测控生产实习报告.doc

东北石油大学实习总结报告实习类型 生产实习 实习单位 大庆石油管理局物探公司、测控实验室 实习起止时间2013年7月17日至2013年7月26日指导教师 段志伟 邹彦艳 所在院（系） 电气信息工程学院 班 级 测控技术与仪器10-03班 学生姓名 全博 学 号 100601240326 2013 年 7 月 26日目 录第1章 绪论11.1 测控技术与仪器专业介绍11.2 测控生产实习1第2 章 地震勘探原理与地震数据采集32.1 地震勘探技术的基本原理32.2 地震勘探基本技术42.3 地震数据采集仪器系统52.4 物探公司参观5第3章 MP3播放器原理与安装调试73.1 MP3音乐文件格式概述73.2 插卡式MP3播放器的基本构成原理93.3 MP3的安装和调试9结 论12参考文献13 第1章 绪论学校为了增强同学们的实际动手操作能力，为我们安排了为期十天的生产实习。实习的内容总共可分为三个部分：1、实际测控工程系统：地震勘探技术；2、地震勘探数据采集系统：检波器、采集站、数据采集中心数据采集质量控制、仪器系统维护等；3、一个实际小系统的组装与调试MP3功放系统的组装与调试。为了能使我们对此次实习有一个系统是认识，完成如下的一篇总结。1.1 测控技术与仪器专业介绍测控技术与仪器专业方向大致可分为三类：电子测控仪器系统精密机械、机电系统光学、光电精密仪器。专业主要特点是弱电电子技术、软件与硬件结合、元件与系统结合、理论与实践结合。专业培养德、智、体、美全面发展，具有扎实的测控技术与仪器及其自动化基础理论知识、基本实践与计算技能，能够从事测控技术与仪器方面的系统运行、自动控制、信息处理、实验分析、研制开发、工程管理以及电力电子技术与计算机技术应用等领域的宽口径复合型高级工程技术人才。 测控技术与仪器及其自动化专业培养要求本专业学生主要学习电子技术、信息获取与控制、计算机技术与测试技术等方面较宽广的技术基础和专业知识。学生接受电工电子、信息控制、计算机技术、测试技术方面的基本训练，具备解决测控技术与仪器与自动控制技术问题的基本能力。最终要求本专业毕业生应具有良好的科学素养；扎实的自然科学基础、计算机应用基础和较好的人文社会科学及外语基础；较开阔的视野；较强的工作能力；以及具备获取和运用知识、信息的能力及科技交流能力。1.2 测控生产实习测控生产实习是测控技术与仪器专业学生学习中的一个重要环节；通过测控生产实习使学生了解本专业的研究对象，掌握测控技术与仪器专业所涉及的常用测试设备和工具的使用方法；通过工程实践训练，培养学生理论联系实际、解决实际问题的能力，提高实践动手能力；培养谦虚谨慎的工作态度和多看、多听、多问、多记、多总结的“五多”学习方法。1.2.1 实习内容（1）一个油气勘探工程项目现场实习：地震勘探技术；（2）安全用电常识，常用电气测试设备和调试工具的认识和使用；（3）常用电气元器件和设备的认识和识别；（4）印刷电路板的设计和制作原理；（5）一个实际系统装调：MP3系统安装与调试；（6）查阅资料，撰写实习报告。1.2.2 实习要求（1）实习中必须服从教师的领导，虚心向指导教师请教；（2）注意用电安全，按照要求使用和放置工具，防止意外人身伤害；（3）认真听从指导教师讲解，做好听课笔记；（4）明确实习目的、要求、方法和步骤等，做好实习准备；（5）必须按实习教学大纲和实习计划的要求，积极参加实习，及时填写实习日记，努力完成实习任务；（6）必须严格执行请假制度，不得擅自离校。第2 章 地震勘探原理与地震数据采集地震勘探是地球物理勘探方法中的一种重要方法。地震勘探就是利用人工方法激发的弹性波，来定位矿藏（包括油气、矿石、水、地热资源等），确定考古位置，获得工程地质信息。勘探石油的方法主要有三类，分别为地质法、物探方法和钻探法。地质法通过观测、研究裸露在地面的地层、岩石，对地质资料进行分析综合，了解一个地区有无生成油气和储存油气的条件，最后提出对该地区的含油气评价，指出有利地区。有时在岩石裸露的地区，也可能直接发现油气藏。物探方法是根据地质学和物理学的原理，利用电子学和信息论等领域的新技术，建立起来的一种勘探石油方法。2.1 地震勘探技术的基本原理地震勘探就是利用人工方法引起地壳振动，如利用炸药爆炸产生人工地震，再用精密仪器记录下爆炸后地面上各点的震动情况。利用记录下来的资料，推断地下地质构造的特点。那么人工地震为什么能查明地下地质构造呢？我们知道，当投一块石头到平静的水池里，平静的水面就会出现一圈圈的波纹，向四面八方传播，形成了“水波”。“水波”传到水池边或遇到障碍物时还会返回来，发生所谓的“波的反射”。地震勘探的原理与此十分类似，在地面上某点打井放炮后，爆炸产生的地震波向下传播。地震波遇到地层(速度与密度的乘积有差异)的分界面时，通常会发生反射；同时另一部分地震波还会继续向下传播，碰到相似的地层界面后还会产生反射和透射，即一部分地震波的能量图2-1 地震勘探原理示意图反射回地面，另一部分继续向下传播。与此同时，地面上精密的仪器把来自各个地层分界面的反射波引起地面振动的情况记录下来。然后根据地震波从地面开始向下传播的时刻和地层分界面反射波到达地面的时刻，得出地震波从地面向下传播到达地层分界面，又反射回地面的总时间，再用别的方法测定出地震波在岩层中传播的速度，最后就可得到地层分界面的埋藏深度了。如图2-1所示是地震勘探原理示意图。沿着地面上的一条测线，一段一段地进行观测，对观测结果进行处理后，就可得到形象地反映地下岩层分界面埋藏深度起伏变化的资料地震剖面图。在一个可能有油气的地区（称为工区）内，布置多条测线，形成测线网，并在多条测线上进行这种观测之后，可得到地下地层起伏的完整概念，再综合其它物探方法和地质、钻井等各方面的资料，进行去伪存真，去粗取精，由此及彼，由表及里的分析、研究，就能查明可能储存油气的地质构造，最后确定钻探的井位。概括地说，地震勘探就是通过人工方法激发地震波，研究地震波在地层中传播情况，查明地下地质构造，为寻找油气田或其它勘探目标的一种物探方法。2.2 地震勘探基本技术地震勘探就是利用人工方法激发的弹性波，来定位矿藏（包括油气，矿石，水，地热资源等）、确定考古位置、获得工程地质信息。地震勘探所获得的资料，与其它的地球物理资料、钻井资料及地质资料联合使用，并根据相应的物理与地质概念，能够得到有关构造及岩石类型分布的信息。地震勘探的生产工作，基本可以分为三个环节：第一阶段是野外工作。在地质工作和其它物探工作初步确定的有含油气希望的地区，布置测线，人工激发地震波，并用野外地震仪把地震波传播的情况记录下来，得到记录了地面振动情况的磁带；第二阶段是室内资料处理。将野外记录的地震信息，转换成便于进行地质解释的形式，即将磁带上的资料转换成经过校正的类似于地质构造显示的地震记录剖面。资料处理更重要的目的，是消除或压制地震记录上的噪声，改善或加强反射信息，并提高反射信号的分辨率；第三阶段是地震资料的解释。运用地震波传播理论和石油地质学的原理，综合地质、钻井和其它物探资料，对地震剖面进行深入的分析研究，确定地质构造的形态和空间位置，推测地层的岩性、厚度和层间接触关系，确定地层圈闭及含油气可能性，直接为钻探提供井位。地震勘探技术包括二维地震勘探、三维地震勘探、多波地震勘探。二维地震勘探是指地震波的激发和接受都是在一条侧线上进行，一般地震记录上应该只只记录到来自激发和接受线组成的射线平面内的反射波。对于石油勘探来说，面对的地下地质问题越来越复杂，勘探程度加深，油田开发已经到了三次采油阶段，地质学家和油藏学家对地球物理学家提出了更高的要求。许多地区，二维地震勘探已经无能为力。目前较有效的方法是三维地震勘探和高分辨率地震勘探。三维地震勘探可以得到更加有效、更加准确的地震图像，在储层中可以发现不了的独立的小油藏，增肌可采储量，而其成本并不是一般的勘探方法加上盲目投资的打空井的费用高。波多勘探是指不仅利用纵波，还利用横波、转换波进行勘探，以提供有关地质、油气藏更多的信息，解决单一纵波勘探不能解决的问题。近年来，由于勘探目标区的复杂程度大大增加，油田开发的难度也日益增加。多波勘探是近年来发展较快的新的勘探方法之一。地震勘探工序主要有地震勘探施工、测量工程、表面调查、地震波激发、地震波接受、现场处理和质量监控。2.3 地震数据采集仪器系统地震数据采集系统主要由传感器（又称检波器）和数字地震仪组成。检波器埋置于地面的装置，把地震波引起的地面震动转换成电讯号并通过电缆经电讯号送入地震仪；数字地震仪将接受到电讯号放大、经过模/数转换器转化成二进制数据、组织数据、存储数据。2.4 物探公司参观为了能使我们对所学的地震勘探技术有一个感性的认识，学校今天组织我们实地的去参观一个公司大庆物探一公司。2.4.1 公司简介大庆物探一公司为大庆油田钻探工程公司下属的一个专业子公司，其前身为1960年成立的松辽石油勘探局地质调查处，有着44年地球物理勘探工作经历，是大庆油田惟一一家集物探资料采集、处理、解释为一体，专门从事寻找石油、天然气地质储量及油气共生矿藏的高科技含量、技术密集型、装备精良现代化、生产体系配套的专业化公司。公司现有员工3168人。其中专业工程技术人员1060人，包括高级技术人员110人；中级技术人员540人。有地球物理、地质和计算机博士、硕士49人。公司现有21个物探队和委内瑞拉、印度尼西亚两个项目经理部，其中16个地震队、1个小折射队、1个MT队、1个VSP队、1个GPS队、1个大地测量队，1个处理解释和综合研究为一体的研究所、1个仪器服务中心、1个装备服务中心。公司现有资产净值4.7亿元，各类设备3043台套，可开展各种复杂地表环境下的二维、三维及高分辨率地震勘探服务。已具备年30000km二维和5000km2三维的地震勘探能力及1000km2的叠前深度偏移处理能力。20世纪末，在大庆石油企业中率先走出国门，占领和巩固了南美洲勘探市场，开辟了东南亚市场。通过优化和实施ISO9002和HSE管理体系，公司以优质服务、高质量和良好信誉赢得国内外客户的美誉和支持。2.4.2 参观内容参观安排了三个部分：首先我们来到投影室，由工人师傅们为我们讲解物探过程、发展及物探中用到的仪器和设备，也为我们展示了有关图片。由于师傅重于实践，通过他们的将解，我们对物探有了进一步的了解。其次，是对物探中用到的仪器的参观，在这里我们见到了所谓的检波器，采集站，仪器车等。最后，师傅们又带位我们详细讲解了地震勘探仪器的工作原理，从中我们知道地震勘探仪器的种类很多，一般常用的是数字地震仪。这种仪器是把检波器输出的信号数字化，并将数字化的信息按一定格式记录在磁带上，仪器的特点是动态范围大、频带宽、精度高等。仪器的主体包括3个箱体：模拟箱体逻辑箱体和磁带机。另外还有两个辅助箱体：覆盖开关(包括电台)和照相记录仪。地震检波器接收到的地震信号，经过滤波前置放大器，模拟滤波，再经多路转换开关对各道地震信号进行采样，瞬时浮点放大和模数转换，送至控制箱体，经过记录逻辑系统再送入磁带机最後记录在磁带上。2.4.3 参观的收获地震资料处理有三个基本阶段，即反褶积、叠加、偏移。反褶积是通过压缩子波，达到提高时间分辨率的目的。带反褶积和不带反褶积的CMP叠加剖面对比，可以看到经过反褶积处理的CMP叠加剖面分辨率有了明显提高。共中心点叠加是利用CMP记录的冗余度，显著地压制不相关噪音，从而提高信噪比。偏移是使绕射波收敛并将陡倾同相轴移到大致真实的地下位置上，偏移是一个成象过程，可以改善空间分辨率。经过数字处理得到的成果资料主要是水平叠加地震时间剖面，此外还有经过时深转换的水平叠加深度剖面或经过偏移处理的时间剖面或深度剖面。这些地震剖面，特别是水平叠加时间剖面，是目前地震资料解释所依据的最主要的资料。目前，地震资料解释基本上都采取人机联作解释方法，尤其是三维地震资料解释工作，其数据量及所包含的信息量都是相当庞大的，如果不采用特殊的解释手段，仅仅使用常规的手工解释方法，其难度之大简直无法想象。第3章 MP3播放器原理与安装调试我们这次组装的插卡式MP3播放器主要使用了4片集成电路，其中U1（8002B）是单通道BTL功率放大器，3W输出功率用于推动扬声器；U2（AC2092-M）是可以与USB和SD卡接口的具有DSP功能的微处理器（具体资料见附件介绍）；U3（5807M）是FM收音机芯片，具有硬件频率合成搜台功能；U4（24C02）是EEPROM；用于程序和中间数据的存储。3.1 MP3音乐文件格式概述MP3是一种有损数字音频压缩格式，全称是MPEG-1AudioLayer3，其中MPEG是Moving /Motion Picture Experts Group的缩写，意为活动图像专家组。它是一种压缩比较大的活动图像和声音的编码标准。MPEG-1音频文件的压缩是一种有损压缩，根据压缩对象和编码复杂程度的不同可分为3层（MPEG Audio Layer1/2/3），分别对应MP1、MP2、MP3这三种声音文件。第一层标准的压缩率为l：4，第二层为l：6l：8，第三层的压缩率则高达l：10l：12。MP3是用MPEGl中的第三层压缩标准，其压缩模式比第一层和第二层编码要复杂。这种压缩模式简单来说，就是过滤人们不太容易感觉出来的超高音频等，所以，原音信号压缩成MP3之后的音质是“有一定的变差”，但对不少歌曲的音质没有大的影响，甚至感觉不到，和CD音质差不多。但是文件的体积却大大缩小了。3.1.1 MP3播放器的基本原理MP3播放器是利用数字信号处理器DSP（Digital Sign Processer）来完成处理传输和解码MP3文件的任务的。DSP掌管随身听的数据传输，设备接口控制，文件解码回放等活动。DSP能够在非常短的时间里完成多种处理任务，而且此过程所消耗的能量极少，这也是它适合于便携式播放器的一个显著特点。简单的来说MP3首先将歌曲文件从内存中取出并读取存储器上的信号到解码芯片对信号进行解码通过数模转换器将解出来的数字信号转换成模拟信号再把转换后的模拟音频放大低通滤波后到耳机输出口，输出后就是我们所听到的音乐了。其原理框图如3-1所示。 MP3播放器是由一片主芯片，实际相当于一个芯片组，该芯片在实际的机子中可能是几片集成电路或单片式芯片，它是由解码DSP( 数字信号处理器)芯片为核心，将MP3解码芯片、MCU微（处理）控制器、接口控制芯片和操作控制电路等集成或组合起来而成，就是大家经常听到的所谓“xx MP3芯片方案”。烬管集成的主芯片实际作用已经不是单一的解码功能了，但不少资料中仍然习惯性地称之为“解码芯片”，也有称作专用MCU或MCU微控制器的。按键开关是用户输入操作控制播放器的键钮开关。话筒（麦克风）用于数码录音或复读学习时输入音频信号。USB插口是用来与计算机交换数据的插座，传送MP3 音乐文件、安装更新管理程序等操作都是要经过这个接口来实现。USB的全称是niversal Serial Bus，意即：通用串行总线。Flash存储器图3-1MP3原理图串口/调试口按键键盘LCD显示USB接口DA输出 中央处理器MP3解码 目前MP3播放器普遍采用的是USB2.0接口。早期产品则大多采用USB1.1的接口，其传输速率慢，仅为USB 2. 0（全速)的18，即1.5 Mbps 左右。MP3播放器视机型不同采用的电池也不尽相同，通常有三种电池，即：普通电池(AA为5号电池，AAA为7号电池)、专用电池和内置电池。其中内置电池一般都为锂电池，大多用在小巧玲珑的MP3上，采用锂电池的优点是能将MP3体积做得很小，缺点就是电池的寿命虽然较长，但用完后更换比较麻烦，也有成本问题。目前还是以采用普通电池的机型居多。将主芯片分解为主控制芯片、MP3解码芯片、USB等接口和操作控制芯片等部分，就构成了一个典型的MP3播放器的电路结构框图。由于MP3播放器在播放过程中的信号流程完全没有机械运动，所以具有优良的抗震性能。此外，由于MP3播放器没有机械式运动部件。所以其耗电量较小。这有利于缩小整机体积、减小电路干扰、节省电池费用、延长播放时间和使用寿命等。 3.1.2 MP3播放器的基本结构加电启动MCU加载引导程序接收操作指令访问存储介质音频文件读入内存中MCU或DSP执行解码操作模拟音频信号传到耳机数字音频信号传到数模转换器MCU加载操作系统程序图3-2 MP3工作流程图MP3播放器大多采用微小型的集成电路和其他零部件组成，结构紧凑精细，麻雀虽小五脏俱全，其实就是一个特定功能的微型电脑。较为典型的MP3播放器的内部主要包括数据端口、内存储器、微处理器 (MCU单片微型控制器)、解码器，数模转换器、显示屏、播放及功能控制、音频输入输出端口、放大器、话筒、电源控制管理和耳机音频信号输出端口等部分。其工作流程图如3-2所示。3.2 插卡式MP3播放器的基本构成原理如图3-3插卡式MP3播放器的硬件原理图，其中包括主控芯AC2092-M、VS1003解码器、D/A转换、8002B音频放大器、LED显示、USB接口、收音电路等部分。它的特点为：带显示屏/带手电筒/带FM收音功能可更换电池，充电无线音箱；可直插U盘、内存卡；还可连接MP3-4-5/IPOD/IPHONE/手机/电脑/笔记本等；可听音乐、听广播，并且音量大。其中使用了4片集成电路，其中8002B是单通道BTL功率放大器，3W输出功率用于推动扬声器；AC2092-M是可以与USB和SD卡接口的具有DSP功能的微处理器；IC5807M是FM收音机芯片，具有硬件频率合成搜台功能；AT24C02是EEPROM；用于程序和中间数据的存储。插卡式MP3播放系统中的软件设计按照模块主要划分为以下四个部分：MP3部分U盘部分，SD卡部分，FM收音机部分，串口调试程序，其他部分。主控制芯片AC2092-MUSB接口VS1003解码器D/A转换8002B音频放大器喇叭耳机机电源电路电池控制按键LED显示内置Flash外接存储器收音电路图3-3 插卡式MP3播放器硬件结构原理图3.3 MP3的安装和调试为了增强同学们的动手能力和对电路板有进一步认识，老师给我们安排了一项MP3焊接的内容，这样我们不仅对电路内部有了更直观的认识，同时也使我们的焊接技术得到了锻炼。3.3.1 SD卡MP3播放器介绍SD卡MP3播放器是一种较简单的音乐播放器，但SD卡MP3播放器功能不差于现行市场上流行的音乐播放器，其安装简单，没有复杂电路的焊接，比较适合用来焊接学习。下面为其内部电路原理框图。图3-4为VS1003解码器图，图3-5为电源电路图，图3-6 为SD卡电路框图。图3-4 VS1003解码器图图3-5 SD卡电路框图 图3-6 电源电路图3.3.2安装与调试安装的部件大致有26个，步骤分为以下：1、打开包装清点配件是否齐全。2、按键面板的安装 ，将按键面板和4位按键钮套上，用4个1.64银色自攻螺丝将带按键的电路板固定在塑料面板上，注意位置要对准，否则决定按键的灵敏度。3、喇叭的安装及焊接，先把红黑并线焊在喇叭上，然后按图片示意把黄色喇叭固定底座套进去，打好螺丝。4、焊接固定电池簧片，用电烙铁焊好两个线和簧片。5、焊接天线，在天线底部铜的外圈上少量的焊锡，用剩下的一条线焊接。6、配件连接到主板上面，将我们刚才焊好的喇叭、天线、电池簧片的导线的另一端焊接到主板上，5个焊点，注 意正负极一定要接对。7、用螺丝将刚才焊好的电池簧片固定到塑料机壳内。8、将灰色排线程图上形状弯折(需谨慎，排线易断，不能反复折)；将天线插到按键板的天线孔里面。9、将主板安装到主机壳里面，把两个发光二极管起来，按图中摆放将电路主板小心向下压进去。10、把两个发光二极管弯下去，对准孔位。11、把屏幕贴膜和开关按钮装好。12、固定好主电路板。13、将喇叭固定好。14、安装彩色前壳。15、底盖的安装 ，发光二级光弄正一点，这样闪光效果会更明显，螺丝孔位要对齐，用3个1.78黑色自攻螺丝打紧图上的位置）用2.38黑色普通螺丝来固定伸缩天线，剩下的螺丝孔位。一手按住天线对准螺丝孔位，另一手再打螺丝。16、电池的安装。经过将近两个小时的焊接，同学们基本上完成了安装的任务，下一步便是让老师帮我们调试，调试的主要内容有，对可直插U盘、内存卡（SD卡）的音乐播放功能进行调试，对FM收音功能的调试，对手电筒照明灯的调试。结 论参考文献1 郑伟. MP3/MP4播放器维修从入门到精通J. 北京:人民邮电出版社,2009.2 马在田.三维地震勘探方法M. 北京:石油工业出版社,1992.3 孙传友,高光贵.遥测地震仪器原理M. 北京:石油工业出版社,1992.4 张建国,吴宝琼，林蔚.高频电子技术M. 北京:北京理工大学出版社,2003.5 吴慎山.高频电子线路M. 北京:电子工业出版社,2007.116-119.指导教师评语及成绩评定： 成绩： 指导教师签字： 2013年 7 月 26 日