(注:本案,本文为2014年年初完成,此贴为根据实际需求重新修改版本
本案可以作为解决高温伽马温漂问题的很好方案,可输出服务,样机,讲课,等等,有意者请联系我们)
井下伽马探测是水平井项目必备的一项装备,目前国内做的较好的一般认为是中国石油测井有限公司(西仪即CPL),中天,胜利等,国外的,
例如哈里伯顿,贝克修斯,
APS、CBG等,国外的伽马模块一般都很贵, 而且一般都被描述成难以企及的,很复杂的技术。
国内的业内企业采购CPL的比较多,但CPL的伽马探管存在一个较严重的问题就是高温下其读数漂移较大,即伽马的高温漂移问题。
这问题难倒了不少单位,2014年,本人受委托解决此技术难题,从设计构思到最后验收,总耗时约1个月,比较利索地解决了了这个问题。
而2020年,根据了解,业内的一些公司仍然在为这个问题所困扰,因此根据此需求,不由得在此将老贴翻新,重新叙述一下。
伽马探管的整体结构是
伽马射线-闪烁晶体-光子激发-光电倍增-电信号-前置放大-整形-CPU计数-软件处理
西仪的电路方案是:
PMT(光电倍增管)信号-一级三极管射极缓冲器-LM139比较-整形-分频-CPU计数处理。
但西仪的这种电路,我们实测发现,其输出端的伽马计数值在高温下(120℃~150℃)时其读数严重漂移,差异可达50%~100%之多。
我们开始分析研究,原有的线路,采用的是比较器结构,将输入信号经射极跟随后与一个基准电压比较,这种通过比较器与固定电平相比较的
方式,固定电平随着温度的变化必定有所漂移,自然,温漂的祸根就此埋下。
于是本人构思绘制了另外一套单路方案,提交讨论,却换来劈头盖脸的疑问:
“你这样做肯定不行,别怪没提醒你”
“欧阳,你的方向错了,怎么能这么干呢”
而本人坚持先前的电路分析,必须将原来的设计路线彻底颠覆!
好在领导们这块的领导素质还行,懂得接受异己意见,于是好歹最后获得一句:
“我们觉得是不行,但既然你坚持,你是项目负责人,你就按你的思路继续做吧”
OK,尚方宝剑在手,开足马力前进。
于是采用一套相对简洁的线路,彻底撇开了直流因素的影响,在最后形成系统模块时与西仪的原设计方案一对比,电路已大幅度简化。
将电路与滨淞光电管对接好,在输出计数端对接上测试软件,对脉冲数目进行各种温度状况下的测试,初步测试效果
表明其计数值基本恒定,最高使用温度达150度,伽马读数依然恒定。
之后,在先期广泛充分实验的基础上,设计了正式版本,PCB返回后组装PCBA,通过了温漂(150℃),及EMI(与电阻率最强的谐振点上)干扰测试,性能稳定,
后经再过使用部门按流程测试验证,获得认可,原先的激烈反对者一一闭口,改口称赞:
“欧阳这套电路不错,”
“欧阳真神!”
至此项目结案。
后来多年的现场实测数据表明,这套电路系统一直很稳定,后续结果是CPL莫名发现,BPM从14年起再也没买过CPL的伽马测井仪器,BPM通过这套电路,
在井队现场挣了不少钱。
后续:为了给本项目留存一个资料,本人设计制造了一个升级备忘版本,
包括高压发生器,前置放大整形处理,CPU计数,存储,UART双向信息传输口(串口),全部整合在一块电路板上,外接PMT(光电倍增管)信号即可。