Способ бесконтактного измерения электропроводности жидкости и устройство для его осуществления

Способ бесконтактного измерения электропроводности жидкости и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области электрометрии жидкости, оно может быть использовано для измерения электропроводности текущего бурового . раствора при проводке скважин. Цель .изобретения - повышение точности измерения за счет снижения влияния на результаты измерений нестабильности частоты и амплитуды колебаний источника переменного напряжения. В зазор магнитомягкого сердечника питающего трансформатора (ПТ) 4 заставлена магнитотвердая вставка (МБ) 5 с. прямоугольной петлей гистерезиса. Во время насьпценного состояния MB магнитный поток пропорционален току. Время перемагннчивания МБ равно времени измерения тока. В хидкостной витке 7 наводится ЭДС Напряжение, снимаемое с измерительного трансформатора 6, содержит полезяьй сигнвя от импульса тока в жнпкостном витке 7 и наведенную квадратурную помеху. Такой же по форме импульс потенциала , возникающий в результате скачкообразного изменения индуктивности обмотки ПТ 4, подаётся на один из входов блока компенсации квадратурной помехи 8, второй вход которого соединен с измерительным трансформатором 6. Выход блока компенсации 8 через фильтр высокой частоты 9 соединен с входом блока двойного интегрирования 10, выход которого соединен с входом детектот а ра 11. Выход детектора fI соединен с входом сглаживающего фильтра 12. 2с. п. ф-лы, 3 ил. 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (!1) (504 G 01 К 27. 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ

М АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3743075/24-21 .(22) 16.05. 84 .(46) 07. 12. 85. Бюл. № 45 (71) Западно-Сибирский научноисследовательский и проектно-конструкторский институт технологии глубокого разведочного бурения (72) Н. Е. Моисеев, К. Б. Тимофеев и М. М. Иванова (53). 621.317.343.2(088.8) (56) Патент США № 3806798, кл. 324-30, 1974. Авторское свидетельство СССР № 775683, кл. G 0! Н 27/02, !980. (54) СПОСОБ БЕСКОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ

ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ ЖИДКОСТИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к области электрометрии жидкости, оно может . быть использовано для измерения электропроводности текущего бурового раствора при проводке скважин. Цель. изобретения — повышение точности измерения за счет снижения влияния на результаты измерений нестабильности частоты и амплитуды колебаний источника переменного напряжения. В зазор . магнитомягкого сердечника питающего трансформатора (ПТ) 4 вставлена магнитотвердая вставка (NB) 5 с. прямоугольной петлей гистерезиса. Во время насыщенного состояния МВ магнитный поток пропорционален току.

Время перемагничивания МВ равно времени измерения тока . В жидкостном витке 7 наводится ЭДС. Напряжение, снимаемое с измерительного трансформатора 6, содержит полезный сигнал от импульса тока в жидкостном витке

7 и наведенную квадратурную помеху.

Такой же по форме импульс потенциала, возникающий в результате скачкообразного изменения нндуктив- И ности обмотки.ПТ 4, подается на один иэ входов блока компенсации квадратурной помехи 8, второй вход которого соединен с измерительным трансформатором 6. Выход блока ком- Я пенсации 8 через фильтр высокой частоты 9 соединен с входом блока двойного интегрирования 10, выход которого соединен с входом детекто». ра 11. Выход детектора ll соединен с входом сглаживающего фильтра 12.

2 с. п. ф-лы, 3 ил.

1196778

Изобретение относится к области электрометрии жидкости, и, в частности, может быть применено для измерения электропроводности текущего бурового раствора при проводке скважин»

Цель изобретения — повьппение точности измерений за .счет снижения влияния на результаты измерений нестабильности частоты и амплитуды колебаний источника переменного напряжения.

Способ бесконтактного измерения электропроводности жидкости заключается в том, что в жидкостном витке возбуждают ток с помощью возбуждающего контура, запитываемого синусоидальным током, амплитуда которого больше величины, соответствующей насыщенному состоянию .сердечника возбуждающего контура. Величину электропроводности жидкости определяют по площади и временному интервалу между разнополярными импульсами, снимаемыми с измерительного контура.

На фиг, представлена блок-схема устройства, реализующего способ для измерения электропроводности жидкости; на фиг. 2 и 3 — эпюры . напряжений в характерных точках устройства во время его работы.

Устройство содержит источник переменного напряжения 1, подключенный через дополнительное активное сопротивление 2 (R „) и со10п противление 3 линии связи к обмотке питающего трансформатора (ПТ) 4, сердечник которого содержит магнитотвердую вставку (NB) 5, ПТ 4 и измерительный трансформатор 6 связаны между собой жидкостным витком 7, образуемым при измерении замкнутым пространственным контуром, заполненным исследуемой жидкостью. Измерительный трансформатор 6 через сопротивление 3 линии связи подключен к одНому иэ входов блока компенсации квадратурной помехи 8, вход которого через сопротивление

3 линии связи. соединен с обмоткой

ПТ 4. Выход, блока компенсации 8 соединен через фкльтр высокой частоты 9 с блоком интегрирования 10, выход которого соединен с входом детектора 11. Выход детектора 11 соединен с входом сглаживающего фильтра 12.

Устройство работает следующим образом.

По обмотке питающего трансформатора .пропускают синусоидальный ток

I достаточно большой амплитуды, при этом магнитный поток Ф сердечника изменяется следующим образом.

Во время насыщенного состояния

MB.ìàãíèòíûé оток Ф пропорциона10 лен току I; в течение времени д t процесса перемагничивания MB магнитный поток скачкообразно (сравнительно быстро )изменяется, причем время dt этого изменения равно времени изменения тока I между определенными значениями его величины и зависит от амплитуды и частоты тока Т. В жидкостном витке наводится ЭДС и течет ток пропорциональный производной -- и йф

dt электропроводности витка Ь. Изменение магнитного поля тока i снимается измерительным трансформатором, причем, наведенная в нем полезная

ЭДС Ь пропорциональна производной

di

dt следовательно и произведению

12 У

Напряжение U (т. 13), снимает с измерительного трансформатора, содержит полезный сигнал от импульса тока в жидкостном витке и наве35 денную квадратурную помеху, пропорциональную производной и по форме идентичную току в жидкостном витке

Такой же по форме импульс потенциала, возникающий в результате скач40 кообразного изменения индуктивности обмотки ПТ, снимается с т, 14 и подается на один из входов блока компенсации квадратурной помехи, представляющего собой суммирующий усилитель с регулируемым коэффициен45 том передачи. На второй вход блока компенсации подается сигнал с измерительного трансформатора (т. 13).

После подавления низкой частоты фильтром ВЧ (т. 15) и при последую50 щем двухкратном интегрировании (т. 16) амплитуда сигнала не зависит от интервала времени at, определяющегося временем перехода MB из одного насыщенного состояния в другое, а

55 следовательно, от амплитуды и частоты тока Т, и пропорциональна произведению Ь д Ф, причем величина ьф постоянна, После детектирования

3 1 (т. 17) сглаживания (т.18) сигнал в аналоговой форме соответствует электропроводности жидкости. формула изобретения

1, Способ бесконтактного измерения электропроводности жидкости, заключающийся в том, что с помощью возбуждающего контура, к которому приложено переменное напряжение, в жидкостном витке возбуждают ток, величина которого пропорциональна элек тропроводности жидкости, о величине которой судят по колебаниям в измерительном контуре, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений при одновременном снижении требований к стабильности частоты и амплитуды колебаний ис. точника переменного напряжения, по возбуждающему контуру пропускают синусоидальный ток, амплитуда которого больше величины, соответствующей насыщенному состоянию сердечника .возбуждающего контура, при этом магнитный поток сердечника изменяется между значениями насыщенного состояния, а величину электропроводности жидкости определяют по площади и временному интервалу между разнополярными импульсами, снимае-.

196778

4 мыми с измерительного контура.

2. Устройство для бесконтактного измерения электропроводности жидкости, содержащее источник переменного напряжения, питающнй и измерительный трансформаторы, связанные между собой жидкостным витком, о т л и ч а ю.щ е е с я тем что, с целью повышения точности иэ" мерений при одновременном снижении требований к стабильности частоты и амплитуды колебаний источника переменного напряжения, магии" томягкий сердечник питающего трансформатора разомкнут, à в его зазор вставлена магнитотвердая вставка с прямоугольной петлей гистереэиса, причем питающий трансформатор через большое активное сопротивление и сопротивление линии связи питается от источника переменного напряжения и одновременно соединен с одним иэ . входов блока компенсации квадратурной помехи, второй вход которого соединен с измерительным трансформа-. тором, выход блока компенсации соединен через фильтр высокой частоты с входом блока двойного интегI рирования, выход которого соединен

ЗО с входом детектора выход детектора

У соединен с входом сглаживающего фильтра, 1196778

Составитель В. Стукан

Редактор А. Шишкина ТехредЛ,Мартяшова Корректор С. Черни

Заказ 7559/43 Тираж 747 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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