余油位置，定性验证全空间几何因子在发射线圈或接收线圈两侧极性相反的特征；

第三种：将柱状磁芯放在接收线圈内部或发射线圈内部或同时放置在接收线圈、发射线圈内部，利用可扩展通道的瞬变电磁响应采集系统测量接收线圈的瞬变电磁响应波形，与不放置柱状磁芯时测量的瞬变电磁响应波形进行对比分析，实现对接收响应波形差异的研究。