Устройство для измерения интерваль-ной скорости

Устройство для измерения интерваль-ной скорости

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (»)830268

Ф" 1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 250779 (2$) 2801420/18-25

1 (51)М. Кл с присоединением заявки ¹ а 01 V 1/40

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

{23) Приоритет

Опубликовано 150581. Бюллетень N9 18

Дата опубликования описания 150581 (53) УДК 550 8З (088.8) (72) Авторы .изобретения

П.П.Драбич, Я.В.Медвидь, В.П.Сторчай и Р.Ф.Федорив е

) 1

1 :

Физико-механический институт АН Украинск и ССР

I (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИНТЕРВАЛЬНОЙ

СКОРОСТИ

Изобретение относися к геофизическим исследованиям поглощающих и фильтрирующих свойств горных пород, пересекаемых буровой скважиной, и может быть использовано в промысловой геофизике для измерения скорости распространения(ультразвуковых волн в породе, кроме того, при изучении акустическими методами упругих и поглощающих свойств морских осадков, l испытании упругих свойств новых материалов, а также в импульсной технике и радиометрии.

Известно устройство для измерения скорости упругих кол байий, содержащее формирователь постоянного заряда в импульсе, электронные ключи, запоминающий конденсатОр и разрядный резистор (1), Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является устройство содержащее формирователь разности длительностей временных интервалов, формирователь постоянного заряда в импульсе, преобразователь напряжение — ток, усилитель постоянного

30 тока, запоминающий конденсатор, разИзвестно также устройство, содержащее формирователь постоянного заряда в импульсе, схему с отрицательным сопротивлением, два нормально разомкнутых электронных ключа, разряднык резистор и запоминающий конденсатор (2).

Известно другое устройство, содержащее импульсный генератор, схему И, реверсивный счетчик, усилитель формирователь, управляющий коммутатор, ключевой резистор, регистр памяти, функциональный преобразователь, синхронизатор и схему коррекции (3).

Эти устройства характеризуются следующими недостатками: выходной па- . раметр устройства пульсирует относительно своего среднего значения, что обусловлено неодновременной подачей . на запоминающий конденсатор зарядных и разрядных сигналову устройство не обеспечивает постоянной динамической погрешности 0,1 измерения скорости распространения упругих колебаний в среде, поскольку его параметр переходного процесса не является постоянной величиной, а линейно зависит от величины измеряемой скорости.

Кроме того, последнее отличается сложностью схемного решения.

830268 рядный дозирующий конденсатор, два электронных ключа, причем входы формирователя разности длительностей временных интервалов являются входами устройства, выход его соединен с управляющим входом формирователя постоянного заряда в импульсе и управляющими входами электронных ключей, вход преобразователя напряжение ток соединен с выходом усилителя, постоянного тока и одним иэ полюсов запоминающего конденсатора, выход преобразователя напряжение -ток соединен со входом одного из электронных ключей и одним иэ полюсов разрядного дозирующего конденсатора, другой полюс которого соединен со средним кон- 5 тактом другого ключа, один контакт которого соединен со входом усилителя постоянного тока, выходом формирователя постоянного заряда в импульсе и другим полюсом запоминающего кЬн- 20 денсатора, другой контакт ключа соединен с выходом первого ключа и шиной Земля, а первый ключ нормально находится закороченным. Устройство выполнено так, что его выходной па- 25 раметр не содержит аппаратурной составляющей погрешности, вызванной работой схемы (4j.

Однако его инерционность является функцией от измеряемой скорости, т,е. не обеспечивает постоянную динамическую ошибку измерения при изменении входной величины. Это обстоятельство не позволяет обеспечить оптимальную погРешность измеРения дв„ 35

d = Д g ä„, где д — статистичесопт Ст кая, Д „„- дйнамическая погрешность измерения,и приводит к дополнительной погрешности измерения, при изменении измеряемой скорости распространения упругих колебаний. 40

Цель изобретения — повышение точности измерений путем обеспечения измерения интервальной скорости с постоянной динамической погрешностью.

Поставленная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит два триггера с раздельными входами, интегрирующий конденсатор, амплитудный компаратор, источник опорного 5Q напряжения и измеритель временных интервалов, причем S-âõoäû триггеров соединены со входами формирователя разности длительностей временных интервалов и являются входами устройст- 55 ва, выход первого триггера соединен со входом управления первого электронного ключа, выход второго триггера соединен со входом управления второго электронного ключа и со входом измерителя временных интервалов, выход которого является выходом устройства, В-входы триггеров соединены с выходом амплитудного компаратора первый вход которого подсоединен к источнику опорного напряжения 65 а второй вход соединен с незаземленным полюсом интегрирующего конденсатора, незаземленным контактом второго электронного ключа и с выходом преобразователя напряжение — ток.

На фиг, 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 временные диаграммы его работы.

СхеМа устройства содержит входы

1 и 2, формирователь разности длительностей временных интервалов, состоящий иэ двух управляемых электронных ключей 3 и 4, генератор 5 постоянного тока, интегрирующий конденсатор 6, триггеры 7 и 8 с раздельными входами, электронные ключи 9 и 10, преобразователь 11 напряжение-ток, интегрирующий конденсатор 12, источник 13 опорного напряжения, амплитудный компаратор 14, измеритель 15 временных интер валов, выход 16

Вход 1 устройства, являющийся первым входом формирователя разности длительностей временных интервалов, соединен с S-входом триггера 7. Вход

2 устройства, являющийся вторым входом формирователя разности длительностей временных интервалов, соединен с S-входом триггера. Выход формирователя разности длительностей временных интервалов соединен с незаземленным контактом ключа 9 и с входом преобразователя 11 напряжение — ток.

Выход последнего соединен с незаземленным контактом ключа 10, незаземленным полюсом интегрирующего конденсатора 12 и с первым входом амплитудного компаратора 14. Второй вход по,следнего соединен с источником 13 опорного напряжения, а выход его соединен с R-входами триггеров 7 и

8. Выход триггера 7 соединен со входом управления ключа 9, а выход триггера 8 Ьоединен со входом управления ключа 10 и со входом измерителя 15 временных интервалов, выход которого является выходом 16 устройства.

На вход 1 устройства поступают импульсы 17 напряжения длительностью Г (фиг. 2), равной времени распространения ультразвуковых волн в исследуемой среде на пути излучательближний приемник.

На.вход 2 устройства поступают импульсы 18 напряжения длительностью

7 (фиг. 2), равной времени распространения ультразвуковых волн на пути излучатель -дальний приемник, При отсутствии входных импульсов полюса генератора 5 тока интегрирующих конденсаторов 6 и 12 через ключи 3, 4, 9 и 10 подсоединены к шине Земля . В момент появления импульса длительностью С (причем Г,„. (;)ключ

3 переводится в другое состояйие, в котором находится на протяжении действия импульса. Одновременно под действием переднего фронта импульса 19 длительностьюУ < на S-buxom триггера

830268 коэффициент преобразования зарядной цепи; коэффициент преобразования разрядной цепи) частота следования импульсов 4l„..

Отсюда

Х /I+ -t/ЮВ

+() е

const, Х вЂ” расстоя7, последний опрокидывается и размы- rpe k = const— кает ключ 9. Таким образом, один полюс конденсатора 6 отключается от шины Земля и через ключ 3 под- k = const— соединяется к генератору 5 тока.

Ток, протекающий через конденсатор б, понижает потенциал незаземленного m полюса последнего на величину

U О 11

7л, r-1 1(, где Jo- ток генератора 5 пос!

О

„в -е

Х тоянного тока; С - емкость интегриI рующего конденсатора 6. 1

После окончания действия импульгде — = = const . — л, mkz са длительностью2 ключ 3 возвращает- . После окончания переходного прося в исходное положение. при появле- 15 цесса нии импульса длительностью CZq ключ

4 переводится в другое состояние и

4 л k генератор 5 тока подключается проти„- —.„В = (— — =aV, воположным полюсом к конденсатору 6. ток, протекающий через конденсатор . 0 где у

kok4

6, повышает потенциал последнего отk 7 хХ носительно начального уровня на вение между приемниками.

Поскольку — является постоянной йopC; еличиной, то устройство обеспечиваАТ1. С 1 ет измерение интервальной скорости постоянной динамической погрешнос= C

25 v него фрон а импульса длительностью тью, которая определяется только па (2„на Я-вход триггера 8 последний опраметрами схемы и не зависит от паРокидывается 20 (на фиг. 2) и раз Р Ров сигн "а (в частности, От кается ключ 10 Через преобразователь ll напряжение — ок ток и конденса- формула изобретения тор 12 протекает,тон3;= „,где Rсопротивление преобразователя. Устройство для измерения интервальной скорости, содержащее формирователь

В результате напряжение на конден- Разности. длительностей временных инсаторе 12 и соответственно на входе тервалов,два электронных ключа, пре35 компаратора 14 растет до напряжения образователь напряжение — ток, о т

E о 20 (на фиг. 2) опорного источника л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью

13 напряжения на протяжении интер- повышения точности измерений путем вала времени В„ 21 (фиг.2), которое обеспечения измерения интервальной определяется из выражения 40 .скорости с постоянной динамической

31&1 CRE OY погрешностью, оно дополнительно согде 3„.-ток, протекающий через кон- держит два триггера с раздельными . денсатор 61 входами, интегрирующий конденсатор, С вЂ” емкость интегрирующего кон- амплитудный компаратор, источник денсатора 12; 45 опорного напряжения и измеритель вреŠ— напряжение источника 10 опор- менных интервалов, причем S-входы ного напряжения. триггеров соединены со входами форОтсюда мирователя разности длительностей

СФ2 C R Ео 1 временных интервалов и являются вхоS-= -и — — — — = Ко В, хп деыв уогоойохвв, выход пеРвого трвго гера соединен со входом управления первого электронного ключа,.выход г е — сОпя масш второго триггера соединен со входом табный коэффициент, т.е. дли- управления второго электронного клютельность 1-го импульса 81 на ча и со входом измерителя временных выходе 2 триггера обратно про- интервалов, выход которого является порциональна i-му значению ии-. выходом устройства, R-входы триггеров тервального времени. .соединены с выходом амплитудного

Импульсы длительностью В поступа- компаратора, первый вход которого ют на вход измерителя временных ин- подсоединен к источнику опорного натервалов, принцип действия которого 60 пряжения, а второй вход соединен с

„при f 8 (i) — u(1) « и(1) в коорди- незаземленным полюсом интегрирующего натах времени описывается уравнением конденсатора, незаземленным контакdu km

1 том второго электронного ключа и с

ПП с выходом преобразователя напряжение

dt с

65 ток.

830268 иг.!

78

Составитель Н.Журавлев

Редактор Н.Минко Техред Т. Маточка Корректор Н.Швыдкая

Заказ 3053/38 Тираж 732 Подписное

ВЧИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Драбич П.П. и Федорив Р.Ф. Линейный измеритель скорости распространения упругих колебаний в среде.—

Отбор и передачи информации. Сб.

Киев, Наукова думка, 1976, вып.

47, с. 98-101.

2. Авторское свидетельство СССР

9 524150, кл, G 01 Ч 1/40, 1974.

3. Назаров И.A. и. др. Электронный вычислитель интервальной скорости распространения упругих колебаний для аппаратуры акустического каротажа. Геофизическое приборостроение.

Сб. Л., Гостоптехиздат, 1961, вып, 9, с. 46-64.

4. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2623161 кл. G 01 V 1/40, 02 ° 06.78 (прототип).