本實用新型涉及油氣勘探測井儀器技術領域，更具體地說，涉及一種扇區(qū)聲波發(fā)射裝置。

背景技術：

扇區(qū)聲波測井技術是評價固井質量的重要方法之一，在油氣的開發(fā)和勘探方面有著廣泛的應用。試驗證明影響扇區(qū)儀器聲波穩(wěn)定性的重要因素之一是聲波發(fā)射功率的穩(wěn)定性?，F(xiàn)有的技術多是采用電容充放電激發(fā)換能器的方式，由于電路受井下溫度的影響，電容的特性會發(fā)生變化，導致探頭發(fā)射的功率也發(fā)生變化，從而影響固井聲波評價精度。同時聲波信號受到電容沖放電的影響，在電纜上形成固定的干擾信號，導致磁定位曲線干擾大，分辨率差等缺點，影響磁定位測量的精度。

綜上所述，如何有效地解決扇區(qū)儀器聲波的穩(wěn)定性差、磁定位測量精度低的問題，是目前本領域技術人員急需解決的問題。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種扇區(qū)聲波發(fā)射裝置，以解決扇區(qū)儀器聲波的穩(wěn)定性差、磁定位測量精度低的問題。

為了達到上述目的，本實用新型提供如下技術方案：

一種扇區(qū)聲波發(fā)射裝置，包括用于將電纜電壓和發(fā)射電壓分離的電纜電壓分離模塊，所述電纜電壓分離模塊的一端與電纜連接，另一端與發(fā)射換能器連接。

優(yōu)選地，所述電纜電壓分離模塊包括依次連接的用于向電源變壓器發(fā)送驅動信號的驅動控制器，用于變換電壓的所述電源變壓器，用于采集所述電源變壓器信號控制振蕩控制器以達到電壓平衡的采集控制器和用于對所述電源變壓器高頻驅動的所述振蕩控制器，所述驅動控制器的一端與所述電纜連接。

優(yōu)選地，還包括用于放大控制信號的控制信號驅動模塊，所述控制信號驅動模塊與所述發(fā)射換能器連接以將放大后的所述控制信號發(fā)送至所述發(fā)射換能器進行信號驅動。

優(yōu)選地，還包括用于對所述控制信號進行功率變換的功率變換模塊，所述功率變換模塊一端分別與所述電纜電壓分離模塊和所述控制信號驅動模塊連接，另一端與所述發(fā)射換能器連接以對所述發(fā)射換能器進行驅動。

優(yōu)選地，所述電源變壓器與所述功率變換模塊連接以發(fā)送高壓電源。

優(yōu)選地，所述控制信號驅動模塊包括用于對所述控制信號進行隔離放大的信號隔離器，用于為所述功率變換模塊提供驅動信號的信號驅動器，與所述信號隔離器和所述信號驅動器分別連接的用于電平轉換的電平變換器。

優(yōu)選地，所述功率變換模塊包括與所述電纜電壓分離模塊連接的用于對所述控制信號進行功率放大的功率放大器，與所述功率放大器連接、用于采集所述功率放大器的信號以穩(wěn)定發(fā)射電壓的反饋采樣器和分別與所述信號驅動器和所述功率放大器連接的用于所述控制信號緩沖的輸入信號緩沖器。

優(yōu)選地，所述電纜電壓分離模塊、所述控制信號驅動模塊和所述功率變換模塊為一體式結構。

本實用新型提供的扇區(qū)聲波發(fā)射裝置，包括用于將電纜電壓和發(fā)射電壓分離的電纜電壓分離模塊，電纜電壓分離模塊的一端與電纜連接，另一端與發(fā)射換能器連接。應用本實用新型提供的扇區(qū)聲波發(fā)射裝置，通過設置電纜電壓分離模塊，把電纜總線電壓與發(fā)射電壓完全分離，消除發(fā)射電壓的波動對電纜信號產(chǎn)生的干擾，實現(xiàn)電纜信號與發(fā)射信號的分離，穩(wěn)定扇區(qū)聲波發(fā)射功率，消除扇區(qū)聲波發(fā)射對電纜的影響，提高磁定位分辨率。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型實施例提供的扇區(qū)聲波發(fā)射裝置的結構示意圖；

圖2為本實用新型另一實施例提供的扇區(qū)聲波發(fā)射裝置的結構示意圖；

圖3為本實用新型實施例提供的電纜電壓分離模塊的結構示意圖；

圖4為本實用新型實施例提供的控制信號驅動模塊的結構示意圖。

附圖中標記如下：

電纜電壓分離模塊11、發(fā)射換能器21、控制信號驅動模塊2、功率變換模塊3、振蕩控制器4、采集控制器5、電源變壓器6、驅動控制器7、信號隔離器8、電平變換器9、信號驅動器10。

具體實施方式

本實用新型實施例公開了一種扇區(qū)聲波發(fā)射裝置，解決了扇區(qū)儀器聲波的穩(wěn)定性差、磁定位測量精度低的問題。

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

請參閱圖1-圖4，圖1為本實用新型實施例提供的扇區(qū)聲波發(fā)射裝置的結構示意圖；圖2為本實用新型另一實施例提供的扇區(qū)聲波發(fā)射裝置的結構示意圖；圖3為本實用新型實施例提供的電纜電壓分離模塊的結構示意圖；圖4為本實用新型實施例提供的控制信號驅動模塊的結構示意圖。

在一種具體的實施方式中，扇區(qū)聲波發(fā)射裝置包括用于將電纜電壓和發(fā)射電壓分離的電纜電壓分離模塊11，電纜電壓分離模塊11的一端與電纜連接，另一端與發(fā)射換能器21連接。一般的，電纜電壓分離模塊11可以具體為電壓分離器，在其他實施例中，也可以為其他形式，只要能夠實現(xiàn)相同的技術效果即可，對具體的實現(xiàn)方式不做限定。電纜電壓分離模塊11通過采用電路分離方法，把電纜總線電壓與發(fā)射電壓完全分離，消除發(fā)射電壓的波動對電纜信號的干擾，實現(xiàn)了電纜信號與發(fā)射信號的分離，解決扇區(qū)聲波發(fā)射功率不穩(wěn)、磁定位分辨率差的問題。

更進一步地，電纜電壓分離模塊11包括依次連接的用于向電源變壓器6發(fā)送驅動信號的驅動控制器7，用于變換電壓的電源變壓器6，用于采集電源變壓器6信號控制振蕩控制器4以達到電壓平衡的采集控制器5和用于對電源變壓器高頻驅動的振蕩控制器4，驅動控制器7的一端與電纜連接。

驅動控制器7的一端與電纜連接，另一端與電源變壓器6連接，電源變壓器6的另一端與采集控制器5的一端連接，采集控制器5的另一端與振蕩控制器4的一端連接，振蕩控制器4的另一端與驅動控制器7連接。一般的，驅動控制器7與測井電纜相連，作為電源變壓器6的驅動信號，電源變壓器6將信號傳輸至采集控制器5，將信號進行處理后調整為輸出信號，輸出信號控制振蕩控制器4工作，達到電壓平衡的目的。一般的，振蕩控制器4可采用集成振蕩芯片CD4011搭建而成，產(chǎn)生20K高頻信號，實現(xiàn)對電源變壓器6的高頻驅動，該控制器電路設計簡單，集成化程度高。采集控制器5有采集單片機dspic30f4011為主要采集芯片，其為TI高速單片機，本身帶有AD采集芯片，具有低功耗和高性能等優(yōu)點，在其他實施例中，也可以選擇其他的采集控制器5，只要能夠達到相同的技術效果即可，對具體的實現(xiàn)形式不作限定。

具體的，還包括用于放大控制信號的控制信號驅動模塊2，控制信號驅動模塊2與發(fā)射換能器連接以將放大后的控制信號發(fā)送至發(fā)射換能器進行信號驅動。

一般的，控制信號驅動模塊2采用電源電壓變換電路，將低壓控制信號變換成高壓控制信號，采用隔離電路，將控制信號隔離放大，提高控制信號的抗干擾能力，控制信號驅動模塊2處理后的信號進行輸送至發(fā)射換能器21上，從而推動發(fā)射換能器21工作。一般的，可通過隔離放大器實現(xiàn)，當然，在其他實施例中，也可以選擇其他形式的控制信號驅動模塊2，只要能夠實現(xiàn)相同的技術目的即可，對具體的實現(xiàn)形式不做限定。

進一步地，還包括用于對控制信號進行功率變換的功率變換模塊3，功率變換模塊3一端分別與電纜電壓分離模塊11和控制信號驅動模塊2連接，另一端與發(fā)射換能器連接以對發(fā)射換能器進行驅動。

電纜電壓分離模塊11和控制信號驅動模塊2分別經(jīng)功率變換模塊3與發(fā)射換能器21連接，控制信號驅動模塊2處理后的信號發(fā)送至功率變換模塊3，進行功率變換，一般采用集成功率放大電路，通過放大的信號可推動發(fā)射換能器21工作，電纜電壓分離模塊11提供高壓電源至功率變換模塊3。具體的，可設置功率放大器進行功率變換，具體的功率放大器的型號可根據(jù)實際的扇區(qū)聲波發(fā)射裝置的需要自行進行選擇，均在本實用新型的保護范圍內。

為了降低能量損耗，可設置高壓變壓器保證電路電壓，高壓變壓器與功率變換模塊3連接，將功率變換模塊3放大后的信號發(fā)送至高壓變壓器，通過高壓變壓器推動發(fā)射換能器21工作。在其他實施例中，也可以不設置高壓變壓器，但不進行上述設置，在電路傳輸過程中可能會存在能量損耗，影響裝置的正常運行，具體的，可根據(jù)實際的生產(chǎn)需要自行進行設置。

在本發(fā)明的一種實施例中，電源變壓器6與功率變換模塊3連接以發(fā)送高壓電源。

電源變壓器6與功率變換模塊3連接。電源變壓器6的信號通過功率驅動變換模塊進行功率變換，進而對發(fā)射換能器21進行輸出信號。一般的，電源變壓器6采用高溫設計，匝數(shù)比為1:20，外部設置磁屏蔽外殼。具體的，電源變壓器6的具體形式可根據(jù)不同的生產(chǎn)需要自行進行設置。

具體的，控制信號驅動模塊2包括用于對控制信號進行隔離放大的信號隔離器8，用于為功率變換模塊3提供驅動信號的信號驅動器10，與信號隔離器8和信號驅動器10分別連接的用于電平轉換的電平變換器9。

控制信號驅動模塊2包括信號隔離器8、信號驅動器10、與信號隔離器8和信號驅動器10分別連接的電平變換器9。控制信號驅動模塊2將低壓控制信號變換成高壓控制信號，采用隔離電路，把控制信號隔離放大，提高控制信號的抗干擾能力。信號隔離器8與電平變換器9及控制信號連接，信號隔離器8采用信號隔離集成電路tc4227提高了信號的抗干擾能力，電平變換器9把3.3V的電壓信號轉換成15V控制信號。電平變換器9與信號驅動器10連接，信號驅動器10與功率變換模塊3相連，為功率變換模塊3提供驅動信號。通過上述設置使得低壓控制信號變換為高壓控制信號，提高控制信號的抗干擾能力。

進一步地，功率變換模塊3包括與電纜電壓分離模塊11連接的用于對控制信號進行功率放大的功率放大器，與功率放大器連接、用于采集功率放大器的信號以穩(wěn)定發(fā)射電壓的反饋采樣器和分別與信號驅動器和功率放大器連接的用于控制信號緩沖的輸入信號緩沖器。

功率放大器對電纜電壓分離模塊11的信號進行放大，保證信號的傳輸質量，反饋采樣器對功率放大器的信號進行采集，以穩(wěn)定發(fā)射電壓。來自單片機控制聲波發(fā)射方式的信號，經(jīng)信號驅動器10傳輸至輸入信號緩沖器進行緩沖，再將該信號輸送至功率放大器進行放大，經(jīng)放大后的控制信號，驅動發(fā)射換能器，完成信號的傳輸。具體的，功率放大器可以為IRF640，個數(shù)可為兩個，功率放大器的中心點與電纜電壓分離模塊11連接，在其他實施例中，也可以為其他個數(shù)的放大器件，且型號也可以根據(jù)實際的需要進行設置，功率放大器也可以采用其他形式，只要能夠達到相同的技術目的即可。

優(yōu)選地，功率放大器與高壓變壓器連接，由上文可知，信號經(jīng)功率放大器放大后驅動高壓變壓器，進而驅動發(fā)射換能器，在其他實施例中，也可以不設置高壓變壓器，只要能夠達到相同的技術效果即可，均在本實用新型的保護范圍內。

在上述各實施例的基礎上，電纜電壓分離模塊11、控制信號驅動模塊2和功率變換模塊3為一體式結構。為了提高儀器的集成化程度，將其進行一體式設計，實現(xiàn)模塊的集成化，替代分離結構設計模式，同時實現(xiàn)了電纜信號與發(fā)射信號的分離，解決了現(xiàn)有技術存在的發(fā)射功率不穩(wěn)、磁定位分辨率差的缺點，提高儀器的穩(wěn)定性。

本實用新型提供的扇區(qū)聲波發(fā)射裝置，通過采用高頻振蕩電路通過變壓器隔離實現(xiàn)電纜信號與發(fā)射信號的完全分離，由來自單片機的控制信號，控制聲波換能器的振蕩頻率及振蕩方式，通過電纜電壓隔離方式，降低了聲波發(fā)射對電纜信號的影響。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。