多频电流过零方波信号处理方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多频电流过零方波信号处理方法及装置，涉及信号处理方法技术领域。所述方法包括如下步骤：对接收到的含噪的N个激励交变磁场信号进行DFT算法处理；找到DFT算法处理后频谱图中N条最大谱线所分别对应的N个频率，比较这N个频率与原始激励信号预设频率是否一致，如果相等则进行下一步，如果不相等则系细化特定频段区间，再进行DFT算法处理，直到这N个频率与原始磁场激励信号预设频率相等为止；根据最优化过零方波的基波幅值计算公式计算出N个频率所分别对应的N个幅度值；对计算出的N个幅度值分别进行幅值校正，最终获得逼近真实信号的幅值。所述方法易于实现且能量又较常用方波更集中于基频。

【技术实现步骤摘要】
多频电流过零方波信号处理方法及装置
本专利技术涉及信号处理方法
，尤其涉及一种多频电流过零方波信号处理方法及装置。
技术介绍
人工可控源电磁勘探测技术中通常首选方波作为激励信号源，这是由于方波通过控制开关管的导通和关断比较容易实现大功率输出，控制电路简单，发热量小，这些对于增大测距范围均属于有利的方面。而正弦波需要整形和滤波、控制电路相当复杂，较难实现大功率输出，这些对增大测距范围均属于不利的方面。从后期信号提取方面考虑，正弦波是最理想的选择，因为它只含有单一频率的基波，不存在其它谐波，因此能量集中。而方波除了基波，还会含有无穷多个奇次谐波，能量分散；谐波阶数越高信号幅值越小，从而无法满足观测精度在一个水平上的要求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种易于实现且能量又较常用方波更集中于基频的多频电流过零方波信号处理方法及装置。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种多频电流过零方波信号处理方法，其特征在于包括如下步骤：对接收到的含噪的N个激励交变磁场信号进行DFT算法处理；找到DFT算法处理后频谱图中N条最大谱线所分别对应的N个频率，比较这N个频率与原始激励信号预设频率是否一致，如果相等则进行下一步，如果不相等则系细化特定频段区间，再进行DFT算法处理，直到这N个频率与原始磁场激励信号预设频率相等为止；根据最优化过零方波的基波幅值计算公式计算出N个频率所分别对应的N个幅度值；对计算出的N个幅度值分别进行幅值校正，最终获得逼近真实信号的幅值，其中，N为大于2的自然数。进一步的技术方案在于，所述方法还包括如下步骤：通过磁场传感器探测正钻井中其周围邻井套管的激励交变磁场信号。进一步的技术方案在于，所述方法包括如下步骤：对接收到的含噪的三个激励交变磁场信号进行DFT算法处理；找到DFT算法处理后频谱图中三条最大谱线所分别对应的三个频率，比较这三个频率与原始激励信号预设频率是否一致，如果相等则进行下一步，如果不相等则系细化特定频段区间，再进行DFT算法处理，直到这三个频率与原始磁场激励信号预设频率相等为止；根据最优化过零方波的基波幅值计算公式计算出三个频率所分别对应的三个幅度值；对计算出的三个幅度值分别进行幅值校正，最终获得逼近真实信号的幅值。进一步的技术方案在于，幅值为A的最优化过零方波f(t)的表达式为：其中，T为信号的周期。进一步的技术方案在于：对计算出的幅度值分别乘以校正系数0.8547进行幅值校正，最终获得逼近真实信号的幅值。本专利技术还公开了一种多频电流过零方波信号处理装置，其特征在于包括：DFT算法处理模块：用于对接收到的含噪的N个激励交变磁场信号进行DFT算法处理；幅值最大谱线计算模块：用于找到DFT算法处理后频谱图中N条最大谱线所分别对应的N个频率，比较这N个频率与原始激励信号预设频率是否一致，如果相等则进行下一步，如果不相等则系细化特定频段区间，再进行DFT算法处理，直到这N个频率与原始磁场激励信号预设频率相等为止；幅度值计算模块：用于根据最优化过零方波的基波幅值计算公式计算出N个频率所分别对应的N个幅度值；幅值校正模块：用于对计算出的N个幅度值分别进行幅值校正，最终获得逼近真实信号的幅值，其中，N为大于2的自然数。进一步的技术方案在于：所述装置还包括数据采集模块，所述数据采集模块用于通过磁场传感器探测正钻井中其周围邻井套管的激励交变磁场信号。进一步的技术方案在于，所述装置包括：DFT算法处理模块：用于对接收到的含噪的三个激励交变磁场信号进行DFT算法处理；幅值最大谱线计算模块：用于找到DFT算法处理后频谱图中三条最大谱线所分别对应的三个频率，比较这三个频率与原始激励信号预设频率是否一致，如果相等则进行下一步，如果不相等则系细化特定频段区间，再进行DFT算法处理，直到这三个频率与原始磁场激励信号预设频率相等为止；幅度值计算模块：用于根据最优化过零方波的基波幅值计算公式计算出三个频率所分别对应的三个幅度值；幅值校正模块：用于对计算出的三个幅度值分别进行幅值校正，最终获得逼近真实信号的幅值。进一步的技术方案在于，幅值为A的最优化过零方波f(t)的表达式为：其中，T为信号的周期。进一步的技术方案在于：所述幅值校正模块用于对计算出的幅度值分别乘以校正系数0.8547进行幅值校正，最终获得逼近真实信号的幅值。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本申请所述方法及装置中，最优化过零方波具有产生简单、可控性强、符合生产实际要求、基波功率与总功率比值0.9226优于方波该比值0.8106，其比值0.9226更加接近于正弦波该比值1，最优化过零方波克服了方波作为激励源时奇次谐波产生的能量损失。所述方法能够准确地重构出每口邻井接收端的电流信号，为丛式井组邻井间距磁定位提供了算法理论支撑。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1是本专利技术实施例一所述方法的流程图；图2是本专利技术实施例二所述方法的流程图；图3是本专利技术实施例三所述方法的流程图；图4是本专利技术实施例三中方波的时域波形图；图5是本专利技术实施例三中过零方波的时域波形图；图6是本专利技术实施例三中三种波形的比较图；图7是本专利技术实施例四所述方法的流程图；图8是本专利技术实施例四中未进行幅度校正信号处理算法图；图9是本专利技术实施例五中等幅异频信号处理结果图；图10是本专利技术实施例五中异幅异频信号处理结果图；图11是本专利技术实施例六所述装置的原理框图。具体实施方式下面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，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，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做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。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。实施例一如图1所示，本专利技术实施例公开了一种多频电流过零方波信号处理方法，包括如下步骤：S101：对接收到的含噪的N个激励交变磁场信号进行DFT算法处理；S102：找到DFT算法处理后频谱图中N条最大谱线所分别对应的N个频率，比较这N个频率与原始激励信号预设频率是否一致，如果相等则进行下一步，如果不相等则系细化特定频段区间，再进行DFT算法处理，直到这N个频率与原始磁场激励信号预设频率相等为止；S103：根据最优化过零方波的基波幅值计算公式计算出N个频率所分别对应的N个幅度值；S104：对计算出的N个幅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多频电流过零方波信号处理方法，其特征在于包括如下步骤：/n对接收到的含噪的N个激励交变磁场信号进行DFT算法处理；/n找到DFT算法处理后频谱图中N条最大谱线所分别对应的N个频率，比较这N个频率与原始激励信号预设频率是否一致，如果相等则进行下一步，如果不相等则系细化特定频段区间，再进行DFT算法处理，直到这N个频率与原始磁场激励信号预设频率相等为止；/n根据最优化过零方波的基波幅值计算公式计算出N个频率所分别对应的N个幅度值；/n对计算出的N个幅度值分别进行幅值校正，最终获得逼近真实信号的幅值，其中，N为大于2的自然数。/n

【技术特征摘要】
1.一种多频电流过零方波信号处理方法，其特征在于包括如下步骤：
对接收到的含噪的N个激励交变磁场信号进行DFT算法处理；
找到DFT算法处理后频谱图中N条最大谱线所分别对应的N个频率，比较这N个频率与原始激励信号预设频率是否一致，如果相等则进行下一步，如果不相等则系细化特定频段区间，再进行DFT算法处理，直到这N个频率与原始磁场激励信号预设频率相等为止；
根据最优化过零方波的基波幅值计算公式计算出N个频率所分别对应的N个幅度值；
对计算出的N个幅度值分别进行幅值校正，最终获得逼近真实信号的幅值，其中，N为大于2的自然数。


2.如权利要求1所述的多频电流过零方波信号处理方法，其特征在于，所述方法还包括如下步骤：
通过磁场传感器探测正钻井中其周围邻井套管的激励交变磁场信号。


3.如权利要求1所述的多频电流过零方波信号处理方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
对接收到的含噪的三个激励交变磁场信号进行DFT算法处理；
找到DFT算法处理后频谱图中三条最大谱线所分别对应的三个频率，比较这三个频率与原始激励信号预设频率是否一致，如果相等则进行下一步，如果不相等则系细化特定频段区间，再进行DFT算法处理，直到这三个频率与原始磁场激励信号预设频率相等为止；
根据最优化过零方波的基波幅值计算公式计算出三个频率所分别对应的三个幅度值；
对计算出的三个幅度值分别进行幅值校正，最终获得逼近真实信号的幅值。


4.如权利要求1或3所述的多频电流过零方波信号处理方法，其特征在于，幅值为A的最优化过零方波f(t)的表达式为：



其中，T为信号的周期。


5.如权利要求1或3所述的多频电流过零方波信号处理方法，其特征在于：对计算出的幅度值分别乘以校正系数0.8547进行幅值校正，最终获得逼近真实信号的幅值。


6.一种多频电流过零方波信号处理装置，其特征在于包括：
DFT算法处理模块：用...

【专利技术属性】
技术研发人员：窦新宇，梁华庆，
申请(专利权)人：唐山学院，
类型：发明
国别省市：河北;13