中子管地面检测仪的设计与实现
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动脉 冲送 人高 速 电子 开关 。
器 中 ， 可 能对仪 器 电路 产 生损 害 ； 很 另一 方 面 ， 器 中 仪
１ ２ 直流 可调 高压 电源 ． 直 流 可调 高压 电源采 用 目前 流行 的 Ｐ ＷＭ 开关 电 源技术 ， 因为 Ｐ ＷＭ 技 术 具 有 效 率 高 、 率 密 度 大 、 功 电
２ ３ Ｏ０
４ 结束 语
该 测试 系统 对判 别 电缆 断路点 和短 路点 故 障的方 法 既简单 又 实用 。对 于非 屏蔽 和非 预埋 在地 下 的 电缆
及 一般 导线 ， 文介 绍 的 断 开及 短 路 检 测 方 法仍 然 适 本
［ ］ 段九州 ． ２ 振荡 电路实用设 计手册 ［ ． 宁 ， Ｍ］ 辽 辽宁科 学技
术 出 版 社 ，０２ ２ ０
［］ 阎 ３
石 ．数字 电子技 术基 础 ［ ． 京 ， 等教 育 出版 Ｍ］ 北 高
社 ．９ ９ １９
用 。在 实 际应用 中不 仅 可靠 、 准确 ， 与传 统 的人工 逐点
相 比大 大节 约 了检测 时 间 。 参 考 文 献
［ ］ 陈明荧 ． ０ １ １ ８ ５ 单片 机基础教 程 ［ ．北京 ， 学 出版社 ， Ｍ］ 科
器 ，０４ １ （ ） ２ ０ ，８４ （ 稿 日期 ：０ １ ２ ５ 编 辑 ：梁 保 江 ） 收 ２ １ —０ —２
图 ２ 高 速 电 子 开 关
先在 Ｔ ４端 产 生 １ｆ ｓ宽 的 脉 冲 ， Ｔ 见 ４波 形 ， 致 低 端 导 的 Ｆ Ｔ管截 止 ； Ｅ 然后 在 Ｔ 端产生 １ ｓ 的脉 冲 ， １ 宽 ｆ 驱动
石 油 仪 器 Ｐ Ｔ ０ Ｅ Ｍ Ｉ Ｓ Ｒ ＭＥ Ｔ Ｅ Ｒ Ｌ Ｕ Ｎ Ｔ Ｕ Ｎ Ｓ
２１ ０ １年 １ ０月
・
开 发设计 ・
中子管地面检测仪 的设 计与实现
葛 晓龙 翁继 清
（． １ 大庆油 田有 限责任公 司测试技术服务分公 司 黑龙江 大庆 ） （ ．中石油测井有 限公 司 陕西 西安） ２
使用 的中子管性能变差后 ， 极易损坏 电路中的离子源 电源 部分 。因此 ， 使用 中子 管 地 面 检 测 仪对 中子 管 进 行测 试成 为更换 和筛 选 中子管 的前 提 ， 为此 ， 计 了 中 设
子 管地 面检 测仪 。
压调整 率 高 、 积 小 等 优 点 。芯 片 采 用 了 ＸＬＮ 体 ＩＩＸ公
起 送 人高 速 电子开 关 ， 由高 速 电子 开关处 理后 ， 开 经 在
示 ， 使用 Ｔ ４ ２ 对 其进 行 驱动 。此板输 出 ０～２０ ０ 并 Ｃ４８ ０ ｖ方 波脉 冲高 压 ， 以满 足不 同管 子 的需 要 ； 有 一定 的 具
带负 载能 力 ， 出电流最 大达 ５ ０ 输 ０ Ａ。 假 设 开 关 电 源 处 于 “ ‘ 状 态 ， 时 ＩＯ Ｔ输 出 关 的 此 ＳＵ
关 键 词 ：中子 管 ； ＷＭ 开 关 电 源 ；锐 导 通 Ｐ
中 图法 分 类 号 ：Ｐ ３ ． ＋ ６ １６ ３ 文献 标 识 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：１ ０ ． １ ４ ２ １ ） ５０ １ ．２ ０ ４９ ３ （ ０ １ ０ ０ ４ ０
０ 引 言
我单 位从 事生 产 测 井 ， 有 引 进 和 国产 的脉 冲 中 拥 子 仪器 ｌ 较 多 ， 数有 ３ 。 Ｊ 总 ０多 只。 以前 ， 购 买 的 中子 新
３ 结束语
２１ ０ ０年初 完成 中子 管地 面 检测 仪 的设 计 和 制作 ，
现 已经 用 于 Ｒ ＭＴ小 直径 中子 管 和 国 产 ＭＺ Ｓ一５小 直 径 中子管 的室 内检测 ， 效果 良好 。 参 考 文 献
［ ］ Ｒ Ｓ Ｒ Ｏ Ｒ ＭＯ ＩＯ Ｉ Ｇ Ｔ Ｏ Ｅ Ｖ Ｃ Ｎ Ａ １ Ｅ Ｅ Ｖ Ｉ ＮＴ Ｒ Ｎ Ｏ Ｌ Ｓ Ｒ ＩＥ ＭＡ Ｕ Ｌ． （ 料） 资 ［ ］ 肖坤 强 ， 明 贵 ．小 型 石 油 测 井 中 子 发 生 器 ［］ ２ 周 Ｊ ．石 油 仪
［ ］ 童诗 白 ． 拟 电子 技术 基 础 ［ ．北 京 ， 等教 育 出版 ４ 模 Ｍ］ 高
社 ．０ １ ２０
（ 稿 日期 ：０ １ ０ —１ 编 辑 ：梁保 江 ） 收 ２１— ５ ８
仪 器后对 中子管 的性 能才 能 有 一 个 初步 的 了解 ， 中 而 子管 或 中子 发生器 在 运 输 过 程 中 如 出现 问题 ， 人 仪 接
Ｅ Ｓ４ Ｐ ４ ８为 时序 发 生器 ， 这 里 ， 给 高 速 电 子 开 在 它 关 提供 驱 动脉 冲 。它产生 ３ ｓ ， １ Ｈ ０ 宽 ５ｖ，０ｋ ｚ的驱
司 的 Ｘ Ｒ ０ ４ Ｌ Ｃ ３ ６Ｘ 。
１ 系统 工 作原 理
中子 管地 面检 测 仪 的 电路 原 理 框 图如 图 １ 示 ， 所
由直流 可调 高压 电 源 、 高速 电子开关 、 动脉 冲发 生器 驱
和灯 丝 电源组 成 。
此 高压 电源 调 节 输 人 到 中子 管 阳极 的 高 压 的输
．
仪 器 维 修 工 作 。邮 编 ：６４ ３ １３ ５
２１年 ０１
第２卷 ５
第 ５ 期
葛晓龙 等 ： 中子管地 面检测仪 的设计 与实现
且
ｒ
ｒ
Ｃ ５ ，ｌ２ ． ｈ 、 ｔ ５ｕ ０ ：
Ｔ 输 出波形 ４
图３ Ｔ ４输 出波 形
２ 检 测 仪 面 板
在前 面板 上提供 了直 观 的 阳极 高压 和离子 流 的电 子显 示屏 ， 并设 置有 阳极 高压 脉 冲幅度调 节 电位器 ， 可 在 ０ ２０ ０Ｖ之 间连续 调节 。 ０
Ｖ连续 可调 的 高压 阳极 脉 冲 信 号 ， 这 个 信 号 和加 在 将 中子发 生器 阳极 上 ； 时将 灯 丝 电源 加 在 中子 发生 器 同
灯丝 电极 上 ， 可对 中子 管 的性 能 进行 测试 。 便
１ １ 驱 动脉 冲发 生器 ．
管或 中子 发生 器 Ｌ 由 于没 有 检 测 手 段 ， 是 通 过 连接 ２ ］ 都
为 ０且 Ｑ１ 、 １ 、 ９处 于 导 通 状 态 ，Ｏ 的上 升 沿 首 ７ Ｑ ８ Ｑ１ ＩＮ
关板 的输 出端将 产 生频 率为 １ Ｈ ， 度从 ０～２０ ０ ０ｋ ｚ 幅 ０
９７年 Ｉ 现 二 ＿ １４ 币１ ８ 年 毕 、 于大 庆 石 油 学 院 ， 在 大 庆 油 田 有 限 责 任 公 司 测 试 技 术 服 务 分 公 司 十 一 大 队从 事 测 井 第一作者简 介：葛晓龙 ， ，９ — 男 —６年生 ， — 工程师 ， 毕业 于大庆石油学院 ， 现在大厌油 田有限贡仕公 司硼 １ 不 方刀 原理 和电路 实现过 程 ， 主要 由四部 分组成 ， 直流 可调 高压 电源 、 驱动 脉
冲发 生器、 灯丝 电源和 高速 电子开关。采用 Ｐ ＷＭ 开关 电源技术提供可调 高压并应 用场效应 管作为 电子 开关 ， 切换速度 快 ， 出方波脉 冲高压。此检 测仪 在 实际测试 中得到满意的效果 。 输
图 １ 中子 管地 面 检 测 仪 的 电 路 原 理 框 图
度快 。为 此 使 用 了 ６只 Ｉ Ｆ ０ 场 效应 管 ， 图 ２所 Ｒ ２Ｇ 如
仪器 上 电后 ， 流 可调高 压 电源 将产 生 ０～２０ ０ 直 ０ ｖ连续 可 调 的直 流 电 压 ， 将适 当 的 电压 同驱 动 脉 冲发 生 器产 生 的 ３ ｓ宽 ， ０ｋ ｚ ５Ｖ 的驱 动 脉 冲 脉 冲一 ０ １ Ｈ ，
出。 １ ３ 灯 丝 电源 ．
采 用 ０～５Ｖ可调 ， 大 输 出电 流 ６ ０ｍ 的直 流 最 ０ Ａ
电源 。灯丝 电源 供给灯 丝加 热所 需 要 的能量 。通过 调
节 灯丝 电流 来控 制 中子 管 的离子 流 的输 出 。
１４ 高速 电子 开关及 工作 原理 ． 为 了能输 出频率 为 １ Ｈ 的 高压脉 冲 ， ０ｋ ｚ 需要 在 输 出末 级增 加 能耐 受 ２ ５ ０Ｖ 的 电子 开 关 ， ０ 而且 切换 速
高端 的 Ｆ Ｔ管导 通 ， 图 ３所示 。结 果是 ， 导通 的 １ Ｅ 如 锐 ８０Ｖ Ｃ信 号 加 在 了 ＩＯ Ｔ端 。然 后 再 将 １ｆ 的 ０ Ｄ ＳＵ ｓ宽
脉 冲送 到低 端 ， 使低 端 导通 ， 而使 ＩＯ Ｔ端 从 １８０ 从 ＳＵ ０ Ｖ Ｃ快速 降 到 地 电 平 。每 对 Ｉ Ｆ １０的 作 用 是 把 相 Ｄ ＲＬ１ 应的 Ｆ Ｔ 管 锁 定 在 希 望 的 驱 动 状 态 。 分 布 在 各 个 Ｅ Ｆ Ｔ之 间的 电阻 组成 的 分压 器 用 于 建 立 高压 ， Ｅ 并且 在 Ｆ Ｔ处 于“ 止 ” 态 时作 高压 电源 的负 载 。 Ｅ 截 状 （ 上接 第 １ ３页）
器 中 ， 可 能对仪 器 电路 产 生损 害 ； 很 另一 方 面 ， 器 中 仪
１ ２ 直流 可调 高压 电源 ． 直 流 可调 高压 电源采 用 目前 流行 的 Ｐ ＷＭ 开关 电 源技术 ， 因为 Ｐ ＷＭ 技 术 具 有 效 率 高 、 率 密 度 大 、 功 电
２ ３ Ｏ０
４ 结束 语
该 测试 系统 对判 别 电缆 断路点 和短 路点 故 障的方 法 既简单 又 实用 。对 于非 屏蔽 和非 预埋 在地 下 的 电缆
及 一般 导线 ， 文介 绍 的 断 开及 短 路 检 测 方 法仍 然 适 本
［ ］ 段九州 ． ２ 振荡 电路实用设 计手册 ［ ． 宁 ， Ｍ］ 辽 辽宁科 学技
术 出 版 社 ，０２ ２ ０
［］ 阎 ３
石 ．数字 电子技 术基 础 ［ ． 京 ， 等教 育 出版 Ｍ］ 北 高
社 ．９ ９ １９
用 。在 实 际应用 中不 仅 可靠 、 准确 ， 与传 统 的人工 逐点
相 比大 大节 约 了检测 时 间 。 参 考 文 献
［ ］ 陈明荧 ． ０ １ １ ８ ５ 单片 机基础教 程 ［ ．北京 ， 学 出版社 ， Ｍ］ 科
器 ，０４ １ （ ） ２ ０ ，８４ （ 稿 日期 ：０ １ ２ ５ 编 辑 ：梁 保 江 ） 收 ２ １ —０ —２
图 ２ 高 速 电 子 开 关
先在 Ｔ ４端 产 生 １ｆ ｓ宽 的 脉 冲 ， Ｔ 见 ４波 形 ， 致 低 端 导 的 Ｆ Ｔ管截 止 ； Ｅ 然后 在 Ｔ 端产生 １ ｓ 的脉 冲 ， １ 宽 ｆ 驱动
石 油 仪 器 Ｐ Ｔ ０ Ｅ Ｍ Ｉ Ｓ Ｒ ＭＥ Ｔ Ｅ Ｒ Ｌ Ｕ Ｎ Ｔ Ｕ Ｎ Ｓ
２１ ０ １年 １ ０月
・
开 发设计 ・
中子管地面检测仪 的设 计与实现
葛 晓龙 翁继 清
（． １ 大庆油 田有 限责任公 司测试技术服务分公 司 黑龙江 大庆 ） （ ．中石油测井有 限公 司 陕西 西安） ２
使用 的中子管性能变差后 ， 极易损坏 电路中的离子源 电源 部分 。因此 ， 使用 中子 管 地 面 检 测 仪对 中子 管 进 行测 试成 为更换 和筛 选 中子管 的前 提 ， 为此 ， 计 了 中 设
子 管地 面检 测仪 。
压调整 率 高 、 积 小 等 优 点 。芯 片 采 用 了 ＸＬＮ 体 ＩＩＸ公
起 送 人高 速 电子开 关 ， 由高 速 电子 开关处 理后 ， 开 经 在
示 ， 使用 Ｔ ４ ２ 对 其进 行 驱动 。此板输 出 ０～２０ ０ 并 Ｃ４８ ０ ｖ方 波脉 冲高 压 ， 以满 足不 同管 子 的需 要 ； 有 一定 的 具
带负 载能 力 ， 出电流最 大达 ５ ０ 输 ０ Ａ。 假 设 开 关 电 源 处 于 “ ‘ 状 态 ， 时 ＩＯ Ｔ输 出 关 的 此 ＳＵ
关 键 词 ：中子 管 ； ＷＭ 开 关 电 源 ；锐 导 通 Ｐ
中 图法 分 类 号 ：Ｐ ３ ． ＋ ６ １６ ３ 文献 标 识 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：１ ０ ． １ ４ ２ １ ） ５０ １ ．２ ０ ４９ ３ （ ０ １ ０ ０ ４ ０
０ 引 言
我单 位从 事生 产 测 井 ， 有 引 进 和 国产 的脉 冲 中 拥 子 仪器 ｌ 较 多 ， 数有 ３ 。 Ｊ 总 ０多 只。 以前 ， 购 买 的 中子 新
３ 结束语
２１ ０ ０年初 完成 中子 管地 面 检测 仪 的设 计 和 制作 ，
现 已经 用 于 Ｒ ＭＴ小 直径 中子 管 和 国 产 ＭＺ Ｓ一５小 直 径 中子管 的室 内检测 ， 效果 良好 。 参 考 文 献
［ ］ Ｒ Ｓ Ｒ Ｏ Ｒ ＭＯ ＩＯ Ｉ Ｇ Ｔ Ｏ Ｅ Ｖ Ｃ Ｎ Ａ １ Ｅ Ｅ Ｖ Ｉ ＮＴ Ｒ Ｎ Ｏ Ｌ Ｓ Ｒ ＩＥ ＭＡ Ｕ Ｌ． （ 料） 资 ［ ］ 肖坤 强 ， 明 贵 ．小 型 石 油 测 井 中 子 发 生 器 ［］ ２ 周 Ｊ ．石 油 仪
［ ］ 童诗 白 ． 拟 电子 技术 基 础 ［ ．北 京 ， 等教 育 出版 ４ 模 Ｍ］ 高
社 ．０ １ ２０
（ 稿 日期 ：０ １ ０ —１ 编 辑 ：梁保 江 ） 收 ２１— ５ ８
仪 器后对 中子管 的性 能才 能 有 一 个 初步 的 了解 ， 中 而 子管 或 中子 发生器 在 运 输 过 程 中 如 出现 问题 ， 人 仪 接
Ｅ Ｓ４ Ｐ ４ ８为 时序 发 生器 ， 这 里 ， 给 高 速 电 子 开 在 它 关 提供 驱 动脉 冲 。它产生 ３ ｓ ， １ Ｈ ０ 宽 ５ｖ，０ｋ ｚ的驱
司 的 Ｘ Ｒ ０ ４ Ｌ Ｃ ３ ６Ｘ 。
１ 系统 工 作原 理
中子 管地 面检 测 仪 的 电路 原 理 框 图如 图 １ 示 ， 所
由直流 可调 高压 电 源 、 高速 电子开关 、 动脉 冲发 生器 驱
和灯 丝 电源组 成 。
此 高压 电源 调 节 输 人 到 中子 管 阳极 的 高 压 的输
．
仪 器 维 修 工 作 。邮 编 ：６４ ３ １３ ５
２１年 ０１
第２卷 ５
第 ５ 期
葛晓龙 等 ： 中子管地 面检测仪 的设计 与实现
且
ｒ
ｒ
Ｃ ５ ，ｌ２ ． ｈ 、 ｔ ５ｕ ０ ：
Ｔ 输 出波形 ４
图３ Ｔ ４输 出波 形
２ 检 测 仪 面 板
在前 面板 上提供 了直 观 的 阳极 高压 和离子 流 的电 子显 示屏 ， 并设 置有 阳极 高压 脉 冲幅度调 节 电位器 ， 可 在 ０ ２０ ０Ｖ之 间连续 调节 。 ０
Ｖ连续 可调 的 高压 阳极 脉 冲 信 号 ， 这 个 信 号 和加 在 将 中子发 生器 阳极 上 ； 时将 灯 丝 电源 加 在 中子 发生 器 同
灯丝 电极 上 ， 可对 中子 管 的性 能 进行 测试 。 便
１ １ 驱 动脉 冲发 生器 ．
管或 中子 发生 器 Ｌ 由 于没 有 检 测 手 段 ， 是 通 过 连接 ２ ］ 都
为 ０且 Ｑ１ 、 １ 、 ９处 于 导 通 状 态 ，Ｏ 的上 升 沿 首 ７ Ｑ ８ Ｑ１ ＩＮ
关板 的输 出端将 产 生频 率为 １ Ｈ ， 度从 ０～２０ ０ ０ｋ ｚ 幅 ０
９７年 Ｉ 现 二 ＿ １４ 币１ ８ 年 毕 、 于大 庆 石 油 学 院 ， 在 大 庆 油 田 有 限 责 任 公 司 测 试 技 术 服 务 分 公 司 十 一 大 队从 事 测 井 第一作者简 介：葛晓龙 ， ，９ — 男 —６年生 ， — 工程师 ， 毕业 于大庆石油学院 ， 现在大厌油 田有限贡仕公 司硼 １ 不 方刀 原理 和电路 实现过 程 ， 主要 由四部 分组成 ， 直流 可调 高压 电源 、 驱动 脉
冲发 生器、 灯丝 电源和 高速 电子开关。采用 Ｐ ＷＭ 开关 电源技术提供可调 高压并应 用场效应 管作为 电子 开关 ， 切换速度 快 ， 出方波脉 冲高压。此检 测仪 在 实际测试 中得到满意的效果 。 输
图 １ 中子 管地 面 检 测 仪 的 电 路 原 理 框 图
度快 。为 此 使 用 了 ６只 Ｉ Ｆ ０ 场 效应 管 ， 图 ２所 Ｒ ２Ｇ 如
仪器 上 电后 ， 流 可调高 压 电源 将产 生 ０～２０ ０ 直 ０ ｖ连续 可 调 的直 流 电 压 ， 将适 当 的 电压 同驱 动 脉 冲发 生 器产 生 的 ３ ｓ宽 ， ０ｋ ｚ ５Ｖ 的驱 动 脉 冲 脉 冲一 ０ １ Ｈ ，
出。 １ ３ 灯 丝 电源 ．
采 用 ０～５Ｖ可调 ， 大 输 出电 流 ６ ０ｍ 的直 流 最 ０ Ａ
电源 。灯丝 电源 供给灯 丝加 热所 需 要 的能量 。通过 调
节 灯丝 电流 来控 制 中子 管 的离子 流 的输 出 。
１４ 高速 电子 开关及 工作 原理 ． 为 了能输 出频率 为 １ Ｈ 的 高压脉 冲 ， ０ｋ ｚ 需要 在 输 出末 级增 加 能耐 受 ２ ５ ０Ｖ 的 电子 开 关 ， ０ 而且 切换 速
高端 的 Ｆ Ｔ管导 通 ， 图 ３所示 。结 果是 ， 导通 的 １ Ｅ 如 锐 ８０Ｖ Ｃ信 号 加 在 了 ＩＯ Ｔ端 。然 后 再 将 １ｆ 的 ０ Ｄ ＳＵ ｓ宽
脉 冲送 到低 端 ， 使低 端 导通 ， 而使 ＩＯ Ｔ端 从 １８０ 从 ＳＵ ０ Ｖ Ｃ快速 降 到 地 电 平 。每 对 Ｉ Ｆ １０的 作 用 是 把 相 Ｄ ＲＬ１ 应的 Ｆ Ｔ 管 锁 定 在 希 望 的 驱 动 状 态 。 分 布 在 各 个 Ｅ Ｆ Ｔ之 间的 电阻 组成 的 分压 器 用 于 建 立 高压 ， Ｅ 并且 在 Ｆ Ｔ处 于“ 止 ” 态 时作 高压 电源 的负 载 。 Ｅ 截 状 （ 上接 第 １ ３页）
