专利名称：传递信息的系统和方法及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种传递信息的系统和方法，特别涉及一种石油测井中的传递信息的系统和方法及其应用。
背景技术：
在以能量为载体传递信息的系统中，目前广泛采用的传递信息的主要方法是首先在发送端将信息以能量的形式表达，然后将包含信息的能量从发送端传送到接收端，最后接收端从能量中提取出信息。在这种模式中，信息的传递和能量流的传递在方向上是相同的，信息的发送通过能量的供给来实现。
但是，在实际运用中，例如在石油测井领域中，测井仪器即信息发送端，需要深入到井底采集信号。如果采用这种模式，则发送端需要输出能量，如果输出的能量从井下的仪器供给，由于效率的原因，供给这些能量的电源模块本身必然消耗一部分能量，这部分能量会转化为热量散发在测井仪器内部。现有高温测井仪器中绝大多数是采用保温瓶隔绝井底高温的，保温瓶内过多的热量散发会迅速升高保温瓶内的温度，减少仪器能持续工作的时间，降低测量效率。
发明内容
本发明的发明目的是针对上述现有的传递信息的系统和方法存在的由于能量施加在发送端而导致的上述缺点和不足，提供一种可以避免上述缺点和不足的传递信息的系统和方法。本发明的另一目的是提供所述传递信息的系统和方法在石油测井中的应用。
图1所示为现有的传递信息的系统的模型，可以称为“顺能量流模式”。因为，信息通过发送端2经过网络1传递到接收端3，信息的传递方向是发送端2→网络1→接收端3。而能量源4将能量施加在发送端2上，则能量流的传递方向是发送端2→网络1→接收端3，这与信息的传递方向是相同的。本发明的发明人通过研究现有的这种顺能量流模式，提出了一种与之不同的传递信息的模式。
本发明所提供的传递信息的系统包括用于传递信息的网络、与该网络连接的用于发送信息的发送端、与该网络连接的用于接收信息的接收端以及提供能量的能量源，其中，所述能量源在接收端施加能量，并将能量提供给所述网络，所述发送端为可以改变自身状态的发送端。
本发明所提供的传递信息的方法包括以下步骤将能量施加在接收端并提供能量给传递信息的网络；发送端通过改变自身状态提供信息；接受端通过测量发送端状态的改变接收信息。
采用本发明所提供的传递信息的系统和方法，可以通过在接收端提供能量来达到传递信息的目的，信息的传递方向是发送端→网络→接收端，而能量的传递方向是接收端→网络，与信息的传递方向相反，所以可以称为“逆能量流模式”。这种逆能量流传递信息的系统和方法大大地降低了发送端的能量需求，在很多远程测量系统中，发送端的传感器侧的能量需求集中在信息传输驱动能量的供给上。通过将驱动能量集中在信息接收端实施，可以降低系统的实现成本，在部分实现中，比如对于带保温瓶的测井仪器，还可以极大地改进其性能。
图1是现有技术中顺能量流模式传递信息的系统的模型；图2是本发明所提供的传递信息的系统的模型。
具体实施例方式
下面通过具体实施方式
并结合附图对本发明作进一步详细的描述。
本发明所提供的这种传递信息的系统可以应用在各个领域，并不局限于下面的实施方式中所详细说明的电学领域。下面选取典型的电学领域传递信息的系统米详细说明本发明的具体实施方式
。
如图2所示，本发明所提供的传递信息的系统包括用于传递信息的网络1、与该网络1连接用于发送信息的发送端2、与该网络1连接用于接收信息的接收端3以及提供能量的能量源4，其中，所述能量源4在接收端3施加能量，并将能量提供给所述网络1，所述发送端2为可改变自身状态的发送端。
所述网络1可以是各种用于传递信息的网络，如电缆等。如图2所示，下面以电缆网络模型为例，说明本发明传递信息的网络，所述电缆网络模型为分布式RC网络模型。
所述发送端2可以为有源器件，但是有源器件的能量只是用于驱动发送端2使其保证处于工作状态，并不传递到网络2或接收端3。
所述发送端2通过改变自身状态发送信息，所述发送端2改变的自身状态可以为发送端2的一个或多个物理参数，优选情况下采用电参数，例如电阻、电容、电感等。
当发送端2采用改变电参数来改变自身状态时，其中，所述发送端2与网络1之间可以通过信号间接耦合或直接耦合的方式连接。优选情况下，所述发送端2与网络1之间采用信号直接耦合方式连接，例如图2所示，采用IGBT直接耦合，而不是通过脉冲变压器、电容等方式间接耦合，这样可以降低环路的感容，提高频率，使传输速率更高。
所述接收端3可以是能够检测发送端2状态的任何本领域人员公知的接收端，当发送端2采用改变电参数来改变自身状态时，接收端3为能够检测发送端2的改变的电参数的接收端，可以是解码器或解调器，例如，基于电压比较的解码器、基于A/D转换和DSP处理的解调器等等。
这时，优选的是所述接收端3包括测量电阻，用于通过测量发生在该测量电阻上的物理参数来接收发送端2的状态的改变。可以使用图1中所示的方式，即通过测量R1上的电压降来接收信息，更优选情况下使用图2中所示的方式，即所述测量电阻R2的阻值在20欧姆以下，优选为0.01欧姆-20欧姆，更优选为0.1欧姆-10欧姆。通过测量流过R2的电流来测量发送端2的状态的改变。这样可以降低测量电阻，从而降低环路电阻、提高系统的传输频率。
按照本发明提供的系统，接收端3还包括放大电路。所述放大电路的构成为本领域人员所公知，例如，可以采用图2中所示的运放比例放大电路来放大所接收到的信息。这样即使是很小的扰动(发送端状态微小的变化)也能在接收端3感应到，提高了接收端3的灵敏度。
经过接收端3接收的信息可以被用于进行各种信息处理，例如DSP等。
所述能量源4可以为本领域人员公知的适用的能量源，在此不作特别限定。所述能量源4可以以本领域人员公知的方式在接收端3施加能量。
此外，本发明所提供的传递信息的系统不仅可以用在电领域，还可以应用在其它领域。例如，所述网络1为水管，所述发送端2通过改变发送端2一侧的水管内径来改变状态发送信息，所述接收端3可以为水压表来接收信息，而能量源4为从接收端3提供水流。
本发明所提供的传递信息的方法包括以下步骤将能量施加在接收端3并提供能量给传递信息的网络1；发送端2通过改变自身状态提供信息；接受端3通过测量发送端2状态的改变接收信息。
其中，所述发送端2改变的自身状态为发送端2的一个或多个物理参数，优选为电参数，例如电阻、电容、电感等。
并且，当接收端3包括电阻值较小的测量电阻R2时，所述接收端3优选通过测量流过测量电阻R2的电流来测量发送端2状态的改变。
当能量源4不提供给接收端3能量时，则接收端3测量不到发送端2的状态。
当使用本发明所提供的逆能量流传递信息的系统和方法时，首先将能量源4与接收端3连接，将能量源4提供的能量通过接收端3输入到网络1上。然后通过改变发送端2的自身状态来发送信息，例如改变某一物理参数诸如电阻、电容、电感等。之后，接收端3通过网络1以及测量电阻R2远程测量发送端2的状态的改变以接收信息，并通过放大电路输出。采用这样的方法使得信息的传递方向是发送端2→网络1→接收端3，而能量的传递方向是接收端3→网络1，与信息的传递方向相反。这样有效地降低了发送端的能量需求，也使信息发送端的实现更为简洁。
权利要求
1.一种传递信息的系统，该系统包括用于传递信息的网络、与该网络连接的用于发送信息的发送端、与该网络连接的用于接收信息的接收端以及提供能量的能量源，其中，所述能量源在接收端施加能量，并将能量提供给所述网络，所述发送端为可以改变自身状态的发送端。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述发送端为有源器件。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述发送端改变的自身状态为发送端的一个或多个电参数。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述发送端与网络之间为信号直接耦合方式连接。
5.根据权利要求3所述的系统，其中，所述接收端是解码器或解调器。
6.根据权利要求3所述的系统，其中，所述接收端包括测量电阻，所述测量电阻的阻值在20欧姆以下。
7.一种传递信息的方法，其中，所述方法包括以下步骤将能量施加在接收端并提供能量给传递信息的网络；发送端通过改变自身状态提供信息；接受端通过测量发送端状态的改变接收信息。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述发送端改变的自身状态为发送端的一个或多个物理参数。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述发送端的物理参数为电参数。
10.根据权利要求7所述的方法，其中，所述接收端通过测量流过测量电阻的电流来测量发送端状态的改变。
11.权利要求1-6之一所述的传递信息的系统和权利要求7-10之一所述的传递信息的方法在石油测井中的应用。
全文摘要
提供一种传递信息的系统和方法，所述系统包括用于传递信息的网络、与该网络连接的用于发送信息的发送端、与该网络连接的用于接收信息的接收端以及提供能量的能量源，其中，所述能量源在接收端施加能量，并将能量提供给所述网络，所述发送端为可以改变自身状态发送端。这种传递信息的系统和方法可以称为逆能量流模式，其大大地降低了发送端的能量需求，在很多远程测量系统中，发送端的传感器侧的能量需求集中在信息传输驱动能量的供给上。通过将驱动能量集中在信息接收端实施，可以降低系统的实现成本，还可以极大地改进其性能。
文档编号E21B47/12GK1967619SQ20051012364
公开日2007年5月23日 申请日期2005年11月18日 优先权日2005年11月18日
发明者李代甫 申请人:李代甫