论文摘要：基于FPGA的井下电导式成像仪硬件系统研究

当今世界范围内正加大油气勘探开发投入，水平井已成为高效开发油气的重要技术支撑。中国水平井技术体系日趋完善，但受测井仪器输送困难、流型复杂等因素的影响，水平井生产测井技术发展缓慢。本论文研究了基于FPGA的井下电导式成像系统，应用于对水平管道内油水两相流的持水率进行在线测量，利用油和水电导率差异较大的特点，通过测量电导率的分布获得持水率。论文的主要内容如下：1. 基于Altera CycloneⅡ型FPGA芯片，设计并实现了一套数字化电导成像系统，可实现对水平管道内油水两相流持水率进行实时测量。该系统由FPGA构建基于Lagrange插值的片内DDS，结合高速数模转换芯片实现高精度激励源；嵌入FPGA内部的Nios软核用于控制多路选通、反馈调节、数据采集、数字解调和与PC机通讯等模块协调工作。2. 设计了一种基于FPGA的数字正交解调算法，解调精度和速度都优于模拟解调方法。3. 利用数模转换芯片AD7533的电阻网络特性，设计反馈可自动调节的阻抗测量电路，较大程度地提高了动态测量范围。4. 通过单通道阻抗连续测量实验，验证了本系统具有较高的稳定性。通过静态试验，验证系统能够对不同持水率的油水分布准确成像。最后，对本系统的设计进行了总结，并提出一些改进方案。

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