CS217644B1

CS217644B1 - Geoelectric synchronizer

Info

Publication number: CS217644B1
Application number: CS451181A
Authority: CS
Inventors: Jiri Blaha
Original assignee: Jiri Blaha
Priority date: 1981-07-17
Filing date: 1981-07-17
Publication date: 1983-01-28

Abstract

Vynález se týká nového řešení geoelektrického synchronizátoru, který je určen ke snížení rušení pomalými fluktuacemi při geoelektrických měřeních. Vynález řeší zejména problém galvanického oddělení vstupu od výstupu synchronizátoru, které je při zachování potřebných jeho funkcí obtížné a musí dosahovat izolačního odporu minimálně 1012 ohmu a elektrické pevnosti 10 kV. Podstata vynálezu spočívá v tom, že synchronizátor je řešen dvěma vzájemně izolovanými částmi, překlenutými optoelektronickým vazebním členem a zařízením pro vysokofrekvenční přenos energie, jímž se napájí primární strana optoelektronického vazebního členu. Vynález řeší také konstrukční stránku synchronizátoru, která má zásadní vliv na dosažení požadovaných parametrů. Synchronizátor je využitelný při geoelektrických měřeních. Přenos informace přes izolační bariéru podle vynálezu lze využít všude tam, kde záleží na dokonalém galvanickém oddělení spolupracujících částí elektronického zařízení s vysokým vzájemným potenciálovým rozdílem. Konkrétní provedení vynálezu nejlépe ilustruje obrázek č. 2.The invention relates to a new solution for a geoelectric synchronizer, which is intended to reduce interference caused by slow fluctuations during geoelectric measurements. The invention solves in particular the problem of galvanic isolation of the input from the output of the synchronizer, which is difficult while maintaining its necessary functions and must achieve an insulation resistance of at least 1012 ohms and an electrical strength of 10 kV. The essence of the invention lies in the fact that the synchronizer is designed with two mutually insulated parts, bridged by an optoelectronic coupling element and a device for high-frequency energy transmission, which supplies the primary side of the optoelectronic coupling element. The invention also solves the design aspect of the synchronizer, which has a fundamental influence on achieving the required parameters. The synchronizer is usable in geoelectric measurements. The transmission of information through an insulating barrier according to the invention can be used wherever perfect galvanic isolation of cooperating parts of an electronic device with a high mutual potential difference is important. A specific embodiment of the invention is best illustrated by Figure 2.

Description

Vynález se týká nového řešení geoelektrického synchronizátoru, který je určen ke snížení rušení pomalými fluktuacemi při geoelektrických měřeních.The present invention relates to a new geoelectric synchronizer solution which is designed to reduce slow fluctuations in geoelectric measurements.

Vynález řeší zejména problém galvanického oddělení vstupu od výstupu synchronizátoru, které je při zachování potřebných jeho funkcí obtížné a musí dosahovat izolačního odporu minimálně 10¹² ohmu a elektrické pevnosti 10 kV.In particular, the invention solves the problem of galvanic separation of the input from the output of the synchronizer, which is difficult to maintain while maintaining the necessary functions and must achieve an insulation resistance of at least 10 ¹² ohms and an electrical strength of 10 kV.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že synchronizátor je řešen dvěma vzájemně izolovanými částmi, překlenutými optoelektronickým vazebním členem a zařízením pro vysokofrekvenční přenos energie, jímž se napájí primární strana optoelektronického vazebního členu. Vynález řeší také konstrukční stránku synchronizátoru, která má zásadní vliv na dosažení požadovaných parametrů.The principle of the invention is that the synchronizer is provided by two mutually isolated parts, spanned by an optoelectronic coupler and a high-frequency energy transfer device, which supplies the primary side of the optoelectronic coupler. The invention also solves the constructional aspect of the synchronizer, which has a major influence on achieving the desired parameters.

Synchronizátor je využitelný při geoelektrických měřeních. Přenos informace přes izolační bariéru podle vynálezu lze využít všude tam, kde záleží na dokonalém galvanickém oddělení spolupracujících částí elektronického zařízení s vysokým vzájemným potenciálovým rozdílem.The synchronizer can be used for geoelectric measurements. The transmission of information over the insulation barrier according to the invention can be used wherever the perfect galvanic separation of the cooperating parts of the electronic device with a high potential difference between them is important.

Konkrétní provedení vynálezu nejlépe ilustruje obrázek č. 2.A specific embodiment of the invention is best illustrated by Figure 2.

76447644

Vynález se týká geoelektrického synchronizátoru, který je určen ke snížení rušení pomalými fluktuacemi při geoelektrických měřeních.The present invention relates to a geoelectric synchronizer which is designed to reduce interference by slow fluctuations in geoelectric measurements.

Synchronizace mezi geoelektrickými vysílači a přijímači se v doposud známých systémech zajišťovala synchronizátorem, jenž byl tvořen v podstatě spojovacím kabelem, zakončeným skříňkou s vestavěným elektronickým spínacím prvkem a světelnou indikací. Konstrukce synchronizátoru neumožňovala vysílací a přijímací obvod galvanicky oddělit. Tento fakt přinášel s sebou neodstranitelnou systematickou chybu měření, danou svodovým proudem, tekoucím z vysokého potenciálu vysílače přes synchronizátor do přijímače. Funkce synchronizátoru byla indikována opticky, což vyžadovalo zbytečně zvýšenou pozornost operátora. Synchronizátor byl použitelný pouze pro jeden typ tuzemského geofyzikálního vysílače speciálně upraveného tak, že jeho funkci nerušily přechodové jevy na kontaktech synchronizačního tlačítka geofyzikálních přijímačů.Synchronization between geoelectric transmitters and receivers in the prior art systems was provided by a synchronizer consisting essentially of a connection cable, terminated by a box with a built-in electronic switching element and a light indication. The design of the synchronizer did not allow the transmitter and receiver circuits to be galvanically isolated. This fact brought with it an irremovable systematic measurement error due to the leakage current flowing from the high potential of the transmitter through the synchronizer to the receiver. The function of the synchronizer was indicated optically, which required unnecessary operator attention. The synchronizer was usable only for one type of domestic geophysical transmitter specially modified so that its function was not disturbed by the transients on the contacts of the synchronization button of the geophysical receivers.

Zahraniční výrobci geofyzikálních měřicích aparatur se synchronizací tohoto typu nezabývají vůbec.Foreign manufacturers of geophysical measuring apparatuses do not deal with this type of synchronization at all.

Výše popsané nedostatky odstraňuje geoelektrický synchronizátor podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že je konstruován ze dvou samostatných, vzájemně elektricky izolovaných částí ve společném pouzdře. K přenosu Informace přes toto izolační rozhraní je použit optoelektronický vazební člen. Napájecí výkon pro jeho optický zářič, umílSitěiný za izolačním rozhraníím, se přenáší z místa před izolačním rozhraním zařízením pro vysokofrekvenční přenos energie po ferritové tyčce, umístěné ve speciálně konstruovaném pouzdře z teflonu, které současně slouží jako nosný prvek přenosových cívek zařízení pro vysokofrekvenční přenos energie a jako mechanický spojovací prvek obou vzájemně elektricky izolovaných částí. Část za izolačním rozhraním je upevněna v teflonovém čele, které současně slouží jako hlavní mechanický nosný třmen celé sestavy synchronizátoru, izolátor části za izolačním rozhraním od jeho vnějšího pouzdra a jako montážní místo izolovaně umístěného vstupního konektoru. Synchronizátor je dále vybaven akustickým návěstidlem, pracujícím v pulsním režimu.The above described drawbacks are overcome by the geoelectric synchronizer according to the invention. The essence of the invention is that it is constructed from two separate, electrically insulated parts in a common housing. An optoelectronic coupler is used to transmit information over this isolation interface. The power supply for its optical radiator, located behind the isolation interface, is transmitted from the site in front of the isolation interface to a high-frequency power transmission device over a ferrite rod, housed in a specially designed Teflon housing that also serves as a carrier as a mechanical connecting element of the two electrically insulated parts. The part behind the isolation interface is mounted in the Teflon face, which at the same time serves as the main mechanical support bracket of the entire synchronizer assembly, the isolator of the part beyond the isolation interface from its outer housing and as a mounting point for the insulated input connector. The synchronizer is also equipped with an acoustic signal operating in pulse mode.

Synchronizátor v provedení podle vynálezu umožňuje provádět geoelektrická měření nezatížená chybou svodovým proudem. Díky zařízení pro vysokofrekvenční přenos energie, napájející optický zářič optoelektronického vazebního členu, nepotřebuje separátní energetické zdroje, protože takto lze všechny jeho obvody napájet společným přívodem od geofyzikálních vysílačů. Toto řešení přináší významné zjednodušení konstrukce a tím snížení jak nákladů výrobních, protože odpadají problémy s vodotěsným umístěním napájecí baterie primární strany optoelektronického vazebního členu v části za izolačním rozhraním, tak nákladů provozních v souvislosti s tím, že přístroj nepotřebuje separátní baterii. Konstrukce podle vynálezu umožňuje snadné dosažení Izolačního odporu ΙΟ¹² Ω a elektrické pevnosti izolačního rozhraní U_p = 10 kV. Synchronizátorem lze synchronizovat všechny systémy, opatřené odpovídajícími konektory, protože jeho logické obvody odstraňují přechodové jevy na kontaktech synchronizačního tlačítka geoelektrických přijímačů.The synchronizer in the embodiment according to the invention makes it possible to carry out geoelectric measurements free of leakage current. Thanks to the high-frequency energy transfer device supplying the optoelectronic coupler optical emitter, it does not need separate power supplies, since all of its circuits can be fed by a common supply from the geophysical transmitters. This solution results in a significant simplification of the design and thus a reduction in both manufacturing costs, since there are no problems with the watertight placement of the primary side power supply of the optoelectronic coupler downstream of the isolation interface and the operating costs of not requiring a separate battery. The design according to the invention makes it possible to easily achieve an insulation resistance of ΙΟ ¹² Ω and an electrical strength of the insulation interface U _p = 10 kV. The synchronizer can be used to synchronize all systems equipped with corresponding connectors because its logic circuits eliminate transients on the contacts of the geoelectric receiver synchronization button contacts.

Vestavěné akustické návěstidlo informuje operátora i v době, kdy má zrak soustředěn na práci s vysílačem.Built-in acoustic signal informs the operator even when his eyes are focused on working with the transmitter.

Spínačový stabilizátor napětí prakticky bezeztrátově převádí široce proměnné napájecí napětí geoelektrických vysílačů na stabilních 5 V pro napájení obvodů synchronizátoru, což je jednou z podmínek jeho použití k různých typům geoelektrických vysílačů.The switch voltage stabilizer virtually losslessly converts the widely varying power supply voltage of geoelectric transmitters to stable 5 V for powering the synchronizer circuits, which is one of the conditions for its use to different types of geoelectric transmitters.

Řešení pouzdra s teflonovým čelem zaručuje neměnnost izolačních parametrů i ve velmi nečistém prostředí.The design of the Teflon casing ensures that the insulation parameters remain stable even in very dirty environments.

Konkrétní provedení synchronizátoru je znázorněno na připojených výkresech, kde obr. 1 znázorňuje blokové schéma synchronizátoru, obr. 2 celkovou sestavu a obr. 3 nárys čela.A specific embodiment of the synchronizer is shown in the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows a block diagram of the synchronizer, Fig. 2 shows the overall assembly, and Fig. 3 shows a front view.

Podle obr. 1 synchronizátor sestává z optoelektronického vazebního členu 1, zařízení 2 pro vysokofrekvenční přenos energie, akustického návěstidla 3, logických obvodů 4 pro zpracování informace, sjpínaičového stabilizátoru 5 napájecího napětí a přípojných konektorů ΚΙ, K2. Dělicí přímka A—A ukazuje prostorové uspořádání izolačního rozhraní synchronizátoru.According to FIG. 1, the synchronizer consists of an optoelectronic coupler 1, a radio frequency energy transfer device 2, an acoustic signal 3, an information processing logic 4, a power supply switching stabilizer 5 and connection connectors ΚΙ, K2. The dividing line A-A shows the spatial arrangement of the isolator interface of the synchronizer.

Obr. 2 znázorňuje celkovou sestavu synchronizátoru. Lomená přímka A—A naznačuje izolační rozhraní. Jak je vidět z výkresu, synchronizátor sestává z pouzdra 6, do nějž je zasunut kompaktní systém. Na teflonovém čele 7 je pevně uchycen konektor K1 a deska 8 s plošnými spoji, na kterou je připevněno pouzdro 9, sloužící jednak jako fixační element přenosových cívek 10, 11 a jednak jako mechanický spojovací prvek desky 8 s plošnými spoji s deskou 12 s plošnými spoji, na které jsou umístěny všechny galvanicky oddělené obvody. Ze strany spojů překlenuje izolační rozhraní mezi deskami 8 a 12 optoelektronický vazební člen 1. Popsaný celek lze tedy snadno vysouvat z pouzdra 6, například za účelem oprav. Speciálně tvarované pouzdro 9 přenosových cívek 10, 11 zajišťuje díky zápichům na svém povrchu značnou délku povrchové cesty a neměnnost izolačních vlastností i po dotyku nečistých rukou.Giant. 2 shows the overall synchronizer assembly. A line A — A indicates the insulation interface. As can be seen from the drawing, the synchronizer consists of a housing 6 into which a compact system is inserted. On the Teflon face 7, the connector K1 and the printed circuit board 8, to which the housing 9 is fixed, serve as a fixing element of the transfer coils 10, 11 and on the other hand as a mechanical connecting element of the printed circuit board 8 with the printed circuit board 12. on which all galvanically isolated circuits are located. On the side of the connections, the optoelectronic coupler 1 bridges the insulating interface between the plates 8 and 12. Thus, the described assembly can be easily pulled out of the housing 6, for example for repair purposes. The specially shaped casing 9 of the transfer coils 10, 11 ensures a considerable length of the surface path and the unchangeability of the insulating properties even after contact with unclean hands due to recesses on its surface.

Claims

A geoelectric synchronizer consisting of an optoelectronic coupler, logic circuits to eliminate transient events at the contacts of the geoelectric receiver synchronization button contacts, a high-frequency power transmission device, an acoustic signal, and a power supply voltage stabilizer, characterized by two separate insulated parts in a common housing 6) such that the switch stabilizer (5), the logic circuits (4), the acoustic signal (3), the primary side of the RF energy transfer device (2) and the secondary side of the optoelectronic coupler (1) form the first part and the secondary side a high frequency energy transfer device (2J) along with the primary optoelectronic side

BACKGROUND OF THE INVENTION the coupler (1) forms a second part, both parts being electrically isolated from each other and mechanically coupled by means of a Teflon housing (9) of the transmission coils (10, 11) of the RF energy transfer device (2j) disposed therebetween with the optoelectronic coupler (lj for transmitting information connected so that its primary section located downstream of the isolation interface is fed from the area upstream of the isolation interface by means of a radio frequency energy transmitting device (2), the transmission coils (10, 11j of the radio frequency energy transmitting device). The Teflon casing (9) is positioned together with their ferrite core so that they are electrically insulated from each other and from the core.