基于DSP的伽马能谱仪设计

• 作 者: 朱云周
• 发表日期: 2007年期
• 关键词: 数字信号处理器 伽马能谱仪 石油测井 全波采集

本文设计了一种新型的伽马能谱仪，主要应用于自然伽马能谱测井和岩性密度测井。由于采用最新的数字信号处理技术，本伽马能谱仪具有体积小、功耗低、精度高和可扩展等优点，相比于传统的基于峰值采样原理的伽马能谱仪，本伽马能谱仪测井时间更长、测井深度更深、测井精度更高，一定程度提高了国产伽马能谱测井仪器的技术水平，同时为其它测井仪器的小型化提供了一种思路。 论文研究了自然伽马能谱测井的工作原理，在此基础上分析了传统伽马能谱仪的不足，并提出了新型伽马能谱仪的设计思想，即小体积、低功耗和全波采样。根据设计思想，提出了使用高速数字信号处理器和高速A／D转换器对闪烁探头输出电脉冲信号进行全波采集，并在数字域完成峰值检测的系统设计方案。硬件设计采用模块化的设计思想，从DSP最小系统开始，循序渐进，逐步完成基线恢复模块设计、A／D模块设计、D／A模块设计、CAN通信模块设计以及系统电源模块设计。在硬件设计完成的基础上，进行了系统的应用软件设计，分别完成了系统初始化程序、A／D采样程序、高压控制程序、峰值检测程序、CAN通信程序以及串行EEPROM在线编程及读写程序。最后进行了新型伽马能谱仪的系统调试和外场试验，试验结果表明，该新型伽马能谱仪功耗低、测谱准确、工作稳定可靠。 本文设计的伽马能谱仪在国内首次采用全波采样，它的成功研制具有重要的理论意义和工程应用价值。