导言
我国地缘广阔，具有丰厚的自然资源。其间,石油是我国工业的血液，是支撑我国经济快速开展重要动力，关系到国家动力安全、社会安稳[1]。然而在石油挖掘过程中充满着各种应战，为了实时把握钻头部位地层图画信息以及调查泥浆对钻井的影响，一般需求丈量地层电参数[2]，而且将这些电参数传输回地上操控台，然后实时把握剖析地层散布信息。
根据FPGA” target=”_blank”>FPGA的泥浆电参数丈量体系是为了满意上述工业需求而规划的。为了获取准确的泥浆电参数，将其注入特定的环行容器内，以泥浆作为该容器的电介质，然后丈量该环形容器在特定鼓励频率下的复阻抗值来推导泥浆的电参数。
1丈量方法及原理
1.1丈量方法
泥浆电参数丈量选用直接丈量方法，即通过丈量盛有待测泥浆的特制环形容器的复阻抗来反推泥浆的电参数。复阻抗Zx的丈量是将一个已知电压鼓励Vin加载在被测阻抗上，然后丈量流过被测阻抗的电流Iz，然后计算出被测阻抗Zx=Vin/Iz。丈量原理如图1所示，①端输出为V3=－Iz·Rs，由此能够推出Iz=－V3/Rs，其间Rs为采样电阻。
图2 环形电容等效模型示意图
那么环形电容的等效阻抗为：
其间：
参数r1和r2别离代表的是环形%&&&&&%表里半径，h表明环形容器的高度。将式（1）简化，能够求出Zeq的实部和虚部，如下所示：
将式（2）代入式（3）后，进一步推导能够得到介质的电阻率ρ和介电常数ε为：
从以上推导能够得知，丈量泥浆的电参数能够通过丈量环形容器的等效阻抗直接获取。
2体系构成
根据FPGA的泥浆电参数丈量体系由FPGA中心操控器模块、起伏/相位检测模块、直接数字频率合成器模块（简称DDS）、监测模块、滤波网络以及两部分信号调度模块组成。由FPGA操控DDS模块发生两路相同的正弦鼓励信号CH0和CH1，其间CH0通过信号调度电路1后送给起伏相位检测电路的参阅通道1，CH1通过功放后加载在被测阻抗上，然后通过IV转化电路将流经被测阻抗的电流转化为电压，该电压信号再通过模仿带通滤波网络后传输给起伏/相位检测电路的2通道。
