Датчик углов наклона

Датчик углов наклона

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1 (11) ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВЙДЕТЕЛЬСТВУ

Со?оз Советских

Социалистических

Республик

1 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) 3":.; HëcHo 17.11.75 121) 2!02862t!0 51) ; К. ? - u . 1 С - - 06 с присоединением заявки ¹â€”

Государствсииый комитет (23) Приоритет—

Совете Мииис?рсо СССР по илв?л изсбретеиий и о?ир?л?ий

1- ?3) Оп; бликовано 05.02.77. Бюллстень ¹ 5

? 45) Дата опубликования описаш?я 11.03.77

153) УДК 528.541 (088.8) (72) Авторы ,изобретения И. A. Авдеев, А, С. Лукин, H. В. Лобов и И. И. Тачкин (71) Заявитель (54) ДАТЧИК УГЛОВ ИАКЛОИА

Изобретение относится к измерительной техт???ке, в частности, .к датчикам угловых отклонений, II может быть использовано для oIIрсделения направле:?ия при бурении глубок:.I x скважин.

Известны датчики угловых отклонений, содержащие ролик-щуп, перемещающийся вдоль стенки ск-",àæ?IH (1). Такие датчики малочувстHHòåëüHû и нс могут быть использованы, наHðèìåð, в скважинах с легко разрушающимися стенками.

Известны также датчики наклона, содерж".II, Ic дифференциальный конденсатор, обо:".çoâàíHûé жт?дкостной ампулой, помещен.?Ой ....:;жду его электродами, выполненными в зи:?е четырех электропроводящих пластин, размещенных над газовым пузырьком ампулы симметрично относительно его краев (2).

Ближайших? к ОписываемомУ vcTpoffcTB) ПО технической сущности является датчик угла наклона обьектов, содержащий цилиндрическу?о прозрачную ампулу со светонепроницаемой жидкостью и воздушнь?м пузырьком. В ампуле установлена дзояковог??утая оптическая линза, в фокусах которой с одной стороны .расположен источник света, а с другой— фотоэлектрический преобразователь (3).

* Недостатко I известного датчика является большая чувствптельность к вибрации и запыленности и, как следствие, снижение точности и на.дежностн измерения в этих услови ях.

Цель изобретения — повышение точности и надежности ??зх?ерения Отклонения Об ьектов от вертикали в условиях запыленности и вибрации.

Для достижения указанной цели преобразователь датчика выполнен в,виде звукопроводов различно| высоты, на торцовых поверхностях которых в одном направлении от вертикальной оси ампулы со стороны ее сферической пове3xнсстн расположены излучающие пьезопласт?гны. а на протнвополож??ой стороне ампулы установлена принимающая сигналы пьезопластина.

Звукопроводы могут быть выполнены в виде ко:.центричных цилиндров.

На фиг. 1 изображен предлагаемый датчик; на фиг. 2 — блок-схема дистанционной

20 регистрации отклонения.

Датчик содержит ампулу уровня 1 предпочтительно цилиндрической формы со сферической верхней поверхностью, заполненную жидкостью р, в которой находится пузырек

2з воздуха 8. Звукопрозоды 4,различной высоты, ВЫПО II:Е?!НЫЕ В ВИДЕ КОНЦЕНТР?1ЧНЫХ ЦИЛИНДрОВ, размещены Hà поверхности ампулы 1 со стороны сферы. На торцовых поверхностях звукопроводоз 4 в одном направлении от верЗО тикальной Оси ампулы, расположены излучаю545862 щие пьсзопластины 5. С противоположной стороны ампулы размещена принимающая пьезопластина б. При работе датчик включается в схему дистанционной регистрации отклонения (фиг, 2), содержащую генератор ударного возбуждения 7, соединенный кабелем 8 с излучающими пь зопластинамп, кабель 9, сосдинякпций принимающую пьезопласти: у со вы:дами усилителя 10, осип I;10граф И.

Датчик работает следующим образом. ,Генератор ударного возбуждения 7 вырабатывает высоковольтный импульс, который

vo кабелю 8 i;o тупаст на излучшощие пьезопластины б,,преобразующие его в ультразвуковые колебания. Колебания через звукопроводы 4 ii ампулу 1 поступают на приемную пьезопластину б, которая преобразует,воспринимаемые колебания в напряжения спнусоидальной формы. Далее по кабелю 9 преобразованный сигнал поступает на вход усилителя 10 и фиксируется осциллографом 11, разгертка которого запускается импульсом синхронизации, гоступающим с генератора 7.

При горизонтальном положении ампулы

1 пузырек 8 находится в центре ампулы под центральным звукопроводом 4 и поглощает практически всю энергию ультразвуковых колебаний, поступающих по этому звукопроводу. На экране осциллографа пропадает импульс, соответствующий центральному звукопроводу.

При наклоне ампулы пузырек смещается относитсльно центра ампулы и попадает под один из следующих звукоп роводов, а на экране осциллографа появляется импульс, соответствующий ультразвуковым колебаниям, поступающим по центральному звукопроводу,,и лропадает .импульс, соответствующий тому звукопроводу, под,которым расположен пузырек. Таким образом, по отсутствию сигнала от одной из пьезопластин определяется величина отклонения объекта от вертикали.

Азимутальный угол отклонения объекта определяется углом, на который нужно повернуть датчик относительно его вертикальной оси до совмещения воздушного пузырька с одним из звукопроводоз. Для измерения отклонения скважины от вертикали датчик размещают внутри бурильной штанги над, режущим инструментом с возможностью вращения вокруг вертикальной оси.

Точность измерения угла отклонения onpe..JåëÿåTñÿ радиусом сферы ампулы, диаметром пузырька, количеством излучающих пьезопластин и составляет для предлагаемого датчика несколько угловых секунд. Узконаправленность ультразвукового луча достигается соответствующим выбором диаметра и толщины излучающих пьсзопластин.

15

Формул а изобретения,Источники информации, принятые во внима;ше при экспертизе изобретения:

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 356656, кл, Е 21 В 47/022, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР № 194335, кл. С 01 С 9/06, 24.07.75.

45 3. Авторское свидетельство СССР № 325487, кл. С 01 С 9/06, 24.07.70 — прототип.

1. Датчик углов наклона, содержащий ампулу цилиндрической фо рмы со сферической

20 верхней поверхностью, заполненную жидкостью с пузырьком, источник и преобразователь cHI Hÿëà, расположенные по разные сто,роны ампулы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности в

25 условиях, запыленности и вибрации, в нем преобразователь .выполнен в виде звукопроводов различной высоты, на торцовых поверхностях которых в одном направлении от вертикальной оси ампулы со стороны ее сфери30 ческой поверхности расположены излучающие пьезопластины, а на противоположной стороне ампулы установлена принимающая сигналы пьезопластина.

2. Датчик по п. 1, отличающийся

35 тем, что звукопроводы выполнены в виде концентричных цилиндров.

545862

Составитель Л. Колюбакина

Техред Н. Сметанина

Корректор И. Симкина

Редактор С. Титова

Тип. Харьк. фил пред. «Патент»

Заказ 76/144 Изд. № 41б Тираж 899 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобпетенпй и открытий

Москва, Ж-35, Раушская аб., д. 4/5