SU1065805A1 - Устройство дл электрического каротажа - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО КАРОТАЖА, содержащее стйбилизатор напр жени , генератор управл ющих противофазных напр жений, два блока гальванической разв зки, задающий стабилизатор тока, токовый переключатель , токовые электроды/ измерительные электроды, соединенные с компенсатором пол ризации, последовательно соединенным с измерительным преобразователем напр жени  и сглаживающим фильтром,два регистратора, усилитель посто нного напр жени , интегратор напр жени , ключевой элемент, генератор двух стабильных частот, первый формирователь импульсов , первый, второй и третий триггеры , первый логический элемент И, при этом первый выход стабилизатора напр жени  соединен с задающим стабилизатором тока, второй - с генератором управл ющих противофазных напр жений , выход задающего стабилиза- . тора соединен с входом токового переключател , выходы котррого соединены с токовыми электродами, два выхода генератора управл ющих противофазных .напр жений .соединены с блоками гальванической разв зки, первый выходы которых подсоединены к токовому переключателю, a вторые - к измерительному преобразователю ,напр жени , вход усилител  посто нного напр жени  соединен с выходом сглаживающего фильтре, a первый выход усилител  посто нного напр жени  соединен с входом первого регистратора, второй выход - с входом интеграиопа напр жени , который чеоез ключевой элемент соединен с третьим выходом стабилизатора напр жени , выход интегратора напр жени  соединен с О -входом первого тригг&ра, С-вход которого соединен с высокочастотным выходом генератора двух, стабильных частот,Q -выход первого триггера in ; соединен с первым входом первого .:логического элемента И, a О -выход с управл к дим входом ключевого элемента, низкочастотный выход генератора двух стабильных частот сое ,динен с входом первого формировател  импульсов и через него с R-входом третьего триггера, a вход генератора двух стабильных частот соединен с да сд Q выходом, третьего триггера,О -выход которого соединен с вторым входом первого логического элемента И, оо a С-вход  вл етс  Входом сигнала Импульс глубины, отличающе СП е с   .тем, «то, с целью повышени  точности регистрации слабых сигналов путем о з5 ществлени  записи на магнитный носитель сигналов с посто нной частотой, Б него введены второй и третий логические элементы И, счетчик импульсов.; делитель частоты на 4, второй формирователь импульсов, четвертый и п тый триггеры, логический элемент ИЛИ, логический элемент НЕ, причем входы второго логического элемента И соединены соответственно с выходом первого логичпского элемента И и Q -выходом четвеотого

Description

триггера f а выход его - с С-входом счетчика импульсов, между выходом и И -входом которого включен второй формирователь импульсов (,,. входы третьего логического элемента И соеДинены соответственно с делител  часкоты на 4 ,С-вход которого подсоединен с высочастотному выходу генератора двух сЗабильных частот,и с 0--выходом взгорого триггера, С -вход которого подсоединен кД -входу третьего трр ггера , J -вход - к источнику питани  а выход третьего логического элемента И соединен с С -входами четвертог

п п тохю триггеров, причем R -входы второго и четвертого триггеров подсое единены к выходу второго формировател  импульсов, а R -вход п того триггера подсоединен через логический элемент ИЛИ кQ -входу четвертого триггера и через тот же логический элемент ИЛИ и логический элемент НЕ к выходу второго формировател  импульсов , D -входы четвертого и п - того триггеров подсоединены соответственно к своим Q -выходам, а их Q -выходы подкл очены к входу второго регистратора.

Устройство относитс  к скважинным геофизическим исследовани м и может быть использовано, например, на объектах изысканий под строительство гидроте.хнических сооружений дл  рэ гистра1-;ии электрических и температур ных параметров грунта при проведении работ в труднодоступных районах. Иэв€:стно устройство дл  электрического каротажа, содержащее источник питани , преобразователь напр жени , выпр митель, сглаживаюгдий фильтр, приборы регулировки силы тока, набор контрольных шунтов, компенсатор пол ризации, генератор управл ющих протизофазных напр жений , токовый переключатель, измерительные и токовые электро,цы, измернтельны 5 преобразователь напр же- ни , регистратор сигнала и сглаживаю щий фильтр Устройство может также содержать задающий стабилизатор ток и блоки гальванической разв зки ij Недостатки этого устройства заключаютс  в малой эффективности из-за наличи  большого объема операдий необходимых при обработке результатов экспериментальных данных, а также в невозможности измерени  температурных параметров. Наиболее близким по технической сущности к npejyiaraeMOMy  вл етс  устройство дл  электрического карот ка, содержащее стабилизатор напр жени , генератор управл гадих проткв фазных напр жений, два блока гальва нической разв зки, задающий стабили затор тока, токовый переключатель, токовые электроды, измерительные элактро.ссы, соединенные с компенсато ром пол ризации, последовс1тельно соединенным с измерительным преобра зоаателем напр жени  и сглаживающим фильтром, усилитель посто нного Нап р жени , первый и второй регистрато ры, интегратор напр жени , клгоневой элементf генератор двух.стабильных частот, форрлирователь импульсов, три триггера и логический элемент И, при этом первый выход стабилизатора напр жени  соединен с задающим стабилизатором , тока, второй - с генератором управл ющих противофазных напр жений , выход задающего стабилизатора соединен с входам токового пер ;ключ 1тел , выходы которого соединень с токовыми электродам-, два выхода генератора управл тацИх противо фазных напр жений соединены с блоками гальванической разв зки, первые выхо-; ды которых подсоединены к токовому переключателю, а вторые - к измерительному преобразователю напр жени , вход усилител  посто нного напр жени  соединен с выходом сглаживающего фильтра, первый выход усилител  посто нного напр жени  соединен с входом первого регистратора,- второй выход с ВХ.ОДОМ интегратора напр кени , который через ключевой элемент соединен с третьим выходом стабилизатора напр жени , выход интегратора напр жени  соединен с 1)-входом первого триггера, С -вход которого соединен с выедкочастотным выходом генератора двух стаб -гльных частот, Q -выход первого триггера соединен с первым входом логического элемента К, а Q -выход с управл ющим входом ключевого элемента, низкочастотный выход генератора двух стабильных частот соединен с входом формировател  Импу1ьсов и через него - с R -входом третьего триггера, а , вход генератора двух стабильных частот соединен с Q -выходом третьего триггера, Q -вуЕХод которого соединен с вторым входом логического элемента И, а iC -вход  вл етс  входом сишнала Импульс глубины 12 , Недостаток этого устройства заключаетс  в том, что при записи слабых сигналов на магнитную ленту, т. е. при низкой частоте преобразованного сигнала посто нного напр жени , в силу ограниченности частотного диапазона магнитофона происходит искажение низких частот, т. е вноситс  погрешность в результат измерени . Устранить этог недостаток можно, осуществл   запись на посто нной частоте. Цель изобретени  - повышение точности регистрации слабых сигналов путем осуществлени  записи на магнитный носитель сигналов с посто нной частотой. Поставленна  цель достигаетс  тем что в устройство, содержащее стабили затор,напр жени , генератор управл ю 1ДИХ противофазных напр жений, два блока гальванической разв зки, задаю щий стабилизатор тока, токовый переключатель , токовые электроды, измерительные электроды, соединенные с компенсатором пол ризации, последова тельно соединенным с измерительным преобразователем напр жени и сглаживаюцим фильтром, два регистратора, усилитель посто нного напр жени , ин тегратор напр жени , ключевой эле- . мент, генератор двух стабильных частот , первый формирователь импульсов, первый, второй и третий триггеры, первый логический элемент И, при это первый выход стабилизатора напр жени  соединен с задающим стабилизатором тока, второй - с генераторо - управл ющих противофазных Напр жений, выход залающего стабилизатора тока соединен с входом токового переключа тел , выходы которого соединены с то ковыми электродами, два выхода гене ратора управл ющих противофазных нап р жений соединены с блоками гальва ннческой разв зки, первые выходы которых подсоединены к токовому переключа телю/вторые - к измерительному преобразователю напр жени , вход усили тел  посто нного напр жени  соединен с выходом сглгикиваютего фильтра а первый выход усилител  посто нного напр жени  соединен с входом первого регистратора, второй ыход - с входо интегратора напр жени , который чере ключевой элемент соединен с третьим выходом стабилизатора напр жени , выход интегратора напр жени  соединен с D-входом первого триггера, С-вход которого соединен с высокочас тотным выходом генератора двух стаСильных частот,Q -выход первого триггера соединен с первым входом первого логического элемента И, а 9 - вьход - с управл ющим входом ключевого элемента, низкочастотный выход генартора двух стабильных частот соединен с входом первого формировател  импульсов и через нфго с R -входом третьего триггера, а вход генератора двух стабильных чист тот соединен с Q-выходом третьего триггера, Q -вьаход которого соединен с вторым входом первого логического элемента И, а С -вход  вл етс  входом сигнала Импульс глубины, введены второй и третий логические элеЬ менты И, счетчик импульсов, делител|ь частоты на 4, второй формирователь импульсов, четвертый;1И п тый тригге ры, логический элемент ИЛИ, логический элемент НЕ, причем входы второгс логического элемента И соединены соответственно с выходом первого логического элемента И и Q -выходом четвер того триггера, а выход его с С -входом счетчика импульсов, между выходом и R -входом которого включен вшорой формирователь импульсов, входы третьего логического элемента И соединены соответственно с выходом делител  частоты на 4, С -вход которого подсоединен к высокочастотному выходу генератора двух стабильных частот, и с Q -выходом второго триггера , С -вход которого подсоединен к R-входу третьего триггера, D -вход - к источнику питани , а выход третьего логического элемента И соединен с С -входами четвертогЬ и п того триггеров, причем R -входы второго и четвертого триггеров подсоединены н выходу второго формировател  импульсов, а R -вход п того триг гера подсоединен через логический элемент ИЛИ к Q -выходу четвертого триггера и через тот же логический элемент ИЛИ и логический элемент НЕ к выходу второго форгиировател  импульсов , D -входы четвертого и п того триггеров подсоединены соответственно к своим Q -входам, а их Q -выходы подсоединены к входу второго регистратора . На чертеже , представлена блоксхема устройства дл  электрического каротажа Стабилизатор 1 напр жени  соединен с задающим стабилизатором 2 тока и генератором 3 управл ющих противофазных напр жений. Выход задающего стабилизатора 2 тока через токовый переключатель 4 соединен с тoкoвы и электродами 5. Два выхода генератора 3 управл ющих противофазных напр жений соединены через блоки б и 7 гальванической разв зки с токовым переключателем 4 и измерительным преобразователем 8 напр жений. Измерительные электроды 9 через KOTvineHратор 10 пол ризации соединены с измерительным преобразователем И напр жени , выход которого через сглажнвамций фильтр 11 соединен через- усилитель 12 посто нного напр жени  с входами.первого регистратора 13 и интегратора 14 напр жени . С входом интегратора 14 напр жени  черзз ключевой элемент 15 также соедин.ен стабилизатор 1 напр жени . Выхол интегратора 14 напр жени  соедкне: с D -входом первого тригге ра 16, С -вход которого соединен с 17 двух стабильных -частот и С -входом делител  18 на четыре, Нкзксзчастотнин:: выход генератора двух стггбиЛьных частот соединен через первый формирователь 19 импул сов с R - входом третьего триггера и С-входом второго три1г-ера .21, Q -ны.чод первого триггера 16 -подклн:1чен к первому входу логического элемента Я 22,. второй. вхо.д которого подключен }( Q выходу. третьего триг гера 20, а выход - к первому входу второго логического элемента и 23. Q -выход третьего триггера 20 под™ . ключей Кг -входу генератора 17 двух . стабиль ;ьлх частот, aQ -выход первого триггера 16 подключен к управл юще1.1У входу ключевого элегчюнта 15, . С -вход третьего триггера 20 с.оеди псг- с источником управл ющего сирна ла Импульс глубины. Е аход- второго логического элемента И 23соединен с.С-вхолом счетчика 24,, выход кото .рого через второй формирователь 25 и «1ульсов подключен к R -входу сч-ет чика 24, R -входу второ1-огриггера.-21 входу третьего логического элемента 26: Р, -входу ч-зтвертого триггера 27. 4)ВХОД второго триггера 21 подключсн к источнику питани . Выход делител  18 на четыре подключен к п вому вхо.цу третьего логического эле мепта И 28, второй вход которого подключен к Q -выходу второго три ггера 21. Выход третьего логического элемента И 2а подключен к С -входа1М четвертого триггера 27 и п того три гера 29. Q -выход1л четвертого и п т го -триггеров 27 и 29 подключены к входу второго регистратора 30. Q -выход четвертого триггера 27 сое динен с его D -входом и вторым входом второго логического элемента И 23. Q -выход четвертогГО триггера 2 также соединен с первым входом логичес- ого элемента ИЛИ 31, второй вход которого соединен с выходом, ло гическоГ Э элемента НЕ 26. Выход логического элемента ИЛИ 31 соедикек с R -входом п.чтого триггера 29 „ Устройство дл  электрического ка ротажа питаетс  через стабилизатор напр жени  от внешнего источникам тока напр жением 15-ЗОВ, . Устройство работает следующим образом . Стабилизированное напр жение через , задающий стабилизатор 2 тока коммутируетс  токовым переключателем -1 и подаетс  на токовые электро№J 5, Знакопеременное напр жение с измерительных электродов 9 через пеисатор 10 пол ризации поступает на измерительнЕлй преобразователь 8 напр жени , с выходакоторого снимаетс  сигнал посто нного напр жени , сглаживаем лй фильтром 11, и подаетс  далее на вход усилител  12 посто-   вного Напр жени . Управление работой токового переключател  4 и измерит.ельнрго прео-5разовател  8 напр жени  осуществл етс  нап.р ж-ени ми, cHnMaeMisiMii с генератора 3 управл ющих противофазных напр жений и. подаваемыми через блоки 6 и 7 галь.заническ-ой разв зки на токовый переключатель 4 и измерительный преобразователь 8 напр жени  . .С выхода усилител  12 ао-сто нного напр жени  усиленный сигнал поступает на входы первого регистратора 13 и интегратора 14 напр жени . С выхода интег.ратора 14 напр жени  медленно возрастающее напр жение, скорость .нарастани  которого определ етс  величиной входного напр .жечи , поступает каЙ-вход первого триггера 1б, на (Т-вход ко.торого подаетс  вые сокочастотный сигнал от генератора 17 двух стабильных частот ,; синхронизирующий работу первого триггера 16.- При определенном уровне напр жени  на D -входе первого триггера 16, последний мен ет свое состо ние и по вившимс  на его Q -выходе сигвалом открывает ключевой элемент 15. через который к входу интегратора 14 напр жени  подкл-гсчаетс  стабилизированное напр. жение шт -стабилизатора 1 напр жени  с пол р ностью , противоположной пол рности напр. жени ,, снимаемого с усилител -12 посто нного напр жени . При этом напр жение на выходе интегратора 14 напр жени  резко -падает до уровн , при котором первый триггер 16 возвращаетс  в исходное состо ние, сигнал на его Q -выходе снимаетс  и ключевой элемент 15 закрываетс , отключив стабилизатор 1 напр жени  от входа интегратора 14 напр жени . Таким образом, на выходах первого триггера 16 возникает последовательность HMnyjJbcoB, частота которых линейно зависит от величины напр жени  на входе интегратора 14 напр жени , т. е. от величины регистрируемого параметра.

С Q -выхода первого триггера 16 импульс поступает на первый вход первого логического элемента Н 22 к ПЕЮходит на его выход лишь в том случае когда на его втором входе по витс  сигнал с Q -выхода третьего триггера 20, который устанавливаетс  лишь рри поступлении на его С- -вход сигнала Импульс глубины от внешнего источника,

Одновременно:-с Q -выхода третьего триггера 20 сигнал поступает на R вход генератора 17 двух стабильних частот и через 0,25 с на его низко««.с частотном выходе по витс  сигнал, ко торым чере;з первый формирователь 19 импульсов третий триггер 20 по R входу переводитс  в состо ние Ожидание прихода-следующего Импульса глубины, а второй триггер 21- .в состо ние 1. При этом снимаетс  сигнал Разрешение со входа первого логического элемента И 22 и прекращаетс  прохождение через него импульсов с выхода первого триггера 16.

Таким образом, врем  прохождени  импульсов, пропорциональных входному напр жению измер емого сигнала, ог- раничибаетс  временем 0,25 t и происходит по сигналу импульс глубины.

Пачка импульсов с выхода первого логического- элемента И 22,поступает на первый вход второго логического элемента И 23, на второй вход кото-, рого подана 1 ciQ -выхода четвертого триггера 27, и далее - на С вход двоично-дес тичного счетчика 24 в который при этом записываетс  число импульсов В пачке, пропорциональное входному напр жению измep e «5гo

сигнала.

I

При гааксималъной частоте следовани  импульсов 4 кГц за 0,25 с максимальное записываемое в счетчик .24 число импульсов равно 1000.

По истечении 0,25 с одновременно с установкой третьего триггера 20 в состо ние О, второй триггер 21 устанавливаетс  в состо ние 1.

Этот единичный сигнал подаетс  на один из входов третьего логического элемента И 28, разреша  тем сакым прохождение сигнала с высокочастотно го выхода генератора 17 двух стабильных частот и делител  18 на четыре На С -входы четвертого и п того триггеров 27 и 29. С Q -выходов этих триггеров снимаетс  знакопеременное напр жениеочастоты 4,096 кГц и подаетс  на второй регистратор 30.

Одновременно с Q -выхода четвертого триггера 27 импульсы поступают На второй вход второго логического элемента И 23, на первый в:}сод кото-; рого в это врем  подана 1 с выхода первого логического элемента И 22. С выхода рторого логического элемента И 23 эти импульсы поступают на С -вход счетчика 24, в который до этого было записано число импульсов выхода первого логического элемента И 22, пропорциональное входному напр жению измер емого сигнала.

После заполнени  счетчика 24 на его выходе по витс  сигнал 1, поступающий на второй формирователь 25 импульсов. Этим импульсом устанавливаютс  в О счетчик 24 импульсов, второй и четвертый триггеры 21 и 27 |И через логические элементы НЕ 26 и ИЛИ 31 п тый триггер 29. Таким обраIзом снимаетс  с одного из входов третьего логического элемента И 28 сигнал Разрешение прохождени  вы:сокочастотных импульсов с делителем 18 на четыре на счетные входы четветого и п того триггерюв и 29.

Одновременно с этим запрещаетс  также прохождениесимпульсов через второй логический элемент И 23 на вход счетчика 24, а через третий логический элемент И 28 - на входы четвертого и п того триггеров 27 и .29,

В таком состо нии схема остаетс  до прихода следующего Импульса глубины.

Таким образом, число импульсов напр жени  N частоты 4,096 кГц, на Q -выходах четвертого и п того триггеров 27 и 29 определ етс , числом Н импульсов, пришедших от первого триггера 16 и записанных в счетчике 24 импульсов за врем  0,25 с, и маке симально возможным числом импульсов, записываелвл в счетчик 24 / т. е. N N мрх - -2

Дл  противофазной работы четвертого и п того триггеров 27 и 29 и первоначальной установки их в О их состо ние-Q -выходи соединены соответственно с их Р -входами, а R -входы - с выходом второго форми ровател  25 импульсов либо непосредственно (четвертый триггер 27), либо через логические элементы НЕ 26 и ИЛИ 31(п тый триггер 29).

Таким образом, на второй регистратор 30 (магнитофон) поступают, с Q -выходов четвертого и п того триггеров 27 и 29 пачки знакопеременного напр жени  посто нной частоты Ц,096 кJУ , причем число периодов напр жени  на выходах четвертого и п того триггеров 27 и 29 равно

« Nmax-Nj.

и следовательно, определ етс  величиной напр жени  на входе устройства , т. е. величиной измер емого па; .

Запись на магнитофонт;1й носитель знакопеременного напр жени  посто н ной частоты, определ емого величиной

измер емого параметра, позвол ет улуишнть метрологические характеристики схемы на низких частотах преобразовани , т. при малых измер емых сигналах, вызванных искажением формы записывае1 мх сигналов из-за неравноморности чайтотной характеристики магнитофона.

суг/юла пулдс

tAyguM6/

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО КАРОТАЖА, содержащее стабилизатор напряжения, генератор управляющих противофазных напряжений, два блока гальванической развязки, задающий' стабилизатор тока, токовый переключатель, токовые электрода, измерительные электроды, соединенные с компенсатором поляризации, последовательно соединенным с измерительным преобразователем напряжения и сглаживающим фильтром,'-два регистратора,' усилитель постоянного напряжения, интегратор напряжения, ключевой элемент, генератор двух стабильных’ частот, первый формирователь импульсов, первый, второй и третий триггеры, первый логический элемент И, при этом первый выход стабилизатора напряжения соединен с задающим стабилизатором тока, второй - с генератором управляющих противофазных напряжений , выход задающего стабилизатора ioKa соединен с входом токового переключателя, выходы котррого соединены с токовыми электродами, два выхода генератора управляющих противофазных .напряжений . соединены с бло ками гальванической развязки, первые выходы которых подсоединены к токовому переключателю, а вторые - к измерительному преобразователю.напряжения, вход усилителя постоянного напряжения соединен с выходом сглаживающего фильтра, а первый выход усилителя постоянного напряжения соединен с входом первого регистратора, второй выход - с входом интеграиопа напряженияj который через ключевой элемент соединен с третьим выходом стабилизатора напряжения, выход интегратора напряжения соединен с D -входом первого триггера, С-вход которого соединен с высокочастотным выходом генератора двух, стабильных частот,Q -выход первого триггера ;соединен с первым входом первого jлогического элемента И, a Q -выход с управляющим входом ключевого элемента, низкочастотный выход генератора двух стабильных частот сое.динен с входом первого формирователя ¹ импульсов и через него с R-входом ^третьего триггера, а вход генератора двух стабильных частот соединен с • (? -выходом, третьего триггера,Q -выход которого соединен с вторым входом первого логического элемента И, а С-вход является входом сигнала Импульс глубины, отличающееся .тем, что, с целью повышения точности регистрации слабых сигналов путем осуществления записи на магнитный носитель сигналов с постоянной частотой, в него введены второй и третий логические элементы И, счетчик импульсов; делитель частоты на 4, второй формирователь импульсов, четвертый и пятый триггеры, логический элемент ИЛИ, логический элемент НЕ, причем входа второго логического элемента И соединены соответственно с выходом первого логического элемента И и Q -выходом четвеотого

   SU „1065805 триггера,а выход его - сС-входом счетчика импульсов, между выходом и Я -входом которого включен второй формирователь импульсов,, входы третьего логического элемента И соединены соответственно с выходом делителя частоты на 4 ,С-вход которого подсоединен с высочастотному выходу генератора двух стабильных частот,и с ^--выходом второго триггера, С -вход которого подсоединен кй -входу третьего триггера, Л -вход - к источнику питания; а выход третьего логического элемента И соединен с С -входами четвертого и пятого триггеров, причемR-входы второго и четвертого триггеров подсое единены к выходу второго формирователя импульсов, a R -вход пятого триггера подсоединен через логический элемент ИЛИ кQ -входу четвертого триггера и через тот же логический элемент ИЛИ и логический элемент НЕ к выходу второго формирователя импульсов, D -входы четвертого и пя- того триггеров подсоединены соответственно к своим Q -выходам, а их

   9 -выходы подключены к входу второго регистратора.