Устройство автостробирования сигналов акустического каротажа

Устройство автостробирования сигналов акустического каротажа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО АВТОСТРОБИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА, содержащее узел синхронизации, генератор линейно изменяющегося напряжения , фоЕ 1ирователь временных интервалов и узел выделения сигналов, при этом узел синхронизации подсоединен к генератору Линейно изменяюпдагося напряжения и к формирователю времен; ных интервалов, отлич ающее: с я тем, что, с целью повышения надежности и тЬ 1Ности выделения первых вступлений сигналов ближнего и дальнего каналов акустического каротажа, в него дополнительно введены два аналоговых ключа, два фостирователя управляющих импульсов, два узла аналоговой памяти, формирователь стробирунщих и блокирующих импульсов и логический узел, причем выходы генератора линейно изменяющегося напряжения подсоединены к формирователю стробирующих и блокирующих импульсов :непосредственно и через аналоговые ключи и узлы аналоговой, памяти,входы 9 логического узла соединены с выходами формирователя стробирующих и бло кирующих импульсов и узлом выделения сигналов, выходы логического узл подсоединены к форйироватегао временных интервалов, а выходы последнего через формирователи управляющих импульсов подсоединены к управляющим входам аналоговых ключей. СП со о с/э КХ)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(я) С 01 V 1/40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1, ч:"И ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬС ГВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbffMA (21) 3457222/18-25 (22) 24.06.82 (46) 07.11.83. Бюл. В 41 (72) В.И. Антоненко (71) Краснодарская группа подразделений НИИИоргеофизики . (53) 550.83,(088.8) (56) 1 ° Авторское свидетельство СССР

В 771589, кл. G 01 V 1/40, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

М 687432, кл. G 01 V 1/40, 1977.

3. Авторское свидетельство СССР

Ю 750413, кл. G 01 V. 1/40, 1978 (прототип). (,54) (57) УСТРОЙСТВО ABTOCTPOSHPOВАНИЯ СИГНАЛОВ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖК, содержащее узел синхронизаций, генератор линейно изменяющегося напряже- ния, формирователь временных интервалов и узел выделения сигналов, при этом узел синхронизации подсоединен к генератору линейно изменяющегося напряжения и к формирователю .времен„„SU„„A

; ных интервалов,о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения надежности и то4ности выделения первых вступлений сигналов ближнего и даль- него каналов акустического каротажа, в него дополнительно введены два аналоговых ключа, два формирователя управляющих импульсов, два узла аналоговой памяти, формирователь стробирукщих и блокирующих импульсов и .логический узел, причем выходы генератора линейно изменяющегося напряжения подсоединены к формирователю стробирующих и блокирующих импульсов непосредственно и через аналоговые ключи и узлы аналоговой, памяти, входы . логического узла соединены с выхода- ф ми формирователя стробирующих и блокирующих импульсов и узлом выделения сигналов, выходы логического узла подсоединены к форйирователю временных интервалов, а выходы последнего через .формирователи управляющих им- Я пульсов подсоединены к управляющим входам аналоговых ключей.

105303S

Изобретение относится к промысловой геофизике, в частности к аппаратуре акустического каротажа, и может пркменяться при измерении кинематическнх параметров сигнала.

Изучение кинематики акустических волн в скважинах — .основная задача акустического каротажа, а такое изучение возможно только при надежном выделении первых Фаз поступающего . сигнала. Наличие шумов самой различной природы затрудняет выделение сигнала, поэтому надежное выделение сигнала до сих пор остается основной проблемой при разработке аппаратуры акустического каротажа.

Известно устройство, которое содержит усилитель сигнала, пороговое устройство и стабилизатор частоты шумовых сбоев. Сигнал выделяется пу. тем автоматического регулирования порога срабатывания и путем поддержания его выше уровня шумов, следующих с максимальной частотой,при пропускании на выход редких срабатываний. Устройство позволяет существенно повысить точность. Фиксации момента прихода сигнала j1) .

Однако даже единичные помехи в устройстве могут нарушать работу выделителя и ухудшать точность измерений. Для дальнейшего повышения достоверности выделения сигнала необходимо уменьшить время ожидания полезного сигнала, т.е. блокировать .

"мертвое время" или стробировать первые вступления сигнала.

Известно устройство для выделения сигналов, которое содержит узлы слежения за первым встуклением ближнего канала и стробирование сигнала дальнего канала через расширитель импульсов и позволяет наряду с пороговым выделением сигнала стробировать первые вступленкя $2J..

Использование расширителя импульсов увеличивает эффективность слежения за сигналом дальнего ка- . нала, однако в тонкослокстых разрезах такая система не дает нужных результатов. Кроме того, устройство схематически сложно, требует кроиотливой настройки и может бить ненадежньм в эксплуатации; (Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для автоматической, Фиксации сигнала при акустическом каротаже, содержащее узел синхронизации, генератор линейно изменяющегося напряжения; Формирователь временных интервалов и узел выделения сигнала, при этом узел синхронизации подсоединен к генератору.линейно изменяющегося напряжения и к формирователю временных интервалов.

Основными элементами устройства являются усилитель информационного сигнала, пороговое устройство,формирователь временных интервалов,инерционное звено, генератор строб-импульсов и формирователь управляющего напряжения. Инерционное звено содержит генератор пилообразного на-. пряжения, ограничитель длительности пилы, триггер, одновнбратор, компаратор и пиковый детектор. Основные

10 элементы устройства обеспечивают выделение сигнала по порогу, интегрирование информационного сигнала в пределах строб-импульса и автомати.ческую регулировку усиления сигнала.

t5 Элементы инерционного звена составляют вторую часть устройства, предназначенного для автоматического слежения за информационным сигналом.

Импульсы С формирователя временных интервалов поступают на генератор пилообразного напряжения, который генерирует пилообразное напряжение,,соответствующее. по длительности ин- . тервальныи импульсам, которое подает25 ся íà вход компаратора. Передний ,Фронт импульса компаратора формируется в момент. равенства пилообразного напряжения на его неинверти- ) рующем входе и напряжения на кнвер- . тирующем входе, поступающего с пикового детектора. Передний фронт оп- . ределяет началО стробирующего им-. пульса. Окончание стробкрующего импульса определяется длительностью одновибратора и ограничивает скорость перемещения -стробирующего импульса при пропадении или резком уходе сигнала. Использование инерционного звена, ограничивающего скорость перемещейия .строб-импульсов, 46 повнаает .степень автоматизации при фиксации информационного сигнала 31.

Основной недостаток этого устройства состоит в том, что оно имеет 5 .один канал и прй слежении эа вступлением сигнала в ближнем канале. и дальнем канале время ожидания сиг.нала намнот о большЕ, чем в ближнем,: а в дальнем канале и беэ этого se-, роятность ложного срабатывания обично больше, чем в ближнем канале.

Применение двух независимых устройств усложняет устройство слежения и не дает заметного улучшения эксплуатационных характеристик.. Два не

55 связанных ме ду с бой устр йства сле жения не исключают воэможности срабатывания по шумам так,.что, например, временной интервал ближнего канала окажется больше,: чем временной

60 интервал дальнего канала, .что будет грубейшей ошибкой. Кроме этого, в устройстве не предусмотрена регулировка ширины "окна" строб-импульса и, следовательно, возможность сле 5 жения за выбранной Фазой сигнала.!

1053038

Устройство не обеспечивает режима ожидания сигнала, т.е. прн кратковременном пропадании сигнала на несколько циклов строб-импульс быстро передвигается в область поперечных или лэмбовских волн и возможен 5

"захват" выделения эа лэмбовскую !, волну. Этк недостатки приводят к определенному проценту брака зарегистрированного материала.

Цель изобретения - повышение на- 10 дежности и точности выделения первых вступлений сигналов ближнего и дальнего каналов акустического каротажа °

Поставленная цель достигается 5 тем, что в устройство автостробирования сигналов акустического каротажа, содержащее узел синхронизации, генератор линейно изменяющегося напряжения, формирователь временных О интервалов и узел выделения сигналов, при этом узел синхронизации подсоединен к генератору линейно изменяющегося напряжения и к формкрователю временных интервалов, до-. полнительно введены два аналоговых ключа, два формирователя управляющих импульсов; два узла аналоговой памяти, формирователь стробкрующкх и блокирующих импульсов и логический .узел, причем выходы генератора лкйейыо йзменяющегося напряжения подсоединены к формирователю стробирующих к блокирующих импульсов непосредственно и через аналоговые ключи и узлы аналоговой памяти, входы логи- 35 ческого узла соединены с выходами формирователя стробкрующих и блокирующих импульсов и узлом выделения сигналов, выходы логического узла: подсоединены к формирователю времек- 46 ных интервалов, а выходы последнего через формирователи управляющих им пульсов подсоединенй к управляющим входам аналоговых ключей.

На фиг.1 .показана функцкокалькаясхема устройства автостробировакия сигналов акустического каротажа, на фиг. 2 — временные диаграммы рабо-. .ты устройства..

Устройство состоит из узла 1 скн-,5 хронизации, выделителя 2.сигналов, генератора 3 линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН), двух аналоговйх ключей 4 и 5, двух формирователей 6 и 7 управляющих кмпульсов, двух уз- лов 8 и 9- аналоговой памяти,формк» рователя 10 стробирующих и блокирую-щих импульсов, логического узла 11 к формирователя 12 временных импуль-. сов.

Узел 1 синхронизации соедкнек,с . 60

ГЛИН 3 и формирователем 12. ГЛИН 3 подсоединен к формирователю .10 непосредственно и через аналоговые, ключи 4 и 5 и узлы 8 и 9 аналоговой памяти. Входы логического узла 11 подсоединены к выделителю сигналов 2 и формирователю 10 стробирующих и блокирующих импульсов, а выходы соединены с формирователем 12 временных интервалов. Выходы формирователя 12 через формирователи 6 и 7 подсоединены к управляющим входам аналоговых ключей 4 и 5.

Названные узлы построены по общеизвестным схемам .и могут быть собраны иа любых элементах.

В .рабочем режиме узел 1 синхронизации вырабатывает синхроимпульс 13, который запускает ГЛИН 3 и формирователь 12. На выделитель 2 сигналов поступает информационный сигнал ближнего 14 и .дальнего 15 каналов.

Выделитель 2 сигналов вырабатывает информационные импульсы 16 и 17 по превышению порога или по переходам фаэ сигналов через нуль соответственно ближнего к .дальнего каналов.

Выработанные импульсы поступают на логический узел 11, который представляет собой логику ЗИ-2ИЛИ с формирователями. На этот же логический узел 11 поступают строб-импульсы от формирователя 10. Работу формирователя 10 определяет ГЛИН 3, последний запускается от узла 1 синхронизации в момент излучения акустического импульса и вырабатывает линейно нарастающие напряжения

U, (+й!Ог) и (-А0 ) - 18. Регулируя величину +h+, изменяют ширину Стробимпульса.

В узлах 8 к 9 аналоговой памяти хранятся соответственно напряжения .

04 H 02

Нркнаип работы формирователя 10 .стробирующих и блокирующих импульсов ясен из временных диаграмм (фиг.2). Формирователь 10 может содержать несколько компараторов,срабатывающих при сравнении напряжений U и + ь0г с напряжением узлов памяти 0 и 02 Формирователь 10 фармкрует блокирующий импульс 19, временное положение положительного фронта которого регулируется оператором для запрета срабатывания устройства по помехам до первого вступления. Начало строб-импульса 20 ближнего канала определяется прк сравнении нарастающего напряжения. + h 0г с йапряжением узла 8

:памяти ближнего канала Uq,, задний фронт строб-импульса соответствует моменту сравнения напряжения 04 с. унапряжеиием - 60г.Строб-импульс 20 поступает на логический узел 11 и разрешает прохождение информационного импульса 16 на стоп-вход формирователя 12, который формирует временной интервал 21 ближнего канала.

IB случае пропадания информационно.го импульса 16 триггер временного

1053038! интервала 21 будет опрокинут в исходное состояние импульсом 22, сформированным по заднему фронту стробимпульса 20.

По заднему фронту временного интервала 21 формирователь 6 вырабаты-,5 вает импульс 23, в течение которого открывается аналоговый ключ 4, заряжая конденсатор узла аналоговой памяти 8 до напряжения 01, равного напряжению Up в момент прихода пер-.

10 вого информационного импульса 16.

При изменении временного положения импульса 16 положение строб-импульса

20 будет следовать за импульсом 16, т.е. будет обеспечиваться временное 15 стробирование сигнала. Формирование импульса 23 (при пропадании импульса 16) может быть отключено, и тогда устройство будет находиться в режиме ожидания сигнала. По дальнему каналу формирователь 10 вырабатывает первый строб-импульс 24 и второй строб-импульс 25. Первый стробимпульс 24 связан с местоположением первого вступления ближнего канала, и его начало устанавливают порядка 60 мкс (для базы зонда

0,5 м), т.е. минимальное время, раньше которого информационный сигнал дальнего канала не должен прийти.

Длительность строб-импульса 24 может быть установлена равной (или меньше) максимальной величине интервального времени Ьй, которое для базы зонда 0,5 м порядка 300-350 мкс.

Налйчие этого строб- импульса резко 35 уменьшает вероятность ложных срабатываний по дальнему каналу и разность временных интервалов не может превысить допустимую .Ь 1 «» 300 мкс.

Начало и конец второго строб- 40 импульса 25 определяются при сравнении напряжений + 6U с напряжением U узла 9 памяти.

Первый импульс 17 информационного сигнала дальнего канала от выделителя 2 сигналов так же, как и в ближнем канале, опрокидывает триггер узла 11, формируя временной интервал 26. При пропадании сигнала триггер временного интервала.,26 опрокидывается импульсом 27,сформированным по заднему фронту, а импульс 28, сформированный формирователем 7 по заднему фронту временного интервала 26, открывает аналоговый ключ 5 и заряжает конденсатор памяти узла аналоговой памяти 9 до напряжения Ug, равного текущему напряжению Uq в момент прихода первого информационного сигнала дальнего канала. Слежение за сигналом и режим ожидания сигнала обеспечиваются так же, как и в ближнем канале, но в пределах первого стробимпульса 24, связанного с сигналом ближнего канала.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает автоматическое стробирование сигналов ближнего и дальнего каналов с возможностью регулирования ширины строб-импульса вплоть до слежения эа выбранной фазой сигнала, кроме того, стробирование сигнала в дальнем канале связано с временным положением сигнала в ближнем канале и не выходит эа пределы реально возможного интервального времени, которое может быть установлено, например, для скважинного зонда с базой .0,5 м в пределах от 60 до 300 мкс. Преимущества предлагаемого устройства позволяют увеличить надежность выделения сигналов акустического каротажа и повысить точность измерения как кинематических, так и динамических параметров информационного сигнала.

1053038

Составитель Н. Журавлева

Техред А.вабинец Корректор

Редактор М. Ткач

Закаэ 8866/44 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауюская наб., д. 4/5

Ф

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4