DE2302017A1 - Verfahren und vorrichtung zur fernanalyse der zusammensetzung des milieus - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur fernanalyse der zusammensetzung des milieusInfo
- Publication number
- DE2302017A1 DE2302017A1 DE2302017A DE2302017A DE2302017A1 DE 2302017 A1 DE2302017 A1 DE 2302017A1 DE 2302017 A DE2302017 A DE 2302017A DE 2302017 A DE2302017 A DE 2302017A DE 2302017 A1 DE2302017 A1 DE 2302017A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- pulse
- pulses
- amplitude
- analyzer
- stage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 29
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 title claims description 20
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 29
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 25
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 15
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 12
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 12
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 9
- 238000001208 nuclear magnetic resonance pulse sequence Methods 0.000 claims description 8
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 6
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- 230000033764 rhythmic process Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 1
- 244000052769 pathogen Species 0.000 description 1
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K5/00—Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
- H03K5/156—Arrangements in which a continuous pulse train is transformed into a train having a desired pattern
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V5/00—Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity
- G01V5/04—Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity specially adapted for well-logging
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V5/00—Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity
- G01V5/04—Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity specially adapted for well-logging
- G01V5/08—Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity specially adapted for well-logging using primary nuclear radiation sources or X-rays
- G01V5/10—Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity specially adapted for well-logging using primary nuclear radiation sources or X-rays using neutron sources
- G01V5/101—Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity specially adapted for well-logging using primary nuclear radiation sources or X-rays using neutron sources and detecting the secondary Y-rays produced in the surrounding layers of the bore hole
- G01V5/102—Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity specially adapted for well-logging using primary nuclear radiation sources or X-rays using neutron sources and detecting the secondary Y-rays produced in the surrounding layers of the bore hole the neutron source being of the pulsed type
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Description
c.:'i,-j\-!.-*-. "\ " VTZ aera»
C-,-!.-- ;. . ... - ... '.' 2 jr.
β München 22, Steinsdorfetr. 19
β München 22, Steinsdorfetr. 19
410-20.O52P 16. 1. 1973
1) Commissariat a 1'Energie Atomique, Paris (Frankreich)
2) ENTREPRISE DE RECHERCHES ET D'ACTIVITES PETROLIERES (ELF)
Paris (Frankreich)
Verfahren und Vorrichtung zur Pernanalyse der Zusammensetzung
eines Milieus
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Fernanalyse
der Zusammensetzung eines Milieus und auf eine Vorrichtung zum Durchführen eines solchen Verfahrens. Die Erfindung
kann insbesondere Anwendung finden für die an Ort und Stelle vorgenommene qualitative und quantitative Feststellung
der eine Erdöllagerstätte bildenden Elemente.
Eine bekannte Methode zur Durchführung einer Analyse der chemischen Zusammensetzung eines Milieus besteht in der
Feststellung und Analysierung der von diesem Milieu in Reaktion auf eine Erregerstrahlung rückgestreuten Strahlung, jedes Material
kennzeichnet sich durch eine in Art, Amplitude und Dauer besondere Strahlung, so daß die Analyse der aufgefangenen Strahlung
eine qualitative" und quantitative Bestimmung der Materialien gestattet, an denen sie ihren Ursprung hat.
4lO-(B4779.3)-DfBk
309830/0919
Wenn die Erregerstrahlung von einer gepulsten Strahlungsquelle
stammt, fängt man auf diese Weise eine Serie von η Impulsen
auf, deren Amplitude und Lage im allgemeinen willkürlich verteilt sind. Die Eintreffgeschwindigkeit für diese Impulse
kann extrem hoch liegen. Nun verlangt jedoch die Verarbeitung eines Signals, das in Form einer Impulsfolge auftritt,
eine bestimmte Zeit, da diese Behandlung aus einer Analyse oder einer Zählung besteht und die bekannten Vorrichtungen zur
Durchführung dieser Vorgänge sämtlich eine gewisse Totzeit aufweisen.
Daraus folgt, daß dann, wenn die Eintreffgeschwindigkeit der zu untersuchenden Impulse sehr groß ist, eine bestimmte Anzahl
dieser Impulse für die Signalauswertung unberücksichtigt bleibt. Zur Präzisierung.der Größenordnung dieser Informationsverluste
kann man sagen, daß eine übliche Analysiereinrichtung wie
beispielsweise ein Vielkanalanalysator eine Totzeit aufweist, die in der Größenordnung einiger 10 Mikrosekunden liegt. Wenn
also zwei einfallende Impulse durch eine geringere Zeitspanne als 10 Mikrosekunden voneinander getrennt sind, wird der zweite
einfallende Impuls von der Analysiereinrichtung nicht verarbeitet, da er noch während der Verarbeitungszeit für den
ersten Impuls am Analysator eintrifft. Daraus ergibt sich ein
Informationsverlust, der sich insbesondere in einer Verschlechterung der Genauigkeit oder des Analysetaktes äußert. ..
Es ist daher bereits der Vorschlag gemacht worden, die zu
behandelnde Information zu speichern und anschließend mit einer passenden und hinreichend langsamen Geschwindigkeit wieder
herzustellen, um die Informationsverarbeitung mit einem Rhythmus vornehmen zu können, der den bekannten Verarbeitungsgeräten angepaßt
ist. Ein Beispiel für diesen Vorschlag findet sich in
der US-PS 3 435 224, wobei als Speicher ein Zähler benutzt wird, der im wesentlichen zwei bistabile Kippstufen aufweist. Ein
309830/0919
solcher Speicher registriert das Auftreten der rückgestreuten Impulse und zählt sie, er hält jedoch keinerlei Information
über die Amplitude oder die charakteristische Fläche dieser Impulse fest. Daher ist es mit einer solchen Speiehereinrich- .
tung nicht möglich, die charakteristischen Eigenschaften der einfallenden Impulse mit langsamem Rhythmus wiederzugewinnen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Fernanalyse zu ermöglichen, die auch bei hoher Eintreffgeschwindigkeit
der auszuwertenden Impulse ohne Informationsverluste arbeitet, indem sie sowohl die Impulsanzahl als auch die Impulsform
voll berücksichtigt.
In Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich ein Verfahren z\ar Fernanalyse der Zusammensetzung eines einen Sondierungspnnkt
umgebenden Milieus, bei dem vom Sondierungspunkt aus in Richtung auf das zu untersuchende Milieu ein Impuls einer Erregerstralfeung
ausgesandt wird und sodann η aufeinanderfolgende und für die Zusammensetzung des zu untersuchenden Milieus
charakteristische Impulse der durch das zu untersuchende Milieu rückgestreuten Strahlung aufgefangen und in η aufeinanderfolgende
elektrische Spannungsimpulse umgesetzt werden, erfindungsgemäß dadurch, daß in einer ersten Verfahrensstufe jeder der η
Spannungsimpulse in seinem Erscheinen festgestellt, verzögert und mit Hilfe je eines eigenen, während des Verzögerungsvorganges
erzeugten Adreßsignals in einen anderen von η Kanälen eines insgesamt ρ
> η Kanäle enthaltenden Pufferspeichers eingeleitet wird und daß in einer zweiten Verfahrensstufe der
Inhalt der ρ Kanäle des Pufferspeichers nacheinander und periodisch gelesen, für jeden Kanal ein elektrischer Impuls mit dem
Kanalinhalt proportionaler Amplitude, also ingesamt eine periodische Folge von η Impulsen mit von Null verschiedener Amplitude
erzeugt, diese Impulsfolge zu einer in ihrem Ergebnis die Zusammensetzung des zu untersuchenden Milieus anzeigenden Analyse
309830/09 1 9
in einen Amplitudenanalysator für elektrische Impulse eingegeben und der Inhalt des Pufferspeichers auf den Wert Null
zurückgebracht wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also im Gegensatz zu dem obenerwähnten bekannten Vorschlag nicht nur eine
Zählung durchgeführt, sondern es werden die charakteristischen Merkmale der einfallenden Impulse gespeichert und anschließend
mit einem gewählten Rhythmus wiederhergestellt, so daß sich eine globale Analyse durchführen läßt, die zur Bestimmung der Anzahl
der aufgefangenen Impulse eines bestimmten Typs führt. Das Ergebnis
dieser Analyse ist daher sehr viel vollständiger als das Analysenergebnis, das sich mit Hilfe der bisher bekannten
Analysiereinrichtungen gewinnen läßt, die nur mit einer Zählung der Anzahl der rückgestreuten Impulse arbeiten.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsvariante für das erfindungsgemäße
Verfahren wird die Folge der η periodischen Impulse in digitaler Weise in den Amplitudenanalysator eingegeben,
indem die Amplitude jedes dieser Impulse in ein binäres Digitalsignal rnüragesetzt und dieses einem Analysierorgan
zugeführt wird. Dabei kann jedes die Amplitude eines Impulses darstellende binäre Digitalsignal die Adresse des Kanals eines
Analysators nach Art eines mehrkanaligen Digitalselektoiy wiedergeben,
in dem der entsprechende impuls gezählt werden soll.
Gegenstand der Erfindung ist weiter eine Vorrichtung zur
Fernanalyse der Zusammensetzung eines Milieus unter Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer Sonde,
die aus einem Generator für Erregerstrahlung und einem Detektor für rUckgestreute Strahlung besteht, der mit einem Wandler verbunden
ist, der η elektrische Spannungsimpulse mit der Intensität von η festgestellten Impulsen proportionalen Amplituden
309830/0 9.19
liefert, wobei sich diese Vorrichtung dadurch kennzeichnet, daß die Sonde mit einem Analysator über eine Schaltung verbunden
ist, die in Serie zueinander einen Schreibkreis, der zum einen einen Diskriminator mit einer Schwelle, der das
Auftreten eines Spannungsimpulses a.n Wandlerausgang feststellt
und mit dem ein erster Adressenselektor verbunden ist,
dessen ρ Ausgänge mit ρ Steuereingängen von ρ Unterbrechern
einer ersten Adressierstufe verbunden sind und der beim Erscheinen des i.-ten vom Diskriminator festgestellten Impulses
an seinem i.-ten Ausgang ein Schließsignal abgibt, und zum anderen parallel zum Diskriminator und zum Adressenselektor
eine mit einem Spannungs/Strom-Wandler, dessen Ausgang parallel
mit den ρ Unterbrechern der ersten Adressierstufe verbunden ist, in Serie liegende Verzögerungsleitung enthält, einen Pufferspeicher,
der aus ρ Kondensatoren gebildet ist, von denen jeder jeweils einem der ρ Unterbrecher der ersten Adressierstufe
parallelgeschaltet ist, und eine Impulsformerstufe enthält,
die aus einem Integrator mit einer Rückstelleinrichtung auf den Wert Null gebildet ist und über ein Übertragungskabel
dem Analysator Spannungsimpulse zuführt, deren Amplitude jevieils
der Ladespannung der Kondensatoren des Pufferspeichers proportional ist, mit dem sie sequentiell und periodisch verbunden
wird, und daß der Schreibkreis weiter eine zweite Adressierstufe enthält, die aus ρ Unterbrechern besteht, die
auf einer Seite mit je einem der ρ Kondensatoren des Pufferspeichers
verbunden und auf der anderen Seite parallel an eine Impulsformerstufe angeschlossen sind und je einen Steueranschluß
aufweisen, welche ρ Steueranschlüsse mit ρ Ausgangsanschlüssen eines von einem Taktgeber gesteuerten zweiten
Adressenselektors verbunden sind, der außerdem einen (p + l).-ten Ausgangsanschluß aufweist, der mit dem Steueranschluß eines
Unterbrechers für die Rückstellung der Kondensatoren des Pufferspeichers' auf Null verbunden ist.
9830/0^19
-D-
Bevorzugt ist bei einer solchen Vorrichtung die Periode des Taktgebers für die Steuerung des zweiten Adressenselektors
größer als die Totzeit des Analysators, und eine vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, daß zwischen die Impulsformerstufe
und das Übertragungskabel ein Analog-Digital-Wandler eingefügt ist, wobei dieser Analog-Digital-Wandler einen Zähler
mit mehreren Binärstufen enthalten kann, von denen jede
mit einem der isolierten Leiter im Übertragungskabel verbunden
ist. · -. " ■ -
In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines bevorzugten
Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemaß ausgebildete
Analysiervorrichtung veranschaulicht; dabei zeigen in der Zeichnung
: . ·
Fig. 1 das Grundschema für eine Schaltung zum Einschreiben,
Speichern und Auslesen der zu verarbeitenden Infor-. ·
mation,
Pig. 2 ein Schaltbild für den allgemeinen Aufbau einer erfindungsgemäß
ausgebildeten Analysiervorrichtung,
Pig. j5 ein Diagramm zur Veranschaulichung des zeitlichen
Verlaufs einiger an bestimmten Stellen in der Schaltung von Fig. 2 auftretender Spannungen, .
Fig. 4 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Steuerimpulsfolge
für den Fall eines Speichers mit sieben Kanälen,
Fig. 5 ein Grundschaltbild für den Aufbau eines bei einer
Ausführungsvariante der Erfindung verwendbaren Analog~Digital-Wandlers,
Fig. 6 zwei Möglichkeiten für die Übertragung eines Digitalsignals zum Analysator mit Hilfe eines Übertragungskabels und
3098 30/0819
Pig. 7 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung
der generellen Anordnung einer erfindungsgemäß ausgebildeten Analysiervorrichtung.
In- Fig. 1 ist das Grundschema für eine Schaltung veranschaulicht,
die eine Einschreibung, Speicherung und Auslesung charakteristischer Größen eines Impulses ermöglicht. Die dargestellte
Schaltung enthält drei Unterbrecher P, P' und R sowie einen Kondensator C. Die Eingangsklemme der Schaltung trägt
die Bezugszahl 2, während die Ausgangsklemme der Schaltung mit der Bezugszahl 4 bezeichnet ist. Das Arbeitsprinzip der dargestellten
Schaltung ist das folgende: die willkürlichen Impulse, die für den Fall, daß sie ursprünglich Spannungsimpulse sein
sollten, gegebenenfalls in Stromimpulse umgewandelt worden sind,treffen an der Eingangsklemme 2 ein; der Unterbrecher P
wird geschlossen, während die Unterbrecher PT und R offen
bleiben. Der an der Eingangsklemme 2 eintreffende Impuls wird daher dem Kondensator C zugeführt, wo er integriert wird; anschließend
wird der Unterbrecher P wieder geöffnet, und der Kondensator C behält seine Ladung. Diese Vorgänge bilden die
Einschreibphase für die Einschreibung der Information in den durch den Kondensator C gebildeten Kanal. Die Informationsauslesung
wird durch Schließen des Unterbrechers P1 vorgenommen, wodurch sich an der Ausgangsklemme 4 ein Ausgangssignal ergibt,
dessen Amplitude eine Funktion des im Kondensator C gespeicherten Signals ist. Nachdem das an der Ausgangsklemme 4 auftretende
Signal durch in Fig. 1 nicht dargestellte Einrichtungen verarbeitet ist, wird der Unterbrecher R geschlossen, wodurch der
Inhalt des durch den Kondensator C gebi-ldeten Kanals auf den
Wert Null zurückgeführt wirdj damit ist dieser Speicherkanal wieder aufnahmebereit für die Aufnahme eines neuen Impulses,
der sodann eingeschrieben, gespeichert und ausgelesen werden kann, wobei sich diese Vorgänge in der gleichen Weise vollziehen,
wie dies oben beschrieben ist.
30983070919
Wenn die Zeitspanne, die zwischen dem Eintreffen zweier aufeinanderfolgender willkürlicher Impulse an der Eingangsklemme 2 liegt, kürzer ist als die Zeitspanne, die für die
Vorgänge der Einspeicherung, Auslesung und Nullrückstellung erforderlich ist, so müssen ρ Speicherkanäle vorgesehen werden,
wobei die Anzahl ρ größer sein muß als die Anzahl η der einzuspeichernden willkürlichen Impulse. Der gesamte Speicher
besteht daher aus ρ Kanälen, von denen jeder mit einer ersten und einer zweiten Adressierstufe verbunden ist, von denen die
erste Adressierstufe am Speiehereingang liegt und zur Verteilung
der einfallenden Impulse auf die einzelnen Kanäle dient, während die zweite Adressierstufe in Laufrichtung der Impulse
gesehen hinter dem Speicher liegt und die Wiederherstellung der Impulse ermöglicht.
Das erfindungsgemäße Verfahren besteht also mit anderen
Worten ausgedrückt aus einer Einspeicherung der die willkürlichen Impulse betreffenden Information in analoger Form anstelle
der bisher üblichen bloßen Zählung der einfallenden Impulse und aus einer anschließenden Wiedergewinnung der eingespeicherten
Information mit geringem Durchsatz und in periodischer Weise.
In Fig. 2 ist das in Fig. 1 angedeutete Schaltbild genauer
ausgeführt. Dabei gelangt in Fig. 2 eine von einer Sonde 1 abgegebene Folge willkürlicher Spannungsimpulse zu einer
Eingangsklemme E, Diese Impulse werden durch eine Verzögerungsleitung 6 verzögert und anschließend in einem Wandler 8 in
Stromimpulse umgewandelt. Diese Stromimpulse werden sodann
mit Hilfe einer ersten Adressierstufe 10, eines Pufferspeichers
12 und einer zweiten Adressierstufe 14 eingeschrieben, gespeichert und ausgelesen. Die erste Adressierstufe 10 ent-
30983 0/0919
hält beispielsweise sieben Unterbrecher, die in Fig. 2 mit P1,
Pp, P-,, ... P7 bezeichnet sind, und die zweite Adressierstufe
lh weist entsprechend sieben Unterbrecher F,', Pp', P,1, ...
P7' auf. Ebenso sind im Speicher 12 sieben Speicherkanäle vorhanden,
die im vorliegenden Falle aus Kondensatoren C1, Cp, CU, ,
C7 bestehen. Der Unterbrecher R ist als gemeinsamer Unterbrecher
für die Rückstellung aller Speicherkanäle auf den Wert Null vorgesehen. Eine in Fig. 2 insgesamt mit der Bezugszahl
20 bezeichnete Schaltung gestattet es, das Erscheinen der einfallenden
willkürlichen Impulse festzustellen und Adressensigha-Ie zu bilden, um mit Hilfe der ersten Adressierstufe 10 diese
Impulse auf die verschiedenen Kanäle im Pufferspeicher 12 zu richten; diese Schaltung 20 enthält einen Diskriminator 22,
der durch ein Potentiometer 24 so geregelt wird, daß er nicht auf Grundrauschen anspricht, und einen Adressenselektor 26
mit sieben Ausgängen A1, Ap, ... A7, die mit den sieben Steueranschlüssen
für die Unterbrecher P der ersten Adressierstufe 10 verbunden sind. Ein zweiter Adressenselektor 32 wird durch
einen Taktgeber 33 gesteuert, und er weist sieben Ausgangsanschlüsse B1, Bp, ... B7 auf, die mit den sieben Unterbrechern
P' in der zweiten Adressierstufe 14 verbunden sind. Der zweite Adressenselektor 32 bestimmt den geöffneten oder geschlossenen
Zustand für die Unterbrecher P1. Ein achter Ausgangsanschluß
Bg des zweiten Adressenselektors 32 ist mit dem Unterbrecher R
für die Nullrückstellung verbunden. Die Formung der Ausgangsimpulse erfolgt in einer Ausgangsstufe l6, die aus einem Rechenverstärker
28 besteht, zwischen dessen Eingang und Ausgang ein Kondensator 30 eingefügt ist, der sich mit Hilfe eines
Unterbrechers R1 kurzschließen läßt, dessen Zustand durch
den zweiten Adressenselektor 32 gesteuert wird, mit dem er über
dessen neunten Ausgangsanschluß Bq verbunden ist. Die Ausgangsstufe 16 ist daher, wie dies bekannt ist, ein Integrator mit
Nullrückstellung. Ein Rechenverstärker l8 dient der Impedanzanpassung des Systems an die Impedanz einer an den Ausgang S
der gesamten Vorrichtung angeschlossenen Übertragungsleitung.
309830/0919
Die Bezugszeichen a und b sind Bezugsmarken für die Bezeichnung
von Schaltungspunkten, die für die Beschreibung der Punktionsweise der in Fig. 2 dargestellten Schaltung von Bedeutung sind.
In Fig. 2 sind zur Vereinfachung der Darstellung in dem Gesamtschaltbild alle Verstärker weggeblieben, die gegebenenfalls
dazu dienen können, das Signal am Schaltungsausgang R auf eine passende Amplitude zu bringen. Außerdem ist der Wandler
8 nicht im einzelnen dargestellt, da er von an sich bekannter Bauart sein kann, indem er beispielsweise einen Rechenverstärker
enthält, der mit Widerständen gleicher Größe gekoppelt ist und eine Spannung in einen dazu proportionalen Strom umwandeln
kann. Weiterhin sind die Unterbrecher P und P' lediglich schematisch angedeutet, Jedoch liegt es auf der Hand, daß diese
Unterbrecher in der Praxis durch Transistorschaltungen wie beispielsweise Schaltungen mit Feldeffekttransistoren realisiert
werden können. In diesem Falle bilden die Steueranschlüsse der
Unterbrecher jeweils das Tor für die Feldeffekttransistoren, und der leitende oder nicht leitende Zustand der Transistoren
hängt dann von der an diesen Toren anliegenden Spannung ab. Die Ausgänge A, bis A7 des Adressenselektors 26 sind dann mit
den Toren der sieben Transistoren P verbunden, während die sieben Ausgänge B1 bis By des Adressenselektors 32 mit den
Toren der sieben Transistoren P1 verbunden sind. Die Adressenselektoren
26 und 32 sind in Fig. 2 ebenfalls nicht i.u einzelnen
veranschaulicht, da sie wiederum von bekannter Bauart sein können.
Zum leichteren Verständnis der Arbeitsweise der in Fig.2
veranschaulichten Schaltung soll nunmehr auf die Darstellungen in Fig. 3 und 4 Bezug genommen werden. In Fig. 3 sind Zeitdiagramme
dargestellt, die den Verlauf von Spannungen an verschiedenen Stellen in der Schaltung von Fig. 2 veranschaulichen. Dabei geben
309 8 30/0 919
die Zeilen E und S die Verhältnisse am Schaltungseingang bzw. am Schsltungsausgang wieder, die Zeilen P^ und P1'
sind entsprechend Fig. 1 den beiden Unterbrechern für die Adressierung am Eingang bzw. am Ausgang des ersten Speicherkanals
zugeordnet, während die Zeile R1 zum Unterbrecher für die Nullrückstellung des Kondensators im Integrator
16 gehört. Die:· Zeilen a und b sind den entsprechenden Schaltungspunkten in Fig. 2 nach der Verzögerungsleitung
6 bzw. am Eingang des den ersten Speicherkanal bildenden Kondensators C, zugeordnet. Der in Fig. 3 ganz oben dargestellte
einfallende Impuls stellt den ersten Spannungsimpuls dar, der am Eingang E der Schaltung von Fig. 2 erscheint.
Das Eintreffen dieses Impulses wird durch den Diskriminator 22 festgestellt, der daraufhin über den ersten Adressenselektor
26 den Unterbrecher P, zum Schließen bringt (Rechteckimpuls in Zeile P^ von Fig. 3). Auf diese Weise wird der einfallende
Impuls zum ersten Speicherkanal im Pufferspeicher 12 geleitet. Da sich dieser Adressiervorgang in einer vom Wert Null verschiedenen
endlichen Zeitspanne vollzieht, ist es erforderlich, den einfallenden Impuls so zu verzögern, daß der Unterbrecher
P, beim Eintreffen des Impulses geschlossen ist. Dies wird durch die Einschaltung der Verzögerungsleitung 6 erreicht, die
eine in Fig. 3 mit T bezeichnete Verzögerung bewirkt. Der
Wandler 8 setzt den Spannungsimpuls in einen Stromimpuls um, der sodann dem Kondensator C, zugeführt wird, wo er integriert
wird. An den Klemmen des Kondensators C, tritt daher eine Spannung
auf, die in ihrem Aussehen der in Zeile b in Fig. 3 dargestellten
Spannung entspricht. Diese Spannung erreicht eine Stufe vc, die solange erhalten bleibt, wie die Informationseinspeicherung
dauert. Die Auslesung des Kanalinhalts wird durch den Adressenselektor 32 ausgelöst, der am Anschluß A.
einen rechteckigen Spannungsimpuls abgibt, der den Unterbrecher P,1 zum Schließen bringt. Dies führt zu einer Übertragung
309830/0919
der im Kondensator C, enthaltenen Ladung in den Integrator In der Zeile S in Fig. 3 ist die permanente Spannung V. dargestellt,
die am Ausgang des Integrators 16 bzw. bei einer Verstärkung 1 im Verstärker 18 am Ausgang S nach der Übertragung
der Ladung des Kondensators C, auftritt. Diese Spannung wird
auf den Wert' Null zurückgeführt, sobald der Adressenselektor 32 dem Unterbrecher R' ein Signal (Zeile R1 in Fig. 3) zuführt,
das diesen zum Schließen bringt.
Bezeichnet man den hinter dem Wandler 8 auftretenden Strom mit i(t), so läßt sich die Amplitude der Ausgangsspannung
nach der Auslesung des Speicherkanals berechnen. Die im Kondensator C1 gespeicherte Ladung Q ist nämlich gegeben
durch:
Qc·= I i(t) dt (1).
Die Ladespannung V des Kondensators mit der Kapazität
C, ergibt sich damit zu:
Cb
Vc = -~- j i(t) dt (2).
Die Ladung Q wird anschließend dem Integrator 16 zugeführt, dessen Kondensator 30 eine Kapazität C. aufweist, so
daß am Ausgangsanschluß des Integrators 16 eine permanente Spannung Vj, auftritt, deren Größe sich berechnet zu:
ci
V, = —t— χ Vn bzw. zu (3)
ι O1 c
• oo .
v. = -ρΛ- I i(t) dt - (4).
30983 0/0919
Die Späfthüftg V^ ist daher proportional z\M Flächeninhalt
des nach dem Wandler B auftretenden Stroffiifiipulses uftd daalt
letztlich proportional zum Flächen!«hält (gestrichelte Fliehe
in Zeile E la Fig. 3) des m SiagÄftg E der gesamten Schaltung
auf tretenden Spännungsimpulses, Äußerös» ist diese Spannung
V1 unabhängig voii der Kapazität des Speieh@rk0ndensi.t0rs C1#
so daß es nicht notwendig ist» auf eine strenge Identität der
des Puffer Speichers 12 zu achten.
Nach der obigen Darstellung der Behandlung des ersten
einfallenden Impulses in der Schaltung vö-n Fig, 2 soll nunmehr unter Bezugnahiöe auf die SarStellungen in Fig. 4 untersucht
werden» vrelche Vorgänge in der Schaltung von Flg. 2 bei
der Behandlung der nächstfolgenden impulse auftreten,
in Fig. 4 sind mit der Zeit als Abszisse und der Signalamplitude als Ordinate die am Eingang E der gesamten Schaltung
und an den verschiedenen Unterbrechern P und P' auftretenden Signale veranschaulicht. Dabei sind zwei Folgen willkürlicher
Impulse dargestellt: die erste Impulsfolge 40 enthält sieben
Impulse, während die zweite Impulsfolge 42 nur vier Impulse enthält. Das Eintreffen des ersten Impulses im Zeltpunkt t,
löst in der oben geschilderten Weise einen lechteckimpuls aus,
der den Unterbrecher P. schließt. Dieser erste einfallende Impuls wird dem ersten Kanal im Speicher zugeführt, wo er
im Kondensator C, integriert wird. Das Erscheinen des zweiten
Impulses im Zeitpunkt t? löst in derselben Weise das Schließen
des Unterbrechers Pp aus,^ wodurch dieser zweite Impuls dem
zweiten Kanal im Pufferspeicher zugeführt wird, und die entsprechenden Vorgänge wiederholen sich für die nächstfolgenden
Impulse. Die Impulse für das Schließen der Unterbrecher P,, Pp, ... P„ sind daher Impulse, die in ihrer Lage willkürlich
sind, in ihrer konstanten Rechteckform jedoch durch den Adresscnselektor 26 bestimmt werden.
309^30/011$
Bei einer Variante für das Adressiersystem wird der Unterbrecher P, vor dem Eintreffen der Impulsfolge ständig geschlossenj
das Eintreffen des ersten Impulses im Zeitpunkt t.
führt dann mit Verzögerung zum Schließen des Unterbrechers P?
und zum öffnen des Unterbrechers P, in Vorbereitung für das
Eintreffen des zweiten Impulses, und die entsprechenden Vorgänge wiederholen sich für die weiteren einfallenden Impulse.
Soll nun der Inhalt der -Kanäle des Puffer Speichers 12
wiederhergestellt werden, so gibt der durch den Taktgeber 33 gesteuerte Aäressenselektor 32 eine periodische Impulsfolge
ab, die zum Schließen der Unterbrecher P* in der Adressierstufe 14 führt, wie dies in den anschließenden Zeilen in Fig.4
dargestellt ist, die jeweils den Zustand der verschiedenen Unterbrecher
P1 veranschaulichen. Man erkennt dort eine period!- "
sehe Impulsfolge, die das aufeinanderfolgende Schließen der Unterbrecher Pj1* P2'1 ··· pv' im Takte des Taktgebers 33 steuert,
Der Integrator l6 für die Bildung des einzigen Ausgangsimpulses muß nach seinem Einsatz für jeden der Speicherkanäle eine Rückstellung seines Kondensators 30 auf den Wert Null erfahren. Zu
diesem Zwecke wird der dem Kondensator 30 parallelgeschaltete
Unterbrecher Rf periodisch durch Rückstellimpulse kurzgeschlossen,
die in Pig, 4 in der Zeile R1 veranschaulicht sind und in
Fig. 2 über den Anschluß Bq zugeführt werden. Diese Rüekstellimpulse
folgen jeweils den Impulsen, die zur Auslesung eines Kanals führen, und gehen den Impulsen voran, die eine Auslesung
des nächstfolgenden Kanals bewirken, Die Rückstellimpulse bestimmen in gleicher Weise die Dauer der am Ausgang der Vorrichtung
wiederhergestellten periodischen Impulse, wie dies im übrigen in Fig. 3 in der Zeile S dargestellt ist. Sobald die
Auslesung der verschiedenen Kanäle abgeschlossen ist, gibt der Ädressenselektor 32 über den Anschluß Bg an den Unterbrecher
R einen Rückstellimpuls für die Rückstellung aller Kondensatoren im Pufferspeicher 12 ab. Dieser Rückstellimpuls
03030/0919
ist in Fig. 4 nicht veranschaulicht.
Sobald die zweite Impulsfolge 42 von Fig. 4 am Eingang
der Schaltung von Fig. 2 auftrifft, spielen sich die gleichen Vorgänge von neuem ab, wobei zunächst die Bildung der Einschreibimpulse
zum sequentiellen Schließen der Unterbrecher P führt, während anschließend die Bildung der Leseimpulse die
periodische Wiederherstellung des Inhalts der verschiedenen Kanäle des Pufferspeichers 12 ermöglicht. Bei dem in Fig. 4
dargestellten Fall ist angenommen, daß die zweite Impulsfolge 42 nur vier Impulse enthält. In diesem Falle werden nur vier
der insgesamt sieben vorhandenen Kanäle im Pufferspeicher 12 für die Einspeicherung der Information herangezogen. Die drei
übrigen Kanäle bleiben leer, so daß die den Unterbrechern P ', Pg' und P7 1 zugeführten Leseimpulse nicht zum Auftreten einer
Ausgangsspannung am Vorrichtungsausgang führen. Man sieht daher, daß die Anzahl ρ der im Pufferspeicher 12 vorzusehenden
Kanäle mindestens gleich der Anzahl η der Impulse in der einfallenden Impulsfolge sein muß.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform wird eine Folge von Impulsen übertragen, deren Amplitude die analogenprößen darstellen,
die der zu analysierenden Information proportional sind. Die Wiederholungsfrequenz für diese Impulsfolge ist gleich der
Frequenz des Taktgebers 35. Diese Frequenz ist so gewählt, daß
die Zeitdauer, die zwei aufeinanderfolgende Impulse voneinander trennt, größer ist als die Totzeit des Analysators. Bei
einer anderen Ausführungsvariante der Erfindung werden die Amplitudenwerte nicht mehr in analoger Form übertragen, sondern
sie werden zuvor in ein binäres Digitalsignal umgesetzt, und erst dieses binäre Digitalsignal wird den Analysatororganen
zugeführt. Der Analog-Digital-Wandler, der diese Umsetzung vornimmt, wird zwischen den Ausgang S der Impulsformerstufe in
Fig. 2 und das Übertragungskabel eingeschaltet.
309830/0919
- Io -
Ein solcher Wandler ist in Fig. 5 dargestellt. Er besitzt
eine Eingangsklemme G, die mit dem Ausgang S einer Schaltung 100 verbunden ist, die der in Pig. 2 dargestellten Schaltung
entspricht. Der Eingangsklemme G wird daher von der Schaltung 100 ein analoger Impuls 101 zugeführt. Ein Amplituden-Zeit-Wandler
102 liefert einen Impuls 107, dessen Dauer der Amplitude des Impulses 101 proportional ist. Ein als UND-Schaltung
ausgebildetes logisches Tor 105 erhält den Impuls 107 und außerdem vom Taktgeber 103 abgegebene Impulse 104 zugeführt. Weiterhin
ist ein Zähler 106 vorgesehen, der beispielsweise sieben mit Cq, C., Cp, ... Cs- bezeichnete Stufen aufweisen kann. Weiterhin
zeigt Fig. 5 schematisch einen Lesekreis 108, der sieben Unterbrecher P_", P1", Pp", ... Pg" und ebenso viele Ausgangsanschlüsse
S-., S1, Sp, ... S^- besitzt. Diese Ausgangsanschlüsse
sind über einen Verbinder 110 mit einem Übertragungskabel 112 verbunden. Eine Steuerstufe 114, die insbesondere
einen·Taktgeber und einen Adressenselektor enthält, ist mit
dem Wandler 102 über.einen Verbinder 111 verbunden und steuert die Lesestufe 108 über einen Verbinder 109 und bewirkt außerdem
über einen Verbinder 115 die Nullstellung der Stufen des Zählers 106.
Die Arbeitsweise der in Fig. 5 dargestellten Schaltung
ist die folgende: ein vom Wandler 102 abgegebener Rechteckimpuls 107 steuert das als UND-Schaltung ausgeführte und gleichzeitig
mit den vom Taktgeber 103 abgegebenen Impulsen 104 gespeiste
Tor 105; am Ausgang dieses logischen Tores 105 tritt daher eine Folge 113 von Impulsen auf, deren Anzahl die Amplitude
des Impulses 101 wiedergibt. Die Anzahl der Impulse wird nach dem Durchqueren des Tores 105 in üblicher Weise durch den
Binärzähler 106 gezählt, der bei dem dargestellten Beispiel sieben Binärstufen enthält; die Amplitude des Impulses wird
im Zähler 106 in Form eines Binärsignals mit sieben Bits gespeichert. Die Lesestufe 108 ermöglicht die Auslesung des In-
309830/09 19
halts der verschiedenen Stufen des Zählers 106 in einem Zeitpunkt,
der sich durch die Steuerstufe 114 bestimmen läßt, Die Auslesung des Inhalts der Stufen des Zählers 106 vollzieht
sich schematisch durch Schließen der Unterbrecher P0", P.M,■
Pp", ... Ρ,-'1 in der durch den Adressenselektor festgelegten
Reihenfolge und mit dem durch den Taktgeber der Steuerstufe 114 festgelegten Takt, Nach ihrer Auslesung erscheint die
im Zähler 106 enthaltene Information an den sieben Ausgangsanschlüssen
S~» S., ... S^ und über den Verbinder 110 am Eingang
des übertragungskabels 112.
Die Übertragung des Inhalts des Zählers 106 ist in Fig.6
veranschaulicht.
Bei der dort dargestellten ersten Ausführungsvariante 6a ist vorausgesetzt, daß für die Übertragung ein Kabel benutzt
wird, das eine die Anzahl der zu übertragenden Bits übersteigende, also im vorliegenden Falle die Zahl 7 übersteigende Anzahl
von elektrisch gegeneinander isolierten Leitern aufweist. Von diesen Leitern sind die sieben ersten mit den Bezugszahlen
Κλ» K,, Kp, .... K^- bezeichnet; bei dieser AusführungsVariante
kann jeder Ausgangsanschluß Sfi, S., ... mit einem der Leiter K
des Übertragungskabels verbunden werden» Die entsprechenden Parallelverbindungen erfolgen mit Hilfe des Verbinders 110.
Bei der in Fig. 6 vielter veranschaulichten zweiten AusführungsVariante
6b ist dagegen angenommen, daß das Übertragungskabel nur einen einzigen isolierten Leiter oder, was auf
dasselbe hinausläuft, eine Mehrzahl von einander elektrisch parallelgesohalteten Leitern aufweist. Unter diesen Bedingungen
verbindet der Verbinder 110 sämtliche Äusgangsanschlusse S
mit dem einzigen Leiter K.
Bei de.-u in Fig. 6 veranschaulichten Fall 6a erfolgt die
Übertragung des Inhalts des Zählers 106, so wie er in Fig. 5
3098 3 0/0919
dargestellt Ist, sehr einfach durch gleichzeitiges Schließen
sämtlicher Unterbrecher PQ", P1", Pp", ... P^". Das Schließen
dieser Unterbrecher führt zum Auftreten von Spannungsimpulsen nur an denjenigen Leitern K, die mit Zählerstufen verbunden
sind, die sich im logischen Zustand 1 befinden und dies sind
bei dem In Pig. 6 angenommenen Fall die Stufen CQ, Cp, _CU und
Cg, denen die Leiter KQ, Kp, K-, und K^ entsprechen. Diese Leiter
führen daher jeweils einen Impuls, dessen Dauer von der Zeitdauer für -das Schließen des entsprechenden Unterbrechers
P" und dessen Amplitude von den Stufen des Zählers 106 und ge-,
gebenenfalls auch von in der Zeichnung nicht dargestellten Verstärkern
abhängt, Der mit einer solchen'Ausführungsvariante ver.-bundene Vorteil ist offensichtlich, sie ermöglicht nämlich eine
parallele Übertragung sämtlicher im Zähler 106 enthaltener Information
und damit die Einhaltung einer sehr hohen Geschwindigkeit für die Informationsübertragung.
Bei dem in Fig. 6 weiter dargestellten Fall 6b erfolgt dagegen
die Auslesung des Inhalts des Zählers 1O6 sequentiell durch aufeinanderfolgendes Schließen der verschiedenen Unterbrecher P". Dieser Fall ist rechts von der in Fig. 6 dargestellten
Schaltung für den Fall 6b veranschaulicht, wo die dem Inhalt der verschiedenen Stufen des Zählers 106 entspre.-ehende
Impulsfolge wiedergegeben Ist. Die genaue Form dieser
Impulsfolge hängt von der in der Steuerstufe 114 enthaltenen
Sequenzschaltung ab; bei dem dargestellten Fall 6b besitzt sie die Form eines Impulssignals mit Rückstellung auf den
Wert iiull zwischen zwei Impulsen. Dieses Signal gibt den In-r
halt des Zählers 106 wieder, der, in binärer Darstellung 1011001
oder in Dezimaldarstellung 77 beträgt. Bei dieser Ausführungsvariante ist die für die Auslesung des Zählerinhalts erfordere
liehe Zeit naturgemäß erheblich größer, als sie im Falle 6a verlangt wird. Dessen ungeachtet ermöglicht aber selbst diese
Äusführungsvariante noch eine wesentlich raschere Informations-
309830/0919
übertragung, als sie mit einem numerischen Übertragungsverfahren notwendig wäre, das bei dem ins Auge gefaßten Beispiel
die Übertragung von 77 Impulsen verlangen würde. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sind närr.lich maximal sieben
durch sieben Intervalle voneinander getrennte Impulse und ein in Fig. 6 nicht dargestelltes Synchronisationsbit zu
übertragen, also insgesamt 15 Intervalle mit den logischen Niveaus O oder 1.
In der vorstehenden Beschreibung sind eine Anzahl von Schaltungsstufen, die für sich genommen bekannt und für die
Erfindung nicht charakteristisch sind, nur am Rande erwähnt. So versteht sich beispielsweise, daß man nach der Auslesung
des Zählers 106 für eine Rückstellung des Inhalts seiner verschiedenen Stufen auf den Wert Null sorgen muß. Diese Rückstellung
kann beispielsweise mit Hilfe von in ,der Steuerstufe 114 enthaltenen Bauelementen über den Verbinder 115 erfolgen.
Nicht riäher erwähnt ist auch die Bestimmung des Zeitpunktes für die Auslesung relativ zum Zeitpunkt des Eintreffens
eines Impulses; diese Zeitbestimmung kann ausgehend von dem in der Steuerstufe 114 enthaltenen Taktgeber und mit einer
bestimmten Verzögerung gegenüber dem Eintreffen eines analogen Impulses erfolgen. Dieser Eintreffzeitpunkt kann durch eine
in der Zeichnung nicht dargestellte Schaltung erfolgen, die beispielsweise als Diskriminator ausgebildet ist. Da jedoch
die Impulsfolge 101 eine periodische Folge ist, kann auf die Verwendung eines solchen Diskriminators auch verzichtet und
für die Auslesung des Zählers 106 eine Steuerstufe 114 verwendet werden, die ihrerseits durch einen Taktgeber 33 Sesteuert
wird, der die Wiederholungsfrequenz für die Impulsfolge
festlegt. Schließlich ist auch ohne weiteres klar, daß bei der Übertragung der Digitalsignale außer den in Fig. 6
für die Fälle 6a und 6b dargestellten Impulsfolgen (parallel oder in Serie) noch Synchronisierbits übertragen werden müssen,
die den Empfang dieser Impulsfolgen und die Informationsextraktion
309830/0919
daraus ermöglichen. Diese Synchronisationsbits können ebenfalls in der Steuerstufe 114 ihren Ursprung haben.
Der vorgeschlagene Analog-Digital-Wandler weist naturgemäß keine unendlich kurze Ansprechzeit auf. Es ist daher
erforderlich, dätnit alle einfallenden Impulse verarbeitet
werden können, daß die Eintreffrate der umzuwandelnden analogen Impulse nicht größer ist als der Kehrwert der Totzeit des
gesamten Wandlersystems. Dies wird durch entsprechende Regelung der Frequenz für den Taktgeber 33 erreicht, der die Eintreffrate
für die Impulse festlegt.
Wenn der Amplitudenanalysator als vielkanaliger Digitalselektor
ausgebildet ist, bilden die übertragenen Digitalsignale unmittelbar die Adressensignale für den Kanal, in dem der
Impuls gezählt werden soll. Diese Anordnung ist besonders vorteilhaft, denn sie macht zum einen frei von der Notwendigkeit
einen mit dem Analysator gekoppelten Analog-Digital-Wandler zu verwenden, und sie ermöglicht es zum anderen, Nutzen aus
den der digitalen Übertragung eigenen Vorteilen zu ziehen, die weniger unter Nichtlinearitäten, Verzerrungen und Dämpfungserscheinungen auf dem Übertragungswege zu leiden hat als eine
Signalübertragung in analoger Form, so daß die elektrische Leistung entlang des Übertragungskabels weniger groß zu sein
braucht.
In Fig. 7 ist eine vollständige Analysiervorrichtung für den Fall einer Sonde veranschaulicht, die mit Aktivierung
durch Neutronenstrahlung arbeitet und die "in situ"-Bestimmung
und Dosierung der eine Erdöllagerstätte bildenden Elemente ermöglicht. Dabei ist in Fig. 7 eine Sonde 1 in einem Bohrloch
52 in einer für die Untersuchung interessierenden Tiefe ζ gegenüber der Erdoberfläche angeordnet, und diese Sonde 1
309830/0919
besteht in bekannter Weise aus einem gepulsten Neutronengenerator
5^» einem Schutzschirm 56, einem Szintillator 58 und
einem Fotovervielfacher 60; die von der Sonde 1 gelieferten Signale werden in einer Baustufe 62 vorbehandelt und insbesondere
verstärkt. Am Ausgang der Baustufe 62 erscheinen daher Spannungsimpulse, die in Lage und Amplitude unregelmäßig
sind und eine sehr hohe Erscheinungsrate aufweisen. Diese Impulse gruppieren sich zu Impulsfolgen, die den verschiedenen
vom Generator 54 abgegebenen Neutronenschüssen entsprechen.
Die Form dieser Impulse ist stets die gleiche: sie ergibt sich nämlich aus der Erregung des Szintillators 58 durch ein
einfallendes Photon, die anschließend zu Fluoreszenzerscheinungen führt, deren Intensität exponentiell abnimmt. Die
Spektrometrie für diese Impulse besteht in der Zählung der Anzahl der Impulse, die eine bestimmte Scheitelamplitude aufweisen.
Diese Analyse wird in einer Baustufe 64 vorgenommen, die beispielsweise ein Vielkanalselektor sein kann. Da die
Form der von der Sonde 1 abgegebenen Impulse stets die gleiche ist, kommt es auf das gleiche hinaus, wenn entweder die
eigentliche Amplitude oder der dieser proportionale Flächeninhalt eines Impulses verarbeitet wird. Die Schaltung 100
ermöglicht eine Einspeicherung der die Amplitude der verschiedenen
Impulse entsprechenden Information und die anschließende Wiedergewinnung dieser Information für einen Analog-Digital-Wandler
120, der das digitale Signal dem Analysator 64 über das
Kabel 112 zuführt, das wie oben erwähnt in seinem elektrischen Verhalten nicht besonders gut zu sein braucht. Wenn die Totzeit
des Analysators 64 in der Größenordnung von 10 Mikrosekunden liegt, wie dies eingangs vorausgesetzt ist, genügt es, die
Impulse mit einer einen Viert von 10 Mikrosekunden übersteigenden Periode wiederherzustellen, damit alle von der Sonde 1
abgegebenen Impulse im Analysator 64 zur Auswertung kommen. Das durch die Erfindung geschaffene Verfahren und die ent-
309830/091Ö
sprechende Vorrichtung ermöglichen daher die Durchführung einer rascheren und globaleren Spektrometrie, als sie mit
den bisher bekannten Systemen möglich war, und insbesondere gilt dies beim Durchgang durch Erdschichten, wo die Anzahl
der festgestellten Photonen sehr hoch liegt. Für den Fall von Erdölbohrungen mit großer Bohrtiefe ist dies unabdingbar,
damit die Analysezeiten wirtschaftlich vertretbare Werte annehmen.
3 0 9830/0919
Claims (1)
- - 23 Patentansprücheι 1.J Verfahren zur Fernanalyse der Zusammensetzung eines einen Sondierungspunkt umgebenden Milieus, bei dem vom Sondierungspunkt aus in Richtung auf das zu untersuchende Milieu ein Impuls einer Erregerstrahlung ausgesandt wird und sodann η aufeinanderfolgende und für die Zusammensetzung des zu untersuchenden Milieus charakteristische Impulse der durch das zu untersuchende Milieu rückgestreuten Strahlung aufgefangen und in η aufeinanderfolgende elektrische Spannungsimpulse umgesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß in einer ersten Verfahrensstufe Jeder der η Spannungsimpulse in seinem Erscheinen festgestellt, verzögert und mit Hilfe je eines eigenen, während des Verzögerungsvorganges erzeugten Adreßsignäls in einen anderen von η Kanälen eines insgesamt ρ > η Kanäle enthaltenden Pufferspeichers eingeleitet wird und daß in einer zweiten Verfahrensstufe der Inhalt der ρ Kanäle des Pufferspeichers nacheinander und periodisch gelesen, für jeden Kanal ein elektrischer Impuls mit dem Kanalinhalt proportionaler Amplitude, also insgesamt eine periodische Folge von η Impulsen mit von Null verschiedener Amplitude erzeugt, diese Impulsfolge zu einer in ihrem Ergebnis die Zusammensetzung des zu untersuchenden Milieus anzeigenden Analyse in einen Amplitudenanalysator für elektrische Impulse eingegeben und der Inhalt des Pufferspeichers auf den Wert Null zurückgebracht wird.2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folge der η periodischen Impulse in digitaler Weise in den Amplitudenanalysator eingegeben wird, indem die Amplitude jedes dieser Impulse in ein binäres Digitalsignal umgesetzt und dieses einem Analysierorgan zugeführt wird.309830/0919j5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes die Amplitude eines Impulses darstellende binäre Digitalsignal die Adresse des Kanals eines Analysators nach Art eines mehrkanaUgen Digitalselektors wiedergibt, in dem der entsprechende Impuls gezählt werden soll.4. Vorrichtung zur Pernanalyse der Zusammensetzung eines Milieus unter Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis jj mit einer Sonde, die aus einem Generator für Erregerstrahlung und einem Detektor für rückgestreute Strahlung besteht, der mit einem Wandler verbunden ist, der η elektrische Impulse mit der Intensität von η festgestellten Impulsen proportionalen Amplituden liefert, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde (1) mit einem Analysator (64) über eine Schaltung (100) verbunden ist, die in Serie zueinander einen Schreibkreis, der zum einen einen Diskriminator (22) mit einer Schwelle, der das Auftreten eines Spannungsimpulses am Wandlerausgang feststellt und mit dem ein erster Adressenselektor (26) verbunden ist, dessen ρ Ausgänge mit ρ Steuereingängen von ρ Unterbrechern einer ersten Adressierstufe (10) verbunden sind und der beim Erscheinen des i.-ten vom Diskriminator festgestellten Impulses an seinem i.-ten Ausgang ein Schließsignal abgibt, und zum anderen parallel zum Diskriminator und zum Adressenselektor eine mit einem Spannungs/Strom-Wandler, dessen Ausgang parallel .mit den ρ Unterbrechern der ersten Adressierstufe verbunden ist, in Serie liegende Verzögerungsleitung (6) enthält, einen Pufferspeicher (12), der aus ρ Kondensatoren gebildet ist, von denen jeder jeweils einem der ρ Unterbrecher der ersten . Adressierstufe parallelgeschaltet ist, und eine Impulsformerstufe enthält, die aus einem Integrator (16) mit einer Rückstelleinrichtung auf den Wert Null gebildet ist und über ein Ubertragungskabel (112) dem Analysator Spannungsimpulse zuführt, deren Amplitude jeweils der Ladespannung der Kondensä-309830/091 9toren des Pufferspeichers proportional ist* rait dent sie sequentiell und periodisch verbunden wire!* und daß der Schreibkreis weiter eine zweite Adressierstufe (14) enthält, die aus ρ Unterbrecher-n besteht* die auf einer Seite mit Je einem- der ρ Kondensatoren; des Pufferspeichers verbunden und auf der anderen Seite parallel an eine Impuisformerstufe angeschlossen sind und ^e einen Steueransehluß aufweisen, welche p. Steneraiischlüsse mit ρ Ausgangsansehlüssen eines von einem Taktgeber (33) gesteuerten zweiten Adressenselektor (32) verbunden sind, der außerdem einen (p + I).-ten Ausgangsansßhlufl aufweist, der mit dem SteueransehluS eines Unterbreehers für die Rückstellung der Kondensatoren; de-s Pufferspeichers auf Null verbunden ist.5« Vorrichtung; naeh Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Periode des Taktgebers (33) für die Steuerung des zweiten A&ressenselektGrs (32) größer ist als die Totzeit des Änalysators (64).6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oaer f>, dadurch gekennzeichnet, daß zwische-n die Impuls former stufe· (iß) und das tfoertragungskabel (112) ein Analog-Digital-Wandler eingefügt 1st.7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet» daß der Analog-Digital-Fandler einen Zähler (106) mit mehreren Binärstufen enthält, von denen jede mit einem der isolierten Leiter im Übertragungskabel (112) verbunden ist.309830/OSiaL e e r s e 11 e
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR7202096 | 1972-01-21 | ||
FR7202095A FR2168713A5 (de) | 1972-01-21 | 1972-01-21 | |
FR7202095 | 1972-01-21 | ||
FR7202096A FR2168238A1 (en) | 1972-01-21 | 1972-01-21 | Remote ambient analysis system - esp for borehole survey |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2302017A1 true DE2302017A1 (de) | 1973-07-26 |
DE2302017B2 DE2302017B2 (de) | 1975-06-26 |
DE2302017C3 DE2302017C3 (de) | 1976-02-12 |
Family
ID=
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS4883891A (de) | 1973-11-08 |
GB1377931A (en) | 1974-12-18 |
OA04312A (fr) | 1980-01-15 |
CA999676A (en) | 1976-11-09 |
IT991537B (it) | 1975-08-30 |
DE2302017B2 (de) | 1975-06-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2300320C2 (de) | Elektronische Anordnung zum Verstärken von Analogsignalen mit einem Signalverstärker | |
DE2000353C3 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur automatischen Messung des Rauschabstandes | |
DE2060582A1 (de) | Elektrische Schaltungsanordnung zur Erfassung von Informationssignalen beim gleichzeitigen Auftreten von sich aendernden Stoerspannungen | |
DE1956968C3 (de) | Schaltung zur Amplituden-Diskriminierung für den Leseteil eines Magnetspeichers | |
DE2061128A1 (de) | Detektoranordnung zur Feststellung der eventuellen Saettigungszeit eines Stromwandlers | |
DE3311917A1 (de) | Optische bildaufnahmeeinrichtung | |
DE1039265B (de) | Teilchenzaehlvorrichtung | |
DE1190231B (de) | Anordnung zur Bestimmung der zeitlichen Mittelwerte von Funktionen | |
DE2451800C3 (de) | Spitzendetektion mit konstantem Teiloffset-Betrieb | |
DE961222C (de) | Anordnung zur Umwandlung von elektrischen Code-Impulsgruppen aus der binaeren in diedezimale Darstellungsweise | |
DE3021602C2 (de) | Fernsehaufnahmeanordnung | |
DE1548587B1 (de) | Einrichtung zur Erfassung und Auswertung von elektrischen Signalen | |
DE1938090A1 (de) | Massenspektren-Analysator | |
DE3105910A1 (de) | Einrichtung zur erfassung elektromagnetischer strahlung | |
DE2302017A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur fernanalyse der zusammensetzung des milieus | |
DE2414277A1 (de) | Datenvermittlungsanordnung | |
DE1930275B2 (de) | Analog-Digital-Wandler | |
DE2302017C3 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Fernanalyse der Zusammensetzung des Milieus | |
DE1299718B (de) | Schaltungsanordnung zur Registrierung und Ermittlung der zeitlichen Verteilung von elektrischen Impulsen | |
DE3014529C2 (de) | ||
DE2224919A1 (de) | Schaltungsanordnung zum Verringern der Impulsanhäufung in Inpulsfeststelleinricbtungen durch Umwandeln willkürlichen Impulszuges einer festen Frequenz | |
DE1233641B (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Unterscheiden nahe beieinanderliegender, in einem Beobachtungsfeld verteilter Gegenstaende | |
DE1034687B (de) | Zaehl- und Speicheranordnung mit einem ferroelektrischen Kondensator | |
DE2448303B2 (de) | Einrichtung zum Analysieren von in einer Flüssigkeit suspendierten Teilchen | |
DE951013C (de) | Verbesserungen an elektronischen Speicheranordnungen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EGA | New person/name/address of the applicant | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |