DSP芯片在超声波钻井液测漏仪中的应用

320VC33的定时器1每隔100ms发送一串数目固定的脉冲型激励信号，该激励信号经放大和驱动后再经DSP控制交替地施加到两只超声波传感器上。当一只传感器处于发送状态时，另一只就处于接收状态，即每只传感器每隔200ms完成一次收和发。接收到的超声波信号又经过放大和整形后送入DSP的INT0引脚，同时利用TMS320VC33的定时器2检测从发送到接收所用的时间，进而根据（3）式计算出发和对收的时间差，再由（4）式通过浮点运算计算出泥浆流速，并将结果存储在DS1251中。在存储数据的同时，利用DS1251片内的时钟，将该数据所对应的时间也一并存储在数据区内。这就为地面将流速与深度对应起来提供了基础，因为在井下通过DS1251计时的同时，地面也有一套与之同步的计时器对时间与深度进行了相应的记录。
　　
　　DSP的定时间隔设置为两倍的指令周期，即：
　　
　　T=2×Tp=34ns(5)
　　
　　对tAB和tBA计时的误差为：
　　
　　ΔT=±Tp/2=±17ns(6)
　　
　　由此引起的泥浆流速误差为：
　　
　　ΔV=ΔTC2/L（7）
　　
　　取C=1560m/s、L=10m，则ΔV=4.14mm/s，由此可见其测量误差比现有的测量方法降低了几十倍。
　　
　　3数据回放与试验
　　
　　采用DSP的通用I/O接口编制RS232通信程序，测试完成后，与地面上将测量数据回放到计算机。TMS320VC33与计算机RS232口的接口电路如图3所示。其中IC7采用74LS06，将TMS320VC33输出的3.3V电平转换为5V电平，这是因为二者的最小输入高电平相等，都是2.4V；IC13采用MAX2202，用于将TTL电平转换为RS232电平。
　　
　　研制的超声波钻井液测漏仪经过实验室的多次试验和现场的应用，测出的漏层位置的误差不大于10m，不仅为钻井作业过程中的堵漏提供了有力的技术支持，而且节约了钻井成本，缩短了有漏失情况下的测漏周期，防止了漏失对地下资源的污染。
　

《DSP芯片在超声波钻井液测漏仪中的应用(第3页)》