CS197912B1

CS197912B1 - Gravitation inclinometer with the electric distance indication

Info

Publication number: CS197912B1
Application number: CS375478A
Authority: CS
Inventors: Zoltan Varga; Michal Simala
Original assignee: Zoltan Varga; Michal Simala
Priority date: 1978-06-08
Filing date: 1978-06-08
Publication date: 1980-05-30

Description

Předmětem vynálezu je gravitační inklinometr 8 elektrickou dálkovou indikací výchylky svého kyvadlového tělesa, který je určen předeváím pro zjišťování odchylky vertikálních zemních vrtů od kolmice. Je samozřejmým požadavkem, aby velikost této výchylky od kolmice (uvažováno vzhledem k vodorovné rovině proložené horním koncem takového zemního vrtu) hýla zjištěna nejen co do velikosti, ale i s určením hodnoty její azimutálnl orientace (rovněž ve vodorovné rovině).The object of the invention is a gravitational inclinometer 8 with an electric remote indication of the deflection of its pendulum body, which is intended primarily for detecting the deviation of vertical earth boreholes from the perpendicular. It is an obvious requirement that the magnitude of this deviation from the perpendicular (considered with respect to the horizontal plane interspersed with the upper end of such a borehole) be determined not only in size but also in determining its azimuthal orientation value (also in the horizontal plane).

Charakteristickým konstrukčním prvkem všech dosud známých kyvadlových inklinometrů s elektrickou dálkovou indikací jeou jeden nebo více spínačů (nejčastěji fotoelektrických), které jsou aktivovány - a to v předem nastavené poloze - pouze při koincidenci s kyvadlovým tělesem, popřípadě se součástkou na něm upevněnou. Polohy kyvadlového tělesa mimo tuto koincidenci nejsou registrovány vůbec. I při použití množiny takových spínačů, za sebou v rovině výkyvu kyvadlového tělesa uspořádaných, zůstává zjišťování jeho výchylky vždy diskontinuální.A characteristic feature of all prior art pendulum inclinometers with electrical remote indication is one or more switches (most often photoelectric) which are activated - in a predetermined position - only in coincidence with the pendulum body or with a component mounted thereon. Pendulum body positions outside this coincidence are not registered at all. Even when a plurality of such switches are used one after the other in the pendulum body pivot plane, the detection of its displacement remains discontinuous.

Požadavek přímého zjišťování azimutální orientace výchylky kyvadlového tělesa nebyl dosud u známých konstrukci inklinometrů se spínači splněn. Konstrukce popsaná např. v polském patentu č. 60.538 používá k tomuto účelu - jakožto přídavného zařízení zvláštní kompasové jehly se čtyřmi jemnými spínači, rozmístěnými po 90° na obvodu celo197 912 kruhové dráhy jejího konce. Pomoci tohoto zařízeni ee pak celý inklinometr natočí kolem svislá osy do tá světová strany, ve která by ee mála indikovat výchylka kyvadlového tělesa pomocí jednoho ze čtyř, např. fotoelektriekýeh spínačů, umístěných po 90° ve vodorovná rovině v tělese inklinometru. Kromě toho jsou jemná spínače značně náročná na údržbu a přesnost svého nastavení, aniž je možnost jednoduchá kontroly funkce každého z nich. Fotoelektrické spínače vyžadují táž spolehlivá světelné zdroje (drobné žárovky), pro jejichž případnou výměnu je bezpodmínečně nutná vytáhnout celý inklinometr ze zemního vrtu.The requirement for direct detection of the azimuthal orientation of the pendulum body deflection has not yet been met in the known designs of switch inclinometers. The construction described, for example, in Polish Patent No. 60,538 uses for this purpose, as an additional device, special compass needles with four fine switches, spaced 90 ° on the circumference of the entire 197 912 circular path of its end. Using this device, the entire inclinometer rotates about a vertical axis to the cardinal point in which the pendulum body should indicate the deflection of the pendulum body by one of four, eg photoelectric switches, positioned 90 ° horizontally in the body of the inclinometer. In addition, the fine switches are very maintenance-intensive and precise in their adjustment, without the possibility of simply checking the function of each. Photoelectric switches require the same reliable light sources (small bulbs), for which it is absolutely necessary to remove the entire inclinometer from the borehole.

Vynález nejen že nemá nevýhody známých inklinometrů, ale v porovnání s nimi přináší nová, významná technické účinky, především v komplexnosti měření jím prováděném. Podstata vynálezu inklinometru spočívá totiž v tom, že v úrovni dolního konce kyvadlového těleea, která tvoří základní elektrodu, za účelem kontinuálního zjiětování jak velikosti, tak i jeho azimutální orientace výchylky, je umístěna elektricky nevodivá izolační miska, která je naplněna elektrolytem, a v jejich bočných stěnách jsou v roztečích po 90° umístěny pevná elektrody, která jsou spolu se základní elektrodou napojeny na souřadnicový analyzátor, jenž provádí analýzu jak velikosti, tak i azimutu okamžité výchylky kyvadlového těleea vzhledem ke středu izolační misky a ve vztahu k jejím pevným elektrodám.The invention not only does not have the disadvantages of known inclinometers, but compares to them with new, significant technical effects, especially in the complexity of the measurements performed by it. The principle of the invention of the inclinometer is that at the level of the lower end of the pendulum body, which forms the base electrode, for the purpose of continuously detecting both the magnitude and its azimuthal orientation of the deflection, In the side walls, fixed electrodes are placed at 90 ° intervals, which together with the base electrode are connected to a coordinate analyzer, which analyzes both the size and azimuth of the instantaneous displacement of the pendulum body relative to the center of the insulating cup and its fixed electrodes.

Na připojeném výkresu je schematicky nakreslen jeden příklad provedení vynálezu, kde na obr. 1 je celková dispozice ve zmenšeném měřítku, na obr. 2 je zvětšený svislý řez, který spolu s odpovídajícím vodorovným řezem na obr. 3 ukazuje izolační misku s pevnými elektrodami i kyvadlové těleeo, a na obr. 4 je zapojovací schéma a dvěma variantami.In the accompanying drawing, one embodiment of the invention is schematically depicted, in which Fig. 1 shows the overall layout on a reduced scale, Fig. 2 is an enlarged vertical section which together with the corresponding horizontal section in Fig. 3 shows the insulating tray with fixed electrodes and pendulum 4 is a wiring diagram and two variants.

Do zemního vrtu 1, resp. do hladkostěnné pažnice 2 do něho vložená, je spuštěn shora vlastní gravitační inklinometr, jehož inklinometrieká vložka χ je přee vložkový závěs 54 zavěšena na závěsném soutyčí £. V inklinometrieká vložce 2 je na kyvadlovém lanku 56 pomocí kyvadlového závěsu 53 zavěšeno vlastní kyvadlová těleso 50. ^na které je napojeno indikační napětí, a to přee závěsná soutyčí £.To the well 1, resp. into the smooth-walled casing 2 inserted into it, the gravity inclinometer itself is lowered from above, whose inclinometric insert χ is hung over the insert hinge 54 on the suspension rod 8. In the inclinometric liner 2, the actual pendulum body 50 is hinged to the pendulum line 56 by means of the pendulum hinge 53, ^to which the indicating voltage is connected via the pendulum rod 8.

Izolační miska 51. upevněná fixačními prstenci 57 v inklinometrieká vložce 2, má ve svá válcové boční stěně připevněny v roztečích po 90° pevné elektrody 10. 20, 30 a 40. které mají z vnějšku proudové přípojky (nenakrealená).The insulating tray 51, fixed by the fixing rings 57 in the inclinometrics insert 2, has fixed electrodes 10, 20, 30, and 40 at intervals of 90 ° at its cylindrical side wall, which have current connections (unrelated) from the outside.

Izolační miska 51 je z větší části naplněna elektrolytem 22* ^{a to} takové výšky, aby 1 při malém nahnutí izolační misky 51 zůstaly věechny pevná elektrody 10, 20, 30 a 40 spolehlivě ve styku β elektrolytem 55» ^oho vyžplíchávání při neopatrná manipulaci zabraňuje odnímatelný kryt 52 a velkým středovým otvorem, který nijak neomezuje provozně běžný výkyv kyvadlového těleea 50.The insulating cup 51 is largely filled with electrolyte 22 * ^to a height such that, when the insulating cup 51 is slightly bent, all solid electrodes 10, 20, 30 and 40 remain securely in contact with the β electrolyte. a cover 52 and a large central bore that does not limit the normal swing of the pendulum body 50.

Na obr. 4 nahoře je patrno (v půdorysném pohledu), jak se při výkyvu gravitačního inklinometru podle vynálezu posune jeho kyvadlové těleso 50 z původní, čárkovaně naznače--⁴ --¹¹ —4. —1 —& wií+.XftnX aa Λλ Ιη,νβΑΊ nvábrt +&1—AA Rn +4 ol.lr197 912 různé úbytky napětí. Tyto úbytky jeou úměrný velikostem těchto parametrických odporů, tady i okamžité poloze kyvadlového tělesa 50 vzhledem k pevným elektrodám 10, 20, ^0 a £0.FIG. 4 is shown above (in plan view), as during pivoting of the gravitational inclinometer according to the invention moves the pendulum body 50 from the original, dashed naznače-- ^{^4-11} -4. —1 - & wii + .XftnX aa Λλ Ιη, νβΑΊ nba + + 1 — AA Rn +4 ol.lr197 912 various voltage drops. These decreases are proportional to the magnitude of these parametric resistors, here and the instantaneous position of the pendulum body 50 relative to the fixed electrodes 10, 20, 40 and 40.

Použitím měřicích metod, odvozených např. z Vheatstonova můstku, lze bez obtíží zjistit souřadnice (např. polární) kyvadlového tělesa 50 a tím taká jak velikost, tak i azimutální orientaci jeho okamžitá výchylky bez ohledu na její velikosti Tento postup je schematicky naznačen dvěma nulovými galvanometry 6 a příslušnými nulovacími knoflíky 2 navazujícími na blokově naznačený známý souřadnicový analyzátor 2·Using measurement methods derived eg from the Vheatstone bridge, the coordinates of the (e.g. polar) pendulum body 50 and thus both the magnitude and azimuthal orientation of its instantaneous deflection regardless of its magnitude can be determined without difficulty. 6 and the corresponding reset knobs 2 following the block-indicated known coordinate analyzer 2;

Zmíněné napěťová úbytky lze táž např. použitím tvarovacích bloků 11. 21. 31 a 4-1 vhodně modifikovat a přes souřadnicový analyzátor 2 přivést na odchylovací elektrody osciloskopu 8, na jehož obrazovce, opatřená vhodným rastrem, se pak přímo urěí zjištěná souřadnice vychýleného kyvadlového tělesa 50.Said voltage drops can also be suitably modified using, for example, the shaping blocks 11. 21. 31 and 4-1 and applied to the oscilloscope 8 deflection electrodes via the coordinate analyzer 2, on whose screen, provided with a suitable grid, the detected coordinates of the deflected pendulum 50.

Funkce gravitačního inklinometru podle vynálezů byla již v praxi úepěěně vyzkoušena a přesnost jeho údajů plně vyhovuje požadavkům běžné praxe. Měření a jeho použitím je snadná, nevyžaduje ani speciálně školenou obsluhu. Gravitační inklinometr je použitelný - za předpokladu vhodných svých nosičů - i v případech různě šikmých ploch. Rozsah indikace je ovšem dán tvarem takového nosiče, kupř. šikmého euportu apod.The function of the gravity inclinometer according to the inventions has already been tested in practice and the accuracy of its data fully meets the requirements of current practice. Measurement is easy to use and requires no special training. The gravity inclinometer can be used - provided that it is suitable for its carriers - even in cases of inclined surfaces. The extent of the indication, however, is determined by the shape of such a carrier, e.g. oblique euport, etc.

Claims

A gravitational inclinometer and electric remote displacement indication of its pendulum body, characterized in that an electrolyte is positioned at the lower end of the pendulum body (50) which forms the base electrode to continuously detect both its magnitude and its azimuthal orientation. 55) filled electrically nonconductive insulating dish (51), in which fixed electrodes (10, 20, 30 and 40) are placed at 90 ° intervals, which together with the base electrode are connected to a coordinate analyzer (5) of instantaneous displacement size and azimuth the pendulum body (50) with respect to the center of the insulating cup (5D and in relation to its fixed electrodes (10, 20, 30 and 40).