Устройство для измерения интервального времени

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ;ИНТЕРВАЛЬнего ВРЕМЕНИ, содержащее генератор постоянного тока, полюса которого соединены со средними контактами первого и второго ключей, незаземленные контакты последних соединены с незаземленной обкладкой буферного конденсатора и первыми контактами третьего и четвертого чей, второй контакт третьего ключа соединен с инвеоснам входом усилителя постоянного тока, в цепь отрицательной обратной связи которого включен накопительный конденсатор, а выход усилителя постоянного тока, являюгчийся выходом устройства, соединен с :вторым контактом четвертого ключа, вход управления первого ключа является первым входом устройства, вход управления третьего ключа соединен с выходом первого и входом второго одновибраторов, вьтход последнего соеда1нен с входом уплавления четвертого ключа, а вход первого одновибратора является вторым входом устройства, отличающееся тем, что,лс целью повьп ения точности определения интервального времени ,,оно дополнительно содержит генератор образцовой частоты, регулируемый формирователь временных интервалов , регулятор и схему совпадений, при этом первый вход регулируемого формирователя временных интервалов соединен ; входом первого одновибратора и первым входом схемы совпадений , второй и третий заходы регулиЬу мого формирователя временных интерва 35 лов соединены с выходами генератора образцовой частоты.и регулятора, вьжод регулируемого формирсзвателя временных интервалов соединен с 30 вторым входом схемы совпадений, выход которой соединен со входом упСП равления второго ключа.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) 61) 3(5)) G 01 V 1 40

Ю Г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЬМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21 ) 3454437/18-25 (22) 05.04,82 (46) 15.12.83. Бюл. У 46 (72) П.П. Драбич, В.Я. Романченко и И.В. ЛЬгинов (71) Наро-Фоминское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института геойизических методов разведки (53) 550.83(088.8) (56) 1. Ивакин Б.Н., Карус Е.В., Кузнецов О.Л. Акустический метод исследования скважин. М., "Недра", 1978, с. 152-154 °

2. Медвидь Я.В., Федорив P.Ô.

Повышение точности измеренич интервального времени прн акустическом каротаже скважин. — В кн.: Геобизическач аппаратура, вып. 64, M., "Недра", 1978, с. 120-123.

3. Авторское свидетельство СССР

)) 868675, кл. С 01 V 1/40, 1980 (прототип), (54)(57) УСТРОИСТВО ДЛЯ -ИЗМЕРЕНИЯ .ИНТЕРВАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ, содержащее генератор постоянного тока, полюса

:которого соединены со средними контактами. первого и второго ключей, незаземпенные контакты последних соединены с незаземпенной обкладкой буферного конденсатора и первыми контактами третьего и четвертого клю чей, второй контакт третьего ключа соединен с инверсным входом усилителя постоянного тока, в цепь отрицательной обратной связи которого включен накопительный конденсатор, а выход -усилителя постоянного тока, являющийся выходом устройства, соединен с вторым контактом четвертого ключа, вход управления первого ключа, является первым входом устройства, вход управления третьего ключа соединен с выходом первого и входом второго одновибраторов, выход последнего соединен с входом управления четвертого ключа, а вход первого одновибратора является вторым входом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повыЬ1ения точности определения интервального време- Pg ни, оно дополнительно содержит генератор образцовой частоты, регулируемый формирователь временных интервалов, регулятор и схему совпадений, С» при этом первый вход регулируемого формирователя временных интервалов соединен q, входом первого одновибратора и первым входом схеьы совпадений, второй и третий входы регулиоуе мого формирователя временных интерва лов соединены с выходами генератора образцовой частоты.и регулятора, вьход регулируемого формирователя временных интервалов соединен с вторым входом схемы совпадений, выход которой соединен со входом управления второго ключа.

1061085

Изобретение относится к вычислительной и измерительной технике, предназначено для измерения среднего значения разности длительностей двух случайных чередующихся временных интервалов и., в частности, может быть 5 использовано в аппаратуре акустического каротажа скважин для измерения интервального времени — времени рас пространения упругих колебаний в исследуемой среде на заданном расстоя40 . нии.

Известно устройство, состоящее из двух измерителей временных интервалов и блока вычитания, с выхода которого на регистратор, подается 15 напряжение пропорциональное разности длительностей временных интерва-. лов (1) .

Недостатком этого устройства является зависимость выходного напряжения от частоты следования импульсов, а также трудность обеспечения идентичности характеристик двух измерителей временных интервалов и наличие аппаратурних пульсаций д выходного параметра, вызванных неодновременным поступлением на нако,пительный элемент зарядных импульсов тока.

Известно также устройство, в котором снижены аппаратурные пульса30 ции, однако не полностью, так как зарядный импульс тока протекает на протяжении времени пропорционального разности длительностей входных импульсов, разряд осуществляется 35 мгновенно с помощью доэирующего конденсатора и разрядного ключа f2) .

Наиболее близким по технической сути к изобретению является устройство для измерения интервального 40 времени, содержащее генератор постоянного тока, полюса которого соединены со средними контактами первого и второго ключей, незаэемпенные контакты последних соединены с незаземленной обкладкой буферного конденсатора и первыми контактами третьего и четвертого ключей, второй контакт третьего ключа соединен с инверсным входом усилителя постоянного тока, в цепь отрицательной обратной связи которого включен накопительный конденсатор, а выход усилителя постоянного тока, являющийся выходом устройства, соединен с вторым контактом 55 четвертого ключа, вход управления первого ключа является первый входом устройства вход управления третьего ключа соединен с выходом первого и входом второго одновиб- 60 раторов, выход последнего>соединен с входом управления четвертого ключа, а вход первого одновибратора является вторым входом устройстP3)

Это устройство позволяет измерят». разность длительностей двух чередующихся импульсов без аппаратурных пульсаций выходного напряжения. Однако недостаток его состоит в том, что не представляется возможной регистрация смещенных оценок временных параметров импульсных акустических сигналов.

При регистрации параметров акустического каротажа в аналоговом виде в более крупном масштабе всегда производится запись не полного выходного параметра, а только его изменяющейся части. Для разных горно-геологических условий и конкретного вида скважинных зондов акустического каротажа AK в основном известны пределы изменения оценок импульсных акустических сигналов. Так, например, используя серийную аппаратуру AK c формулой зонда И 0,5 И« 1,5 П, где И вЂ” излучатели, П вЂ” приемник зонда; цифры в формуле — расстояния между элементами зонда; в карбонатных горных породах (скорость звука V = 7000 м/с) неизменяющееся интервальное время h = 60 мс и оно может быть скомпенсировано. Также могут >быть скомпенсировано и время ад (время прихода упругой волны на приемник зонда из излучателей).

Неизменяющаяся часть в этом случае доходит до 300 мс. В песчано-глинистом разрезе все перечисленные параметры увеличиваются.

Известные компенсаторы, используемые в каротажных станциях, при всей их простоте отличаются неудобством использования, кроме того при их применении с изменением масштаба записи того или иного параметра надо каждый раз подбирать величину отклоняющего компенсирующего напряжения, что связано с понижением производительности труда геофизика-оператора.

Цель изобретения †. повышение точности .определения интервального времени.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения интервального времени, содержащее генератор постоянного тока, полюса которого соединены со средними контактами первого и второго ключей, неэаземленные контакты последних соединены с незаземленной обкладкой буферного конденсатора и первыми контактами третьего и четвертого ключей, второй контакт третьего ключа соединен с инверсным входом усилителя постоянного тока, в цепь отрицательной обратной связи которого включен накопительный конденсатор, а выход усилителя постоянного тока, являющийся выходом устрой1061085

25 ства, соединен с вторым контактом четвертого ключа, вход управления первого ключа является первым входом устрой тва, вход управления третьего ключа соединен с выходом первого и входом второго одновибраторов, выход последнего соединен с входом управления четвертого ключа, а вход первого одновибратора является вторым входом устройства, дополнительно содержит генератор образцовой частоты, регулируемый формирователь временных интервалов, регулятор и схему совпадений, при этом первый вход регулируемого формирователя временных интервалов соединен с входом первого одновибратора и первым входом cxeme совпадений, второй и третий входы регулируе,мого формирователя временных интервалов соединены с выходами генератора образцовой частоты и регулятора, выход регулируемого формирователя временных интервалов соединен с. вторым входом схемы совпадений, выход которой соединен c входом управления второго ключа.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг..2— временные диаграммы импульсов на- . пряжения.

Устройство состоит из генератора образцовой частоты 1, регулируемого формирователя 2 временных интервалов, регулятора 3, схемы совпадений 4, первого ключа 5, генератора 5

6 постоянного тока, второго ключа 7, буферного конденсатора 8, первого одновибратора 9, третьего ключа 10, накопительного конденсатора 11, усилителя 12 постоянного тока, четвер- 40 того ключа 13 и второго одновибрато" ра 14. Клеммы 15, 16 - входы устройства, а клемма 17 - выход. Полюса генератора 6 соединены со средними контактами nepaoro и второго ключей 5, 7, незаземленные-контакты которых соединены с незаземленной обкладкой буферного конденсатора

8 и через нормально разомкнутые контакты третьего и четвертого ключей 10 и 13 соответственно соединены с входом и выходом усилителя

12 постоянного тока, в цепь отрицательной обратной связи которого включен накопительный конденсатор 11.

Первый вход регулируемого формирователя 2 соединен с входом схемы совпадений 4, входом первого одно» вибратора 9 и клеммой 16. Второй вход регулируемого формирователя 2 соединен с выходом генератора 1, 60 третий вход регулируемого формирователя 2 соединен с регулятором 3.

Выход регулируемого формирователя

2 соединен с вторым входом схемы совпадений 4, выход которой соединен с входом управления второго ключа 7. Выход первого одновибратора 9 соединен с входом управления третьего ключа 10 и входом второго одновибратора 14, выход которого соединен с входом управления четвертого ключа 13.

Устройство работает следующим образом.

На первый вход (клемму 15) подана последовательность импульсов длительностью 1„ (Фиг. 2 a) а на второй вход (клевому 16) длительность, (фиг. 2 Ь).

Пусть в исходном состоянии выходное напряжение Ц = О. При поступлении импульса длительностью с„; первый ключ 5 подсоединяет один полюс генератора 6 к буферному конденсатору 8 и последний на протяжении времени заряжается током 3ц до напряжения U» = -- — —, где 3 =const.

Jo7i

C% величина тока генератора 6; С1 — величина емкости буферного конденсатора 8. По окончании действия ими пульса 4 первый ключ 5 возвращается в исходное состояние.

При поступлении на клемму 16 импульса длительностью а, и под дей ствием импульсов с выхода генераI .тора образцовой частоты 1 на выходе регулируемого формирователя 2 образуется импульс постоянной длительности ь ц (фиг. 2 ь) . Величина длительности 7р устацавливается с помощью регулятора 3.

Импульс ь и ср поступают на схему совпадений 4, на выходе которой образуется импульс длительностью (фиг. 2t) . Под действием импульса с выхода схемы совпадений 4 второй ключ 7 подключает другой полюс генератора 6 к буферному конденсатору 8 и последний переэаряжается током 3о на протяжении отрезка времени равного по величине c - g (фиг. 2g) . Задним фронтом импульса запускается первый одновибратор.. 9, на выходе которого формируется импульс постоянной длительности. Под действием этого импульса за икается третий ключ 10 и буферный конденсатор 8 подсоединяется к входу усилителя

12. В результате накопйтельному конденсатору 11 сообщается заряд q, =С,au, = 3,(а-,), где a"i - = - a< - интервальное время.

Следовательно, на выходе устройства (клемма 17) напряжение изменится на величину

4 „С, go(Д "„, ьЧ,= — = — аоС С

10610&5 где С - величина емкости накопитеЛьного конденсатора 11.

Задним фронтом импульса с выхода первого одновибратора 9 запускается второй одновибраторл 14. Под действием импульса с выхода второго одновибратора 14 замыкается четвертый ключ 13 и буферный конденсатор

8 заряжается до значения — Vi выходного напряжения.

По приходу второй пары импульсов работа устройства повторится и выходное г, пряжение возрастет на величину л причем (аЧ Д с (аЧ Д .

По приходу i -ой пары импульсов выходное напряжение изменится на ю="" "" (- ) () с с где М (-() — значение выходного напряжения в момент прихода (-ой пары импульсов.

Приравнивая правые части уравнений (Ц и, 2), найдем s явном виде выражение для V(i) ч (ц. к, ь u,ô. (- ф ), о о Зо где 0 =.- — -- а К = - - =const

0 С% У О С4

При выполнении условия устойчи вости(1- ф )c 3 после окончания переходйоро процесса g(j) =к - Ц„, Исходя из априорных сведений об исследуемой среде, 0о выбираем такйм, чтобы скомпенсировать определенное значение ai .

Следует отметить, что в случае, когда на клемму 15 импульсы не подаются, то устройство производит вычисление .смещенных оценок длительностей входных импульсов, т.е. оно может использовать как для измерения средних значений и и так и для измерения смещенного среднего значения интервального времени.

Данное устройство может применяться во всей серийно выпускаемой аппаратуре акустического каротажа скважин.

Использование .устройства для д измерения интервального времени в базовой аппаратуре акустического каротажа АКН-1 позволит с большой точностью .применять более крупные масштабы записи за счет.их установки только в изменяющейся части выходного параметра, что в свою очередь, позволит с большой точностью регистрировать параметры акустического каротажа в процессе записи, упростит труд операторов и повысит производительность труда при производстве геофизических исследований акустическим методом. 1061085

Заказ 10034/48 . Тирам 710

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Ф

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

Составитель Н.Журавлева

Редактор О Колесникова ТехредМ.Гергель Корректор Г.Решетник

«б