本發明屬于聲波法測量井下動液面深度領域,尤其涉及一種井下聲信號模擬器及其應用方法。
背景技術:
1、現有技術在聲波法井下動液面深度測量儀的研發和測試過程中,儀器的聲波實驗一般需要到采油現場完成,過程中耗費大量的人力物力,導致測量儀研發周期長,自檢效率低等問題。而市場上現有的信號模擬器的輸出形式通常為電信號,模擬的電信號只能對儀器中ad轉換后的電路進行測試,而無法對微音器及其放大濾波電路進行測試,換句話說,市場上現有的電信號模擬器無法對聲波法井下動液面深度測量儀進行全面的測試。因此,亟需一種井下聲信號模擬器及其應用方法。
技術實現思路
1、為解決上述技術問題,本發明提出了一種井下聲信號模擬器及其應用方法,解決了聲波法井下動液面測量儀在非油井現場難以自檢、研發效率低的難題。
2、為實現上述目的,本發明提供了一種井下聲信號模擬器,包括:箱體,所述箱體內部設置有依次連接的fpga主控模塊、數模轉換模塊、音頻放大模塊,所述fpga主控模塊用于接收波形文件;所述數模轉換模塊用于根據波形文件輸出模擬信號;所述音頻放大模塊用于將所述模擬信號轉換為音頻信號;
3、所述箱體外部設置有空心接口和外部接口,所述空心接口用于設置低頻揚聲器,所述低頻揚聲器用于所述音頻信號輸出激勵聲波,所述外部接口設置于與所述空心接口相鄰側,且所述外部接口與所述fpga主控模塊連接。
4、可選的,所述數模轉換模塊采用12位高速數模轉換芯片。
5、可選的,所述箱體內部還設置有與所述fpga主控模塊連接的數據存儲模塊;
6、所述數據存儲模塊用于存儲所述波形文件。
7、可選的,所述外部接口包括:射頻觸發接口、波形切換按鍵接口、波形顯示數碼管和電源接口;
8、所述射頻觸發接口用于接收測量儀給出的觸發信號;
9、所述波形切換按鍵接口用于改變輸出的波形序號;
10、所述波形顯示數碼管用于顯示所述波形序號;
11、所述電源接口用于外部向聲信號模擬器提供電源。
12、本發明還提供了一種井下聲信號模擬器的應用方法,所述應用方法包括:
13、通過所述電源接口,接通所述聲信號模擬器的電源,獲取觸發信號;
14、基于所述觸發信號,所述fpga主控模塊控制所述數模轉換模塊輸出模擬信號;
15、基于所述音頻放大模塊和低頻揚聲器將所述模擬信號轉換為激勵聲波,根據所述激勵聲波激勵所述動液面測量儀中的聲電傳感器。
16、可選的,接通所述聲信號模擬器的電源前,還需通過射頻接線連接所述動液面測量儀與聲信號模擬器;
17、使用柔性管連接所述動液面測量儀的采油樹接口與所述聲信號模擬器的低頻揚聲器接口。
18、可選的,基于所述觸發信號,所述fpga主控模塊控制所述數模轉換模塊輸出模擬信號包括:
19、接收到所述觸發信號后,所述fpga主控模塊控制所述數模轉換模塊輸出模擬信號,并同步讀取所述數據存儲模塊中的下一數據,直到指定數據區域內的聲波數據全部輸出至所述數模轉換模塊。
20、與現有技術相比,本發明具有如下優點和技術效果:
21、本發明使用聲信號對動液面測量儀進行測試實驗,相對于現有的模擬器,本發明對測量儀的非現場聲波實驗更接近現場測試情況。本發明創新性地通過揚聲器將電信號轉換為聲信號,解決了井下聲源的模擬難題。同時,產生的激勵聲源更加地精準可控,其用于驅動揚聲器的電信號的幅度精度為1mv,頻率范圍為0~1khz,頻率分辨率為0.1hz,無雜散動態范圍(sfdr)≥70db。本發明產生的激勵聲波波形使用計算機進行編輯,通過采樣點合成方式,用戶可合成任意類型的激勵波形,解決了測量儀在非油井現場難以獲取測試聲波來源的難題。
1.一種井下聲信號模擬器,其特征在于,包括:箱體,所述箱體內部設置有依次連接的fpga主控模塊、數模轉換模塊、音頻放大模塊,所述fpga主控模塊用于接收波形文件;所述數模轉換模塊用于根據波形文件輸出模擬信號;所述音頻放大模塊用于將所述模擬信號轉換為音頻信號;
2.根據權利要求1所述的一種井下聲信號模擬器,其特征在于,所述數模轉換模塊采用12位高速數模轉換芯片。
3.根據權利要求1所述的一種井下聲信號模擬器,其特征在于,所述箱體內部還設置有與所述fpga主控模塊連接的數據存儲模塊;
4.根據權利要求1所述的一種井下聲信號模擬器,其特征在于,所述外部接口包括:射頻觸發接口、波形切換按鍵接口、波形顯示數碼管和電源接口;
5.一種井下聲信號模擬器的應用方法,其特征在于,用于應用如權利要求1-4任一所述的井下聲信號模擬器,所述應用方法包括:
6.根據權利要求5所述的一種井下聲信號模擬器的應用方法,其特征在于,接通所述聲信號模擬器的電源前,還需通過射頻接線連接所述動液面測量儀與聲信號模擬器;
7.根據權利要求5所述的一種井下聲信號模擬器的應用方法,其特征在于,基于所述觸發信號,所述fpga主控模塊控制所述數模轉換模塊輸出模擬信號包括: