DE2145536A1

DE2145536A1 - Alarmaufzeichnungsgerät

Info

Publication number: DE2145536A1
Application number: DE19712145536
Authority: DE
Inventors: Martin J.; Mazoch Charlie J.; Houston Tex. Skarki (V.St.A.)
Original assignee: Dresser Industries Inc
Current assignee: Dresser Industries Inc
Priority date: 1970-09-28
Filing date: 1971-09-08
Publication date: 1972-03-30
Also published as: FR2108451A5; US3698003A; NL7112547A; CA1023827A

Description

DBESSBR INDUSTRIES, Inc., Dallas/Texas - USA

Alarmaufzeichnungsgerät

Die Erfindung bezieht sich auf ein Aufzeichnungsgerät im allgemeinen und auf ein Alarmgerät für ein Aufzeichnungsgerät im besonderen.

Während des Bohrens von öl- und Erdgasschächten ist die Überwachung der einzelnen Bohrparameter erwünscht. Solche zu überwachenden Parameter sind das Volumen der Schlammgrube, das Schlammgewicht und der Anteil des Schlammflusses in der Abflußleitung. Neben der Überwachung der Bohrparameter ist es erwünscht, für die Anlage ein Alarmsystem zu besitzen, das ausgelöst wird, wenn einer der Bohrparameter gegebene Grenzwerte über- oder unterschreitet. Die Einstellpunkte für diese Grenzwerte sollen leicht eingestellt werden können und kein öffnen der Anlage erfordern. Das Einstellen dieser Punkte erfolgt vorzugsweise von der Vorderseite des Alarmaufzeichnungsgerätes aus.

Das Gerät soll leicht einstellbar sein und einen hohen Genauigkeitsgrad bei der Einstellung dieser Punkte ergeben. Wegen dieser bei rein mechanischer Einstellung auftretenden Schwierigkeiten ist es erwünscht, eine andere als rein mechanische Einstellung zu besitzen. Die Arbeitsweise des Gerätes soll auch bei sich ändernden Umweltbedingungen einheitlich sein.

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Aufzeichnungs- und Alarmgeräte der bisherigen Art enthalten nicht die gewünschte Genauigkeit, Einheitlichkeit und Anpassungsfähigkeit. Diese Geräte erfordern ein öffnen, bevor die Einstellungen durchgeführt werden können. Die Arbeitsweise dieser Geräte ist über weite Temperaturbereiche nicht einheitlich.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Alarmgerät für ein Aufzeichnungsgerät anzugeben, bei dem ein oder mehrere Alarmpunkte leicht von einem Bedienungsmann nachgestellt werden können und das durch Verändern der Intensität einer Lichtquelle an dem beweglichen Schreibarm genau auf den Aufzeichnungsarm geeicht werden kann. Die Einstellpunktarme sollen „ ~>n der Vorderseite des Instrumentes aus und die Intensität der Lichtquelle am Schreibarm ebenfalls von der Vorderseite des Instrumentes aus eingestellt werden können. Die Temperatur der lichtelektrischen Zellen an den Einstellpunkt armen wird konstant gehalten. Die Alarmeinstellpunkte können mit der Schreibarmeichung durch Bewegen des Schreibarmes in Übereinstimmung mit einer gegebenen Einstellung und durch Verändern der Intensität der Lichtquelle koordiniert werden, bis der Teil des Lichtstrahls, der auf die lichtelektrische Zelle an dieser Stelle auftrifft, zum Erregen der Zelle ausreicht, um ein Relais zu betätigen.

Es ist deshalb Gegenstand der Erfindung, ein solches verbessertes Alarmgerät für ein Aufzeichnungsgerät anzugeben. Dieses Gerät soll eine Lichtquelle an einem langen Schreibarm und eine lichtelektrische Zelle an einstellbaren Armen enthalten.

Ferner enthält das Gerät eine Einrichtung zum Konstanthalten der Temperatur an den lichtelektrischen Zellen. Das Gerät soll durch Einstellen der Intensität der

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Lichtquelle geeicht werden können und das Eichverfahren ist ebenfalls ein Gegenstand der Erfindung.

Die Erfindung wird im einzelnen mit Hilfe der Zeichnungen beschrieben. In diesen ist:

Figur 1 die Darstellung eines Aufzeichnungsgerätes für eine Alarmanlage nach der Erfindung; und

Figur 2 ein Diagramm der elektrischen Schaltung des Gerätes nach Figur 1«

In Figur 1 wird ein Aufzeichnungsgerät mit einem einzigen Schreibarm für eine Alarmanlage gezeigt. Selbstverständlich kann das Aufzeichnungsgerät nach der Erfindung auch mehrere Schreibarme zum Aufzeichnen verschiedener Parameter verwenden, aber der Einfachheit halber wird nur ein Gerät mit einem einzigen Schreibarm dargestellt. An einer Grundplatte 11 befindet sich eine bewegliche Rolle mit einem Aufzeichnungspapierstreifen 1o. Die Rolle, die den Papierstreifen 1o hält, ist dadurch drehbar gelagert, daß ihre Endteile in Lagern 12 und 13 gehalten werden. Die Rolle wird durch einen entsprechenden Motor (nicht dargestellt) angetrieben. Der Aufzeichnungsarm 13 enthält an einem Ende eine Schreibeinrichtung Diese Einrichtung berührt den Papierstreifen 1o und, wenn das Papier am Schreibstift 14 vorbeigezogen wird, entsteht eine Aufzeichnung des gewünschten Parameters. Die Stellung des Schreibarms 13 wird durch ein übliches Aufzeichnungselement 15 gesteuert, das das ankommende aufzuzeichnende Signal empfängt. Dieses Signal steuert die Stellung des Schreibarms 13 und bringt dadurch den Schreibstift 14 an die Einteilung auf dem Papierstreifen 1o«

Es ist wünschenswert zu wissen, wann das aufzuzeichnende Signal einen gegebenen oberen Wert überschreitet oder

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unter einen gegebenen unteren Wert absinkt. Hierfür dienen die einstellbaren Schaltarme 16 und 17. Diese Arme
befinden sich, auf der Vorderseite des Instrumentes und
können auf eine beliebige Stelle in bezug auf die Einteilung auf dem Streifen 1o eingestellt werden. A4 den Armen 16 und 17 sind Je eine lichtelektrische Zelle 18 und 19
befestigt. Die Bewegung der Arme 16 und 17 beherrscht die Lage der lichtelektrischen Zellen 18 und 19. Am Schreibarm 13 befinden sich zwei Glühlampen 2o und 21. Bei Bewegung des Schreibarms 13 zu einem Punkt, der mit einem der Schaltpunkte übereinstimmt, trifft»das Licht einer der
Lampen auf die entsprechende lichtelektrische Zelle. So
kann beispielsweise der Schreibarm 13 auf den oberen
Schaltpunkt zeigen. Wenn der Arm 13 mit diesem Punkt
übereinstimmt, trifft von der Lampe 2o Licht auf die
lichtelektrische Zelle 18, die dann das Alarmgerät 22
betätigt.

Der Ausgangswert der lichtelektrischen Zellen schwankt im allgemeinen mit der Temperatur. Zum Eliminieren dieser
möglichen Fehlerquelle sind an den Zellen 18 und 19 Heizkörper 23 und 24 vorgesehen. Die Temperatur an den lichtelektrischen Zellen wird von einem Thermistor 25 gemessen, der auch ein der Temperatur entsprechendes Signal an eine Quelle 26 veränderbarer Energie liefert, um die Temperatur an den Zellen 18 und 19 konstant zu halten. Wenn die Temperaturen der Zellen 18 und 19 etwas höher als die höchste Umgebungstemperatur gehalten wird, wird eine konstante Temperatuequelle vorgesehen.

Die Intensität des Lichts der Lampen 2o und 21 kann
schwanken. Die Potentiometer 27 und 28 ermöglichen es,
daß der Strom von der Quelle 29A bzw. 29B geändert wird
und dadurch die Intensität der Lichtquelle regelt. Dadurch kann der Alarmauslösepunkt nach dem Verfahren nach

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der Erfindung in die Eichung eingebracht werden.

Figur 2 zeigt die elektrische Schaltung der Alarmanlage nach Figur 1. Das Licht der Quelle 2o, die sich am Schreibarm 13 befindet, geht durch die öffnung 33 hindurch und trif£t auf die lichieLektrische Zelle 18, wenn der Schreibarm 13 etwa mit dem Schaltarm 16 lagemäßig übereinstimmt, wobei das maximale Gesamtlicht auf die lichtempfindliche Fläche der Zelle auftrifft, wenn Lichtquelle, öffnung und Zelle genau ausgerichtet sind. Mit einem Potentiometer 27 kann die Intensität der Lichtquelle 2o durch Verändern des Energiebetrages der Quelle 29A eingestellt werden. In ähnlicher Weise trifft das Licht der Quelle 21 auf die lichtelektrische Zelle 19, wenn der Schreibarm 13 und der Schaltarm 17 niit der lichtelektrischen Zelle lagemäßig übereinstimmen. Die Intensität der Quelle 21 kann durch Einstellen des Potentiometers 28 verändert werden. Obwohl sich die Lichtquelle am Schreibarm befindet, kann sie auch an den Schaltarmen angebracht sein und die lichtempfindlichen Elemente können sich am Schreibarm befinden.

Wenn die negativen Klemmen der lichtelektrischen Zellen 18 und 19 gemeinsam bei 3o geerdet sind und von den Lichtquellen genug Licht auf die lichtelektrische Zelle ZeB. 18 trifft, erhöht die Ausgangsspannung der Zelle die Spannung am nicht-invertierenden positiven Eingang (+) der Spannungsvergleichseinrichtung 31 auf einen Wert, der über dem an der negativen Klemme liegt, wodurch ein Relais in der Alarmschaltung 22 betätigt wird, die dadurch sichtbare und/oder hörbare Signale gibt. In ähnlicher Weise bewirkt ausreichendes von der Quelle 21 durch die öffnung 34- an die Zelle 19 gelangendes Licht eine ■Änderung der Spannung am nicht-invertierenden Eingang der Spannungsvergleichseinrichtung 32, wodurch das Relais in der Alarmschaltung Alarmsignale gibt. Da der Wert des

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Widerstandes 35 sehr viel höher ist als der des Widerstandes 371 ist die Vorspannung an der negativen fgnnrk Klemme ganz niedrig und ein sehr geringer Ausgang der lichtelektrischen Zelle 18 reicht zum Invertieren der Vorspannung der Vergleichseinrichtung aus und löst den Alarmkreis aus.

Der Bedarf einer sehr niedrigen Ausgangsspannung ergibt eine ausgezeichnete Spannungsstabilität hinsichtlich Temperaturänderungen in der Zelle. Eine beispielsweise elektrische Einrichtung zur Temperaturkonstanthaltung ergibt eine weitere Temperaturstabilität. In einer solchen Einrichtung tastet ein Thermistor 22 die Temperatur nahe den lichtelektrie ^hen Zellen an und stellt die Energie für die Heizkörper 23 und 24 des Temperaturreglers 26 ein. Die Temperatur am Thermistor wird etwas über der höchsten vorkommenden normalen Umgebungstemperatur gehalten.

Zum Koordinieren der Empfindlichkeit der Schaltpunkte mit der Eichung des Schreibarms des Aufzeichnungsgerätes nach den Figuren 1 und 2 kann das folgende Einstell verfahren dienen» Es ist bekannt, daß lichtempfindliche Zellen mit der Zeit ihre Empfindlichkeit ändern und von einander differieren, so daß eine periodische Eichung der Schaltpunkte notwendig werden kann. Ferner kann es notwendig sein, die einzelnen Elemente in der Anlage zu ersetzen, was eine erneute Einstellung notwendig macht. Der Schreibarm 13 wird nahe an den Mittelpunkt der Skala auf dem Aufzeichnungsstrexfen 1o gebracht, indem das Eingangssignal auf das Aufzeichnungsgerät eingestellt wird. Der Schaltarm 17, der als oberer Schaltpunktanzeiger dient, wird so eingestellt, daß er4iit dem Schreibart 13 übereinstimmt. Das Potentiometer 28 wird so eingestellt, daß die Intensität der Lichtquelle 21 soweit abnimmt, bis die Lichtenergie, die die Zelle 19 durch die öffnung

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erreicht, so klein ist, daß die Alarmschaltung nicht erregt wird und dann wird die entgegengesetzte Richtung gerade so eingestellt, daß wieder Alarm ausgelöst wird. In ähnlicher Weise wird der Schaltarm 16 so bewegt, daß er mit dem Schreibarm 13 übereinstimmt, und das Potentiometer 27 so eingestellt, daß die Lichtenergie der Quelle 2o an der lichtelektrischen Zelle 18 so weit abnimmt, daß der Alarm abgeschaltet wird, und dann zunimmt, bis der Alarm gerade ausgelöst wird. Der Schaltarm 16 wird dann in die gewünschte untere Stellung gebracht. Zum Nachprüfen der Einstellung kann dann das Eingangssignal am Aufzeichnungsgerät so verändert werden, daß der Schreibarm unter den unteren Schaltpunkt und dann über den oberen Schaltpunkt kommt, und die Genauigkeit der Einstellung ergibt sich dann aus der Arbeitsweise der Alarme.

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Claims

2H5536 - ⁸ - 8. SER 1971

MC 70-I0

DEESSEE INDUSTRIES, Inc., Dallas/Texas - USA

Patentansprüche

/ 1J Alarmgerät mit einem Aufzeichnungsgerät, das einen Schreibarm mit einem Schreibstift, eine Einrichtung zum Bewegen eines Aufzeichnungsstreifens am Schreibstift vorbei und eine Einrichtung zum Bewegen des Schreibarms entsprechend dem Eingangssignal und einen einstellbaren Schaltarm enthält, dadurch gekennzeichnet, daß sich am Schreibarm (13) eine Lichtquelle (2o, 21) befindet, deren Lichtenergie geregelt werden kann, und sich am Schaltarm (16, 17) ein lichtempfindliches Element (18, 19) befindet, das das Licht von der Lichtquelle empfängt, wenn sich diese nahe dem lichtempfindlichen Element (18, 19) befindet, was einen Alarm auslöst, wenn es von der Lichtquelle (2o, 21) ausreichend Licht empfängt.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Schaltarm (17) vorgesehen ist, der zusammen mit dem lichtempfindlichen Element (19) am Schaltarm (17) bewegt wird, damit diese das Licht der Lichtquelle (21) empfängt, wenn die Lichtquelle (21) sich nahe dem lichtempfindlichen Element (19) am zweiten Schaltarm (17) befindet.
3· Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (23, 24) zum Konstanthalten der Temperatur der lichtempfindlichen Elemente (18, 19) vorgesehen ist.
4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindlichen Elemente (18, 19) an den Schaltarmen (16, 17) Licht von der Licht-

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quelle (2o, 21) empfangen, wenn diese mit den lichtempfindlichen Elementen ausgerichtet ist, und daß Alarm ausgelöst wird, wenn die Elemente von der Lichtquelle Licht ausreichender Intensität empfangen.
5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (27, 28) zum Regeln der Intensität der Lichtquellen (2o, 21) vorgesehen ist und Alarm ausgelöst wird, wenn ausreichend Licht von der Lichtquelle auf das lichtempfindliche Element auftrifft.
6. Verfahren zum Einstellen des Alarmgerätes nach einem der Ansprüche 1 bis 5> dadurch gekennzeichnet, daß der Schreibarm (13) nahe an eines der lichtempfindlichen Elemente (18, 19) herangebracht wird und dadurch einen Alarm auslöst, daß hierauf die Intensität der Lichtquelle (2o, 21) verringert wird, bis der Alarm aufhört, daß hierauf die Intensität der Lichtquelle erhöht wird, bis der Alarm wieder ausgelöst wird und daß dann die lichtempfindlichen Elemente auf gegebene Grenzpunkte gebracht werden.

7· Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Intensität der Lichtquelle (2o, 21) am Schreibarm (13) so eingestellt wird, daß bei Übereinstimmen von Schreibarm (13) und Schaltarm (16, 17) der Teil des Lichts, der auf die lichtempfindliche Zelle (18, 19) auftrifft, gerade ausreicht, um ein AiKpreclen der Zelle und ein Betätigen des Relais zum Aus/jfffen yLnes Alarms zu bewirken.

Dipl.-1nf.INf. M

nwi

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BAD ORIGINAL