Измеритель отношения энергий импульсных акустических сигналов исследуемых объектов

Измеритель отношения энергий импульсных акустических сигналов исследуемых объектов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСА ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Н И Е -"7

9344 .

Союз Советских

Софнапистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10.02.78 (21) 2580995/18-28 (51)М. Кл.

G 01 Н 1/00 с присоединением заявки М

Воудеротвеиньй комитет

СССР, ио лелем изооретеиий и открытий (23) Приоритет

Опубликована 05.06.80. Бюллетень Ж 21 (53) УД К620.178.,53 (088,8 ) Дата опубликования описания 09.06.80 (72) Авторы изобретения

О. П. Бухало, П. П. Драбич и Р. Ф. Федорив

Физико-мехайический институт АН Украинской CCP

/ г (7! ) Заявитель

I (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ОТНОШЕНИЯ ЭНЕРГИЙ ИМПУХПэСНЫХ

АКУСТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ ИССЛЕДУЕМЫХ ОБЪЕКТОВ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в агг- паратуре акустического каротажа скважин и в дефектометрии.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является измеритель отношения энергий импульсных акуСтичских сигналов исследуемых объектов, включающий шину "Земля, запоминающий конденсатор, измеритель, параллельно сое10 диненные зарядную и разрядную цепи, каждая из которых содержит последовательно соединенные дифференцирующий конденсатор, один из электродов которого предназначен для соединения с выходом акус15 тических зондов, токовый повторитель, квадратор, формирукщий конденсатор, включенный между выходом токового повторителя и шиной "Земля, электронный ключ, один из контактов которого подключен ко входу квадратора, а другой - к шине "Земля", первый управляющий вход электронного ключа предназначен для соединения с выходом дискриминатора, а вто2 рой вход - для соединения с выходом коммутирующего триггера, зарядная цепь содержит диод, анод которого подключен к входу квадратора, катод - к одному из электродов запоминающего конденсатора, соединенного со входом измерителя,. усилитель постоянного тока, вход которого соединен с выходом квадратора разрядной пепи, а выход - с .одним из электродов запоминающего конденсатора (1)

Недостатком этого измерителя является невысокая точность вследствие пуль1 саций выходного параметра.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Указанная цель достигается тем, что измеритель снабжен вибратором, двумя интегрирующими конде нс аторами, двумя нормально разомкнутыми электронными ключами, повторителем напряжения, усилителем напряжения, разрядным и зарядным конденсатсфами, установленными в

1 соответствующих цепях, тремя ключевыми диодами, катод первого из них подключен

3 73934 к аноду диода зарядной цепи, который подкпючен к выходу квадратора через последовательно соединенные зарядный конденсатор и повторитепь напряжения, вход которого соединен с незаземпенным контактом первого нормально ра5 зомкнутого электронного ключа и с незаземпенным электродом первого йнтегрирующего конденсатора, анод первого ключевого диода соединен с шиной Земля", запоминающий конденсатор включен параллельно усипитепю постоянного тока, катод диода зарядной цепи соединен с анодом второго ключевого диода, катодом соединенного с анодом третьего кпю-. чевого диода и с одним из электродов разрядного конденсатора, другой электрод которого соединен с выходом усилителя напряжения, один из входов которого подкпючен к незаземпенному контакту второго нормально разомкнутого электронного ключа, к незаэемпенному электроду второго интегрирующего конденсатора и к вы ходу квадратора разрядной цепи, входы нормапьно разомкнутых эпектронных кпючей соединены с выходом вибратора, вход которого соединен со вторыми управпяющими входами электронных кпючей, катод третьего ключевого диода соедичен с шиной

«Земпя, а другой вход усипжепя напряжения соединен с выходом усипитепя постоянного тока и входом измерителя.

На фиг. 1 изображена бпок-схема изьеритепя отношения энергий импупюных акустических сигналов исспедуемых объек- 35 тов; на фиг. 2 - кривые временных зависимостей функциональных напряжений:

a) импульсы с выхода акустического диода; б) импульсы с выхода дискриминатора; в) импульсы с выхода коммутирующего триггера; г) напряжение на конденсаторе зарядной цепи; д) напряжение на конденсаторе разрядной цепи; е) импульс напряже. ния на выходе повторителя напряжения, ж) напряжение на конденсаторе; з) напряжение на конденсаторе; и) ток зарядной цепи на запоминающем конденсаторе; к) ток разрядной цепи на запоминающем конденс аторе.

Измеритель отношения энергий импульсных акустических сигнапов исследуемых объектов включает шину 1 Земпя", запо минающий конденсатор 2, измеритель 3, параллельно соединенные зарядную и разрядную пепи, соответственно каждая иэ которых содержит последовательно соеди-. ненные дифференцирующий конденсатор 4,5, один иэ эпектродов которого предназначен дпя соединения с выходом акустических

4 зондов (ча чертеже не показаны), токовый повторитель 6,7, квадратор 8,9, формирующие конденсаторы 10, 11, включенные между выходами токовых повторителей 6,7 и шиной 1 Земля", электронные ключи 12, 13, одни из контактов которых подкпючены ко входам квадраторов 8,9, а другиек шине 1 Земпя", первый управпяющий вход эпектронных ключей 12, 13 предназначен дпя соединения с выходом дискриминатора (на чертеже не показан), а второй вход дпя соединения с.выходом коммутирующего триггера (на чертеже не показан), зарядная цепь содержит диод 14, анод которого подкпючен к выходу квадратора 8 катод —.к одному из электродов запоминающего конденсатора 2, соединенного со входом измеритепя 3, усилитель постоянного тока 15, вход которого соединен с выходом квадратора 8 разрядной цепи, а выход — с одним иэ электродов запоминающего конденсатора 2. Измеритепь снабжен вибратором 16, двумя иеГРегрирующи ми конденсаторами 17, 18; двумя нормапьно разомкнутыми эпектронными ключами

19, 20 и повторителем 21 напряжения, усилителем 22 напряжения, разрядным 23 и зарядным 24 конденсаторами,- установпенными в соответствующих цепях, тремя йпочевыми диодами 25, 26, 27, катод первого из них подключен к аноду диода

14 зарядной цепи, который подключен к выходу квадратора 8 через поспедоватепьно соединенные зарядный конденсатор 24 и повторитепь 21 напряжения, вход которого соединен с незаземпенным контактом первого нормально раэомкнутого электронного ключа 19 и с незаземпенным эпект-. родом первого интегрирующего конденсатора 17, анод первого ключевого диода 25 соединен с шиной 1 "Земпя, запоминающий конденсатор 2 включен параллельно усипитепю 15 постоянного тока, катод диода 14 зарядной цепи соединен с анодом второго ключевого диода 26, катодом соединенното с анодом третьего кпючевого диода 27 и с одним иэ эпектродов разрядного конденсатора 23, другой эпектрод которого соединен с выходом усипитепя 22 напряжения, один иэ входов которого подкпючен к незаземленному контакту второго нормально разомкнутого электронного ключа 20, к незаземпенно му электроду второго интегрирующего конденсатора 18 и к выходу квадратора

9 разрядной цепи, входы нормально разомкнутых электронных ключей 19, 20 соединены с выходом вибратора 16, вход которого соединен со вторыми управпяюши 739344

Одновременно отрицатепьным импульсом закрывается третий ключевой диод

27, открывается второй ключевой диод

26 и разрядный конденсатор 23 перезаряжается через второй ключевой диод 26 и запоминающий конденсатор 2, снимая с поспеднего заряд. Поскольку зарядные и разрядные импульсы тока поступают на запоминающий конденсатор 2 одновременно и равны по амппитуде, пульсации выходного параметра значительно уменьшаются.

Основным преимуществом измеритепя явпяется повышение точности измерений, что позволяет более эффективно использовать его в технике.. ми. входами электронных ключей 12„13, катод третьего ключевого диода 27 соединен с шиной 1 "Земля", а другой вход усилителя 22 напряжения соединен с выходом усилителя 15 постоянного тока и входом измерителя 3.

Измеритель отношения энергий импульсных акустических сигналов исследуемых объектов работает спедующим образом.

При поступлении на вход измерителя 10 импульсных акустических сигналов с бпижнего акустического зонда электронный ключ 13 разрядной цепи под действием коммутирующих импульсов замыкается и тем самым закорачивает формирующий конденсатор 11 на время прохождения сигнала ближнего акустического зонда.

В это время через дифференцирующий конденсатор 4, токовый повторитель 6 и формирующий конденсатор 10 заряд.ной цепи будут протекать импульсы тока отрицательной поплрности. Каждый импульс тока заряжает формирующий конденсатор 10 зарядной цепи до некоторого напряжения, пропорционального амппитудному значению входного сигнала.

Песце окончания каждого импупьса тока производится сброс заряда с формирующего конденсатора 10 кпючем 12 зарядной цепи, управляемого задними фронтами о импульсов с выхода дискриминатора, поступающих на первый управпяющий вход эпектронного кпюча 12 зарядной цепи. На формирующем конденсаторе 10 зарядной цепи формируются импульсы напряжения.

При поступцении на вход измерителя отношения энергий импуп ьсных акустических сигналоМ исспедуемых объектов от дальнего акустического зонда электронный ключ 13 разрядной пепи размыкает- 4О ся, а эпектронный кпюч 12 зарядной цепи замыкается, шунтируя формирующий конденсатор 10 зарядной цепи на время прохождения сигнала дальнего акустиче« ского зонда

B это время через дифференцирующий конденсатор 5, токовый повторитепь 7 и формирующий конденсатор 11 разрядной цепи протекают импульсы тока попожительной полярности. Каждый импульс тока заряжает формирующий конденсатор 11 разрядной цепи до некоторого напряжения, пропорционального амплитудному значению входного сигнала.

После окончания каждого импульса тока производится сброс заряда с формирующего конденсатора 11 электронным кпючем 13 разрядной цепи. Поспедний управ6 ляе пня передними фронтами импупьсов, поступающих одновременно на его управляющий вход. Дапее импульсы напряжения с формирующих конденсаторов 10, 11 поступают на входы квадраторов 8,9 обеих цепей, на выходах которых образуются импульсы токов величиной, равной квадратам амппитуд входных импульсов чапряжения. Каждый импульс тока, поступающий с выхода квадратора 8 зарядной цепи на интегрирующий конденсатор 17, сообщает ему заряд величиной, пропорциональной квадрату значения амплитуды сигнала ближнего приемника. Аналогично преобразуются импульсы напряжения с квадратора 9 разрядной пинии. Заряды на интегрирующих конденсаторах 17, 18 сохраняются до момента прихода синхроимпульса, расположенного на временной оби перед сигналом ближнего акустического зонда. Зтот синхроимпупьс запускает вибратор 16, на выходе которого образуется импульс, дпитепьностью меньше минймапьного времени распространения упругих акустических копебаний, Под цейс лаием импупьса с выхода вибратора 16, поступающет о на управпяющие входы нормально разомкнутых эпектронных кпю« чей 19 и 20, их контакты замыкаются.

Интегрирующие конденсаторы 17, 18 разряжаются через контакты нормально разомкнутых электронных ключей 19 и

20.

Импупьс напряжения через повторитель напряжения поступает на зарядный конденсатор 24, попожитепьный заряд которого запирает первый ключевой лиол 25, открывая диод 14, и зарядный конденсатор

24 перезаряжается через диод 14 и запоминакхций конденсатор 2, сообщая последнему заряд.

739344 формула изобретения

Измеритель отношения энергий импульсных акустических сигналов исследуемых объектов, включающий шину Земля, запоминающий конденсатор, измеритель, параллельно соединенные зарядную и разряд ную цепи, Каждая из которых содержит последовательно соединенные дифференцирующий конденсатор, один из электродов 10 которого предназначен для соединения с выходом акустических зондов, токовый повторитель, квадратор, формирующий конденсатор, включенный между выходом токового повторителя и шиной "Земля, эле-15 ктронный ключ, один из контактов которого подключен ко входу квадратора, а дру. гой — к шине Земля, первый управляющий вход электронного ключа предназначен для соединения с выходом дискрими- 20 натора, а второй вход — для соединения с выходом коммутирующего триггера, зарядная цепь содержит диод, анод которого подключен к выходу квадратора, катод - к одному иэ электродов запоминающего кон-25 денсатора, соединенного со входом измерителя, усилитель постоянного тока, вход которого соединен с выходом квадратора разрядной цепи, а выход - с одним из электродов запоминающего конденсатора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности. измерения, он снабжен вибратором, двумя интегрирующими конденсаторами, двумя нормально разомкнутыми электронными ключами, повторителем напряжения, усилителем напряжения, разрядным и зарядным конденсаторами, установленными в соответствующих цепях, тремя ключевыми диодами, катод первого иэ них подключен к аноду диода зарядной цепи, который подключен к выходу квадратора через последовательно соединенные зарядный конденсатор и повторитель напряжения, вход которого соФ единен с незаземленным контактом пер-. вого нормально разомкнутого электронного ключа и с незаземленным электродом первого интегриру1ощег о конденсатора, анод первого ключевого диода соединен с шиной Земля, запоминающий конденсатор включен параллельно усилителю постоянного тока, катод диода зарядной цепи соединен с анодом второго ключевого диода.. катодом соединеннот о с анодом третьего ключевого диода и с одним иэ электродов разрядного конденсатора, другой электрод которого соединен с выходом усилителя напряжения, один из входов которого подключен к незаэемленному контакту второго нормально разомкнутого электронного ключа, к незаземленному электроду второго интегрирующего крйденсатора и к выходу квадратора разрядной цепи, входы нормально разомкнутых электронных ключей соединены с выходом вибратора, вход которого соединен со вторыми управляющими входами электронных ключей, катод третьего ключевого диода соединен с шиной "Земля, а другой вход усилителя напряжения соединен с выходом усилителя постоянного тока и входом измерителя.

Источники информации, принятые во внимание при кспертиэе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке M 2336355, кл. 0 01 Ч 1/40, 1976 {прототип).