10UT2管脚，分别连接0P07型运算放大器A3的正向输入端和反向输入端，即0P07型运算放大器A3的3号管脚和2号管脚；
[0032]所述D/A转换模块将接收到的数字扩频检测信号转换成模拟电信号，所述模拟电信号经过0P07型运算放大器A3的输出端6号管脚，连接至所述功放模块的输入端；
[0033]所述功放模块的输出端，即LM1875型功率放大器A2的输出端4号管脚，连接至所述电声换能器模块的输入端，将放大后的电信号进行电声转换；
[0034]所述声波传感器模块A7将声信号转换成模拟电信号后输入到所述信号放大模块0P07型运算放大器A6的反向信号输入端2号管脚；
[0035]所述信号放大模块0P07型运算放大器A6的输出端6号管脚连接至所述推挽电路以改善信号的失真，再由所述推挽电路的输出端连接至TMS320F28335型数字信号处理器A5的回波信号模拟输入端XA18管脚。
[0036]图2是具体应用本种声波收发器实施扩频技术时TMS320F28335型数字信号处理器的内部程序框图。图中Ul代表扩频回波信号控制与接收模块，U2代表A/D转换模块，U3代表扩频检测信号控制与发送模块，U4代表检测信号传输模块，U5代表扩频码传输模块，U6代表脉冲信号产生源，U7为计时模块，U8代表FIFO片选与存储接口模块，U9代表扩频编码模块，UlO代表扩频码缓存模块，Ull代表扩频解码模块。
[0037]当声波收发模块开始工作，由脉冲信号产生源U6产生一个随机脉冲序列，通过计时模块U7的控制可以产生高频随机脉冲信号和低频随机脉冲信号，高频随机脉冲信号通过声波收发模块处理后可以得到动液面接箍波回波信号，低频随机脉冲信号通过声波收发模块处理后可以得到动液面反射波回波信号，两种随机脉冲信号的处理过程一致，只是由检测信号传输模块U4控制发送高频随机脉冲信号和低频随机脉冲信号的顺序。
[0038]检测信号传输模块U4输出端连接总线，它将随机脉冲信号通过总线传送到扩频码编码模块U9，扩频码传输模块U5输出端连接总线，它通过总线向扩频码缓存模块UlO发送一个扩频码脉冲序列，扩频编码模块U9输出端连接总线，将对扩频码脉冲序列和随机脉冲信号进行扩频编码产生的数字扩频检测信号通过总线发送到扩频检测信号控制与发送模块U3，扩频检测信号控制与发送模块U3输入端与总线相连，它的输出端与D/A转换模块输入端相连，将接收到的数字扩频检测信号传送到D/A转换模块。
[0039]D/A转换模块可以将数字扩频检测信号转换成模拟电信号，它的输出端连接功放模块输入端，功放模块的输出端连接电声换能器模块输入端，电声换能器模块用于将模拟电信号转换成声波信号，功放模块结合电声换能器模块可以产生不同强度的声波，这样可以检测不同动液面深度的抽油井。
[0040]声波传感器模块用于采集抽油井井口的声波信号，并将声信号转换成模拟电信号后输入到信号放大模块，信号放大模块将接收到的微弱的模拟电信号进行放大，它的输出端连接TMS320F28335信号处理模块的扩频回波信号控制与接收模块Ul输入端，
[0041]扩频回波信号控制与接收模块Ul的输出端与A/D转换模块U2的输入端相连，A/D转换模块U2用于把模拟电信号转换成数字扩频回波信号，它的输出端连接总线，通过总线将数字扩频回波信号通过总线传送到扩频解码部分U11，扩频码缓存模块UlO同时向扩频解码部分Ull发送扩频码脉冲序列将数字扩频回波信号进行扩频解码生成回波信号，扩频解码部分Ull输出端与FIFO片选与存储接口模块U8输入端相连，扩频解码部分Ull将回波信号传送到FIFO片选与存储接口模块U8，FIFO片选与存储接口模块U8可以连接到油井动液面检测仪中动液面深度计算模块，最后求得抽油井动液面的深度值。
【主权项】
1.一种用于动液面检测仪上的声波收发器，由电声换能器模块、功放模块、D/A转换模块、信号控制与处理模块、信号放大模块以及声波传感器模块构成，其特征在于: 所述电声换能器模块采用同轴型高功率喇叭(Al)以及与其相配合的电阻电容电路构成，所述电阻电容电路的作用在于对输入所述同轴型高功率喇叭的电信号进行去噪； 所述功放模块采用LM1875型功率放大集成芯片(A2)以及与其相配合的电阻电容电路构成，所述电阻电容电路的作用在于为LM1875型功率放大集成芯片(A2)提供宽泛的放大倍数并对输入的电信号进行去噪，以便能充分带动所述同轴型高功率喇叭(Al); 所述D/A转换模块采用0P07型运算放大器(A3)和DAC0832型D/A转换集成芯片(A4)以及与这两者相配合的若干可变电阻器连接后组成，其中，在0P07型运算放大器(A3)的输入管脚和DAC0832集成芯片(A4)的输出管脚之间并联接有两个D2CK13型二极管，其作用在于防止电流反向，起到保护芯片的作用； 所述信号控制与处理模块采用TMS320F28335型数字信号处理器(A5)和TPS73HD301稳压型芯片(A8)以及与其相配合的电阻、电容电路连接后构成，TPS73HD301稳压型芯片(A8)的3.3V电压输出端连接至TMS320F28335型数字信号处理器(A5)的VDD1管脚，TPS73HD301稳压型芯片(A8)的1.9V电压输出端连接至TMS320F28335型数字信号处理器(A5)的VDD管脚，以实现对TMS320F28335型数字信号处理器(A5)的供电； 所述信号放大模块由0P07型运算放大器(A6)和三极管放大电路以及相配合的二极管电路采用推挽型连接构成的推挽电路组成，所述信号放大模块的作用在于可以对信号失真进行改善，然后将采集到的已被放大且进行失真改善的模拟电信号输入到TMS320F28335型数字信号处理器(A5)的回波信号模拟输入端XA18管脚； 所述声波传感器模块采用压电声压传感器(A7)以及与其相配合的可变电阻连接后组成，所述可变电阻连接在压电声压传感器(A7)的信号输出端，可变电阻用来调节输入0P07型运算放大器(A6)的信号大小； 上述各模块之间按照如下方式连接: TMS320F28335型数字信号处理器(A5)中生成的两种数字扩频检测信号，依次通过数字扩频检测信号输出端，即XD0-XD7管脚，连接至8分辨率DAC0832型D/A转换集成芯片(A4)的D7-D0管脚，8分辨率DAC0832型D/A转换集成芯片(A4)的两路输出端，即1UTl和10UT2管脚，分别连接0P07型运算放大器(A3)的正向输入端和反向输入端，即0P07型运算放大器(A3)的3号管脚和2号管脚； 所述D/A转换模块将接收到的数字扩频检测信号转换成模拟电信号，所述模拟电信号经过0P07型运算放大器(A3)的输出端6号管脚，连接至所述功放模块的输入端； 所述功放模块的输出端，即LM1875型功率放大器(A2)的输出端4号管脚，连接至所述电声换能器模块的输入端，将放大后的电信号进行电声转换； 所述声波传感器模块(A7)将声信号转换成模拟电信号后输入到所述信号放大模块0P07型运算放大器(A6)的反向信号输入端2号管脚； 所述信号放大模块0P07型运算放大器(A6)的输出端6号管脚连接至所述推挽电路以改善信号的失真，再由所述推挽电路的输出端连接至TMS320F28335型数字信号处理器(A5)的回波信号模拟输入端XA18管脚。
【专利摘要】一种用于动液面检测仪上的声波收发器。主要为了解决现有的声波收发模块产生的声波信号抗干扰能力差的问题。其特征在于：所述声波收发模块包括信号电声换能器模块、功放模块、D/A转换模块、信号控制与处理模块、信号放大模块、声波传感器模块；信号控制与处理模块能产生数字扩频检测信号，D/A转换模块将数字扩频检测信号进行数模转换成模拟电信号后输出到功放模块输入端；功放模块调节模拟电信号功率，结合电声换能器模块产生不同强度声波；声波传感器模块将采集到的声波信号转换成电信号后输入到信号放大模块，该模块输出端连接信号控制与处理模块的扩频回波信号接收端，信号控制与处理模块对数字扩频回波信号进行处理。
【IPC分类】E21B47-047
【公开号】CN204419163
【申请号】CN201520028811
【发明人】张玉波, 张卉雨, 岳武峰, 高丙坤, 阚玲玲
【申请人】东北石油大学
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年1月16日