核磁共振谱仪制造技术

本发明专利技术提供一种核磁共振谱仪，包括：天线阵列、功率放大器、前置放大器、以及FPGA；FPGA包括激励信号生成模块和回波信号接收模块；功率放大器的输入端与激励信号生成模块相连接，功率放大器的输出端与天线阵列相连接；前置放大器的输入端与天线阵列相连接，前置放大器的输出端与回波信号接收模块相连接；激励信号生成模块用于接收用户通过上位机发送的控制信息，并根据控制信息生成天线激励信号；回波信号接收模块用于从放大后的回波信号中提取出核磁共振信号发送给上位机。本发明专利技术提供的核磁共振谱仪，硬件模块较少，体积和功耗也大幅减小，提高了系统的稳定性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及核磁共振测录井技术，尤其涉及一种核磁共振谱仪。
技术介绍
核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance, NMR)现象在1946年被发现，之后很快应用在物理、化学、材料科学、生命科学和医学等领域。核磁共振谱仪是利用核磁共振技术对井下地层信息或钻井液信息进行探测的仪器，可具体用于核磁共振测井仪或核磁共振录井仪等系统中。目前，核磁共振谱仪通常包括:数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、现场可编程门阵列(Field — Programmable Gate Array，FPGA)、直接数字式频率合成器(Direct Digital Synthesizer，DDS)、刻度器、脉冲采集电路以及天线阵列等。现有技术的不足之处在于，由于谱仪中硬件模块较多，增大了系统的体积与功耗，也增加了系统硬件的复杂度，降低了系统的可靠性。
技术实现思路
本专利技术提供一种核磁共振谱仪，用以解决现有技术中谱仪的体积与功耗较大、可靠性较差的技术问题。本专利技术提供一种核磁共振谱仪，包括:天线阵列、功率放大器、前置放大器、以及现场可编程门阵列FPGA ;所述FPGA包括激励信号生成模块和回波信号接收模块；所述功率放大器的输入端与所述激励信号生成模块相连接，所述功率放大器的输出端与所述天线阵列相连接；所述前置放大器的输入端与所述天线阵列相连接，所述前置放大器的输出端与所述回波信号接收模块相连接；所述激励信号生成模块用于接收用户通过上位机发送的控制信息，并根据所述控制信息生成天线激励信号；所述功率放大器用于将所述天线激励信号放大后发送给所述天线阵列；所述前置放大器用于将所述天线阵列接收到的回波信号放大后发送给所述回波信号接收模块；所述回波信号接收模块用于从所述放大后的回波信号中提取出核磁共振信号发送给所述上位机。进一步地，所述激励信号生成模块具体包括:控制信息接收单元，用于接收用户通过上位机发送的控制信息，并根据所述控制信息确定所述天线激励信号对应的频率、幅度和初始相位值；相位累加单元，用于根据所述频率、所述幅度和所述初始相位，产生对应的相位字；变换单元，用于根据所述相位字，通过查表法产生所述天线激励信号。进一步地，所述回波信号接收模块具体包括:回波信号接收单元，用于接收前置放大器发送的放大后的回波信号；正交检波单元，用于产生正弦量和余弦量，并将所述正弦量与所述放大后的回波信号相乘，得到虚部信号，将所述余弦量与所述放大后的回波信号相乘，得到实部信号；发送单元，用于根据所述实部信号和所述虚部信号获得核磁共振信号，并将所述核磁共振信号发送给所述上位机。 进一步地，所述核磁共振谱仪，还包括:磁体；所述磁体的充磁方向为轴向，所述天线阵列包括至少一个螺线管天线，所述螺线管天线环绕在所述磁体外侧。进一步地，所述核磁共振谱仪，还包括:温度传感器；所述温度传感器与所述FPGA电连接，用于将检测到的温度信号发送给所述FPGA。进一步地，所述核磁共振谱仪，还包括:隔离电路；所述功率放大器和所述前置放大器分别通过所述隔离电路与所述天线阵列相连接。进一步地，所述隔离电路包括第一开关和第二开关；所述功率放大器的输出端通过所述第一开关与所述天线阵列相连接；所述前置放大器的输入端通过所述第二开关与所述天线阵列相连接；所述第一开关的控制端和所述第二开关的控制端分别与FPGA相连接；所述FPGA还包括:控制命令生成模块，所述控制命令生成模块用于生成第一开关控制命令和第二开关控制命令，所述第一开关控制命令用于控制所述第一开关开通或关断，所述第二开关控制命令用于控制所述第二开关开通或关断。进一步地，所述核磁共振谱仪，还包括:与所述天线阵列并联的泄放电路；所述泄放电路包括串联的MOS管和电阻。进一步地，所述MOS管的输入端与所述FPGA电连接；相应的，所述控制命令生成模块还用于:生成泄放电路控制命令；所述泄放电路控制命令用于控制所述MOS管开通或关断。进一步地，所述核磁共振谱仪，还包括:模数转换器和数模转换器；所述功率放大器的输入端与所述FPGA之间通过所述数模转换器实现连接；所述前置放大器的输出端与所述FPGA之间通过所述模数转换器实现连接。本专利技术提供的核磁共振谱仪，包括天线阵列、功率放大器、前置放大器、以及FPGA，其中功率放大器与FPGA相连接，用于将FPGA产生的天线激励信号发送给天线阵列，前置放大器与FPGA相连接，用于将天线阵列接收到的回波信号发送给FPGA，FPGA用于接收用户通过上位机发送的控制信息，并根据控制信息生成天线激励信号，还用于从放大后的回波信号中提取出核磁共振信号发送给上位机，实现核磁共振测井功能或录井功能，整个谱仪中硬件模块较少，体积和功耗也大幅减小，提高了系统的稳定性和可靠性。【附图说明】图1为本专利技术实施例一提供的核磁共振谱仪的结构示意图；图2为本专利技术实施例一提供的核磁共振谱仪中激励信号生成模块的结构示意图；图3为本专利技术实施例一提供的核磁共振谱仪中回波信号接收模块的结构示意图；图4为本专利技术实施例二提供的核磁共振谱仪的结构示意图；图5为本专利技术实施例二提供的核磁共振谱仪中隔离电路的结构示意图；图6为本专利技术实施例二提供的核磁共振谱仪中泄放电路的结构示意图；图7为本专利技术实施例二提供的核磁共振谱仪中控制命令生成模块生成的多路控制信号的示意图。附图标记:1-天线阵列2-功率放大器3-前置放大器4-激励信号生成模块5-回波信号接收模块41-控制信息接收单元42-相位累加单元 43-变换单元51-回波信号接收单元52-正交检波单元 53-发送单元6-隔离电路7-泄放电路8-温度传感器61-第一开关62-第二开关71-M0S 管72-电阻91-第一控制信号 92-第二控制信号 93-第三控制信号【具体实施方式】为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例一本专利技术实施例一提供一种核磁共振谱仪。图1为本专利技术实施例一提供的核磁共振谱仪的结构示意图。如图1所示，本实施当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种核磁共振谱仪，其特征在于，包括：天线阵列、功率放大器、前置放大器、以及现场可编程门阵列FPGA；所述FPGA包括激励信号生成模块和回波信号接收模块；所述功率放大器的输入端与所述激励信号生成模块相连接，所述功率放大器的输出端与所述天线阵列相连接；所述前置放大器的输入端与所述天线阵列相连接，所述前置放大器的输出端与所述回波信号接收模块相连接；所述激励信号生成模块用于接收用户通过上位机发送的控制信息，并根据所述控制信息生成天线激励信号；所述功率放大器用于将所述天线激励信号放大后发送给所述天线阵列；所述前置放大器用于将所述天线阵列接收到的回波信号放大后发送给所述回波信号接收模块；所述回波信号接收模块用于从所述放大后的回波信号中提取出核磁共振信号发送给所述上位机。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱明达，肖立志，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11