核磁共振譜儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及核磁共振測(cè)錄井技術(shù)，尤其涉及一種核磁共振譜儀。
【背景技術(shù)】
[0002]核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance, NMR)現(xiàn)象在1946年被發(fā)現(xiàn)，之后很快應(yīng)用在物理、化學(xué)、材料科學(xué)、生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。核磁共振譜儀是利用核磁共振技術(shù)對(duì)井下地層信息或鉆井液信息進(jìn)行探測(cè)的儀器，可具體用于核磁共振測(cè)井儀或核磁共振錄井儀等系統(tǒng)中。
[0003]目前，核磁共振譜儀通常包括:數(shù)字信號(hào)處理器(Digital Signal Processor,DSP)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(Field — Programmable Gate Array，F(xiàn)PGA)、直接數(shù)字式頻率合成器(Direct Digital Synthesizer，DDS)、刻度器、脈沖采集電路以及天線陣列等。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)的不足之處在于，由于譜儀中硬件模塊較多，增大了系統(tǒng)的體積與功耗，也增加了系統(tǒng)硬件的復(fù)雜度，降低了系統(tǒng)的可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種核磁共振譜儀，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中譜儀的體積與功耗較大、可靠性較差的技術(shù)問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明提供一種核磁共振譜儀，包括:天線陣列、功率放大器、前置放大器、以及現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列FPGA ;所述FPGA包括激勵(lì)信號(hào)生成模塊和回波信號(hào)接收模塊；
[0007]所述功率放大器的輸入端與所述激勵(lì)信號(hào)生成模塊相連接，所述功率放大器的輸出端與所述天線陣列相連接；
[0008]所述前置放大器的輸入端與所述天線陣列相連接，所述前置放大器的輸出端與所述回波信號(hào)接收模塊相連接；
[0009]所述激勵(lì)信號(hào)生成模塊用于接收用戶通過(guò)上位機(jī)發(fā)送的控制信息，并根據(jù)所述控制信息生成天線激勵(lì)信號(hào)；
[0010]所述功率放大器用于將所述天線激勵(lì)信號(hào)放大后發(fā)送給所述天線陣列；
[0011]所述前置放大器用于將所述天線陣列接收到的回波信號(hào)放大后發(fā)送給所述回波信號(hào)接收模塊；
[0012]所述回波信號(hào)接收模塊用于從所述放大后的回波信號(hào)中提取出核磁共振信號(hào)發(fā)送給所述上位機(jī)。
[0013]進(jìn)一步地，所述激勵(lì)信號(hào)生成模塊具體包括:
[0014]控制信息接收單元，用于接收用戶通過(guò)上位機(jī)發(fā)送的控制信息，并根據(jù)所述控制信息確定所述天線激勵(lì)信號(hào)對(duì)應(yīng)的頻率、幅度和初始相位值；
[0015]相位累加單元，用于根據(jù)所述頻率、所述幅度和所述初始相位，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的相位字；
[0016]變換單元，用于根據(jù)所述相位字，通過(guò)查表法產(chǎn)生所述天線激勵(lì)信號(hào)。
[0017]進(jìn)一步地，所述回波信號(hào)接收模塊具體包括:
[0018]回波信號(hào)接收單元，用于接收前置放大器發(fā)送的放大后的回波信號(hào)；
[0019]正交檢波單元，用于產(chǎn)生正弦量和余弦量，并將所述正弦量與所述放大后的回波信號(hào)相乘，得到虛部信號(hào)，將所述余弦量與所述放大后的回波信號(hào)相乘，得到實(shí)部信號(hào)；
[0020]發(fā)送單元，用于根據(jù)所述實(shí)部信號(hào)和所述虛部信號(hào)獲得核磁共振信號(hào)，并將所述核磁共振信號(hào)發(fā)送給所述上位機(jī)。
[0021 ] 進(jìn)一步地，所述核磁共振譜儀，還包括:磁體；
[0022]所述磁體的充磁方向?yàn)檩S向，所述天線陣列包括至少一個(gè)螺線管天線，所述螺線管天線環(huán)繞在所述磁體外側(cè)。
[0023]進(jìn)一步地，所述核磁共振譜儀，還包括:溫度傳感器；
[0024]所述溫度傳感器與所述FPGA電連接，用于將檢測(cè)到的溫度信號(hào)發(fā)送給所述FPGA。
[0025]進(jìn)一步地，所述核磁共振譜儀，還包括:隔離電路；
[0026]所述功率放大器和所述前置放大器分別通過(guò)所述隔離電路與所述天線陣列相連接。
[0027]進(jìn)一步地，所述隔離電路包括第一開(kāi)關(guān)和第二開(kāi)關(guān)；
[0028]所述功率放大器的輸出端通過(guò)所述第一開(kāi)關(guān)與所述天線陣列相連接；
[0029]所述前置放大器的輸入端通過(guò)所述第二開(kāi)關(guān)與所述天線陣列相連接；
[0030]所述第一開(kāi)關(guān)的控制端和所述第二開(kāi)關(guān)的控制端分別與FPGA相連接；
[0031]所述FPGA還包括:控制命令生成模塊，所述控制命令生成模塊用于生成第一開(kāi)關(guān)控制命令和第二開(kāi)關(guān)控制命令，所述第一開(kāi)關(guān)控制命令用于控制所述第一開(kāi)關(guān)開(kāi)通或關(guān)斷，所述第二開(kāi)關(guān)控制命令用于控制所述第二開(kāi)關(guān)開(kāi)通或關(guān)斷。
[0032]進(jìn)一步地，所述核磁共振譜儀，還包括:與所述天線陣列并聯(lián)的泄放電路；
[0033]所述泄放電路包括串聯(lián)的MOS管和電阻。
[0034]進(jìn)一步地，所述MOS管的輸入端與所述FPGA電連接；
[0035]相應(yīng)的，所述控制命令生成模塊還用于:生成泄放電路控制命令；所述泄放電路控制命令用于控制所述MOS管開(kāi)通或關(guān)斷。
[0036]進(jìn)一步地，所述核磁共振譜儀，還包括:模數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器；
[0037]所述功率放大器的輸入端與所述FPGA之間通過(guò)所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)連接；所述前置放大器的輸出端與所述FPGA之間通過(guò)所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)連接。
[0038]本發(fā)明提供的核磁共振譜儀，包括天線陣列、功率放大器、前置放大器、以及FPGA，其中功率放大器與FPGA相連接，用于將FPGA產(chǎn)生的天線激勵(lì)信號(hào)發(fā)送給天線陣列，前置放大器與FPGA相連接，用于將天線陣列接收到的回波信號(hào)發(fā)送給FPGA，F(xiàn)PGA用于接收用戶通過(guò)上位機(jī)發(fā)送的控制信息，并根據(jù)控制信息生成天線激勵(lì)信號(hào)，還用于從放大后的回波信號(hào)中提取出核磁共振信號(hào)發(fā)送給上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)核磁共振測(cè)井功能或錄井功能，整個(gè)譜儀中硬件模塊較少，體積和功耗也大幅減小，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
【附圖說(shuō)明】
[0039]圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的核磁共振譜儀的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖2為本發(fā)明實(shí)施例一提供的核磁共振譜儀中激勵(lì)信號(hào)生成模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖3為本發(fā)明實(shí)施例一提供的核磁共振譜儀中回波信號(hào)接收模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖4為本發(fā)明實(shí)施例二提供的核磁共振譜儀的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖5為本發(fā)明實(shí)施例二提供的核磁共振譜儀中隔離電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044]圖6為本發(fā)明實(shí)施例二提供的核磁共振譜儀中泄放電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0045]圖7為本發(fā)明實(shí)施例二提供的核磁共振譜儀中控制命令生成模塊生成的多路控制信號(hào)的示意圖。
[0046]附圖標(biāo)記:
[0047]1-天線陣列2-功率放大器3-前置放大器
[0048]4-激勵(lì)信號(hào)生成模塊5-回波信號(hào)接收模塊41-控制信息接收單元
[0049]42-相位累加單元 43-變換單元51-回波信號(hào)接收單元
[0050]52-正交檢波單元 53-發(fā)送單元6-隔離電路
[0051]7-泄放電路8-溫度傳感器61-第一開(kāi)關(guān)
[0052]62-第二開(kāi)關(guān)71-M0S 管72-電阻
[0053]91-第一控制信號(hào) 92-第二控制信號(hào) 93-第三控制信號(hào)
【具體實(shí)施方式】
[0054]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0055]實(shí)施例一
[0056]本發(fā)明實(shí)施例一提供一種核磁共振譜儀。圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的核磁共振譜儀的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本實(shí)施