声波测井是各类地球物理测井中发展最快和应用最广泛的技术之一。该技术利用声波的速度、幅度在不同介质中传播时的全波记录,得出相应的地质特征,以便于研究和解决地质问题,进而发现油气、煤、金属与非金属、放射性、地下水等矿产资源。声波测井技术是一种重要的资源勘探手段,并随着科学技术的进步,逐渐衍生到其他相关领域,如大型结构桥梁、建筑物等的桩基检测及煤矿、金属物等矿采资源勘探等领域。传统的声波测井需手动测量井下的具体位置,并采用有线进行数据传输,通过对声波信号的分析,从而得出这些位置的地质结构,此方法操作不便,特别在岩层较深且测量点位密集的情况下,测得的数据不仅存在较大的误差,而且需花费大量时间和精力。为解决传统仪器存在的问题,本文研制了基于ARM Cortex-M3内核的无线智能声波测井系统,主要研究内容和结果如下:(1)研制了无线自动测位装置。以低功耗STC89C52微处理器及E50-TTL-100无线通信模块为核心对装置进行了硬件设计和软件编程。使声波测井换能器在井下移动的过程中,自动测位装置采集编码器产生的位移脉冲,通过一定的换算,把脉冲信号转换为实际的位移信号,并通过无线串口传输进行数据通信,实现了井下采集点位置信息的精确测量。模块性能测试表明,误差控制在1%以内,显示出良好的位移测量效果。(2)研制了无线声波采集模块。以高速STM32微处理器及nRF24L01无线模块为核心对模块进行了硬件设计和软件编程。模块通过利用微控制单元(MCU)自带的两路12位模数转换器,对换能器两接收通道声波信号进行采集,并采用无线进行数据收发,减少现场布线带来的麻烦,从而实现了无线声波测井系统的高精度采集过程。模块性能测试表明,最高采样率可达1MHz。(3)开发了基于LabVIEW虚拟仪器的系统配套应用软件。软件包括声波数据采集模块及声波数据分析处理模块两部分。数据采集部分程序功能:系统根据无线自动测位装置实时提供的井下位置信息,设置相应的采集参数,实现仪器的自动采集。数据分析处理部分功能:设计合理的声波分析方法,实现数据分析与采集过程的一体化过程,从而快速、准确的对被测物体的质量进行分析。本文研究的无线智能声波测井系统解决了传统仪器的不足,提高了测井工作效率,具有较广的应用前景。