SU1163207A1 - Устройство дл измерени пористости пород - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОРИСТОСТИ ПОРОД, содержащее растровый электронный микроскоп, дискриминатор, генератор импульсов,анализатор и блок управлени , о тличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени , в него дополнительно введен синхронный Б -триггер, информационный вход которого соединен с выходом дискриминатора, тактовый вход подключен к выходу генератора импульсов и к тактовому входу анализатора ,, единичный, выход синхронного D -триггера соединен с инфор- мационньм входом анализатора, вход управлени  которого соединен с выходом формировани  пр мого хода луча растрового электронного микроскопа , вход блока управлени  подключен к выходу формировани  импульса запуска развертки растрового электронного микроскопа, выход видеосигнала которого подключен к (Л входу дискриминатора, а первый и второй выходы блока управлени  подключены соответственно к входам начальной установки и разрешени  измерени  анализатора.

Description

2, Устройство по п. 1, о т л ичающеес  тем, что анализатор содержит первый и второй счетчики импульсов, счетные входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго элементов И-НЕ первые входы которых соединены с тактовым входом анализатора , вторые ВХОДЫпервого и второго , элементов И-НЕ соединены с входом управлени  анализатора, третий вход второго элемента И-НЕ соединен с информационным входом анализатора , входы Сброс первого, и второго счетчиков импульсов соединены с входом начальной установки анализатора, входы разрешени  счета первого и второго счетчиков импульсов подключены к входу разрешени  измерени  анализатора, выход переполнени  первого счетчика импульсов соединет с входомзапрещени  счета второго счетчика импульсов , выход запрещени  счета которого соединен с входом запрещени  счета первого счетчика импульсов.

3.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что дискриминатор содержит компаратор, входы которого непосредственно и через интегрирующую цепь подключены к входу дискриминатора через истоковый повторитель, а выход компаратора соединен с выходом дискриминатора.

4.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что блок управлени  содержит одновибратор, пр мой и инверсньй выходы которого через соответственно формирователи импульсов Сброс и Пуск соединены соответственно с первым и вторым вькодами блока управлени , вход которого соединен с входом одновибратора .

1

Изобретение относитс  к области исследовани  пород-коллекторов, на нефть и газ и может быть использовано дл  определени  структурных характеристик пород, например измерени  пористости.

Известно устройство дл  измерени  пористости пород, содержащее растровый электронный микроскоп, фотоаппарат, микрофотометр и вычислитель U j

Недостатками указанного устройства  вл ютс  невозможность автоматизации процесса измерени  и низка точность измерени .

Наиболее близким к изобретению  вл етс  устройство, производ щее автоматическое измерение количественных характеристик микрочастиц, содержащее растровый электронный микроскоп, дискриминатор, генератор импульсов, анализатор, блок управлени , генераторы строчной и кадровой разверток, включенные между первым и вторым выходами блока управлени , состо щего из формировател  гас щих импульсов, и входами блока выборки зоны анализа

блок синхронизации, включенный между генератором импульсов и одним из входов анализатора, электроннолучевые трубки, подключенные к выходам первого и второго видеоусилителей , причем первьй вход первого видеоусилител  соединен с другим входом анализатора и с выходом ключа, первый вход которого соединен с выходом блока выборки зоны анализй и с первым входом второго видеоусилител , второй вход которого соединен с одним выходом сумматора, :другой выход которого через последовательно соединенную цепочку из усилител  и дискриминатора подключен к второму входу ключа, третий выход блока управлени  подключен к второму входу первого видеоусилител , четвертый и п тый выходы подключены соответственно к третьему входу второго видеоусилител  и к входу предусилител , причем входы сумматора через фильтр и

предусилитель подключены к выходу фотоэлектронного умножител , который подключен к растровому электронному микроскопу 2J.

Недостатком известного устройства  вл етс  низка  точность измерени  характеристик микрочастиц , поскольку при значени х видеосигнала , близких к его среднему значению, шумова  компонента видеосигнала может вызвать по вление на выходе дискриминатора ложных импульсов, которые воспринимаютс  анализатором как импульсы полезной информации.

Цель изобретени  - повышение точности измерени  пористости пород.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  измерени  пористости пород, содержащее растровый электронный микроскоп, дискриминатор, генератор импульсов , анализатор и блок управлени , дополнительно введен синхронный D.-триггер, информационный вход которого соединен с выходом дискриминатора , тактовый вход подключен к выходу генератора импульсов и к тактовому входу анализатора , единичный выход синхронного р -триггера соединен с информационным входом анализатора, вход управлени  которого соединен с выходом формировани  пр мого хода луча растрового электронного микроскопа , вход блока управлени  подключен к выходу формировани  импульса запуска развертки растрового электронного микроскопа, выход видеосигнала которого подключен к входу дискриминатора, а первый и второй выходы блока управлени  подключены соответственно к входам начальной установки и разрешени  измерени  анализатора.

При этом анализатор содержит первый и второй счетчики импульсов счетные входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго элементов И-НЕ, первые входы которых соединены с тактовьтм входом анализатора, вторые входы первого и второго элементов И-НЕ соединены с входом управлени  анализатора , третий вход второго элемента И-НЕ соединен с информационiным входом анализатора, входы Сброс первого и второго счетчико импульсов соединены с входом начальной установки анализатора, входы разрешени  счета первого и

второго счетчиков импульсов подключены к входу разрешени  измерени  анализатора, выход переполнени  первого счетчика импульсов соединен с входом запрещени  счета второго счетчика импульсов, выход запрещени  счета которого соединен с входом запрещени  счета первого счетчика импульсов.

Дискриминатор содержит компаратор , входы которого непосредственно и через интегрирующую цепь подключены к входу дискриминатора через истоковый повторитель, а выход ком5 паратора соединен с выходом дискриминатора .

Кроме того, блок управлени  содержит одновибратор, пр мой и инверсный выходы которого через соот0 ветственно формирователи импульсов Сброс и Пуск соединены соответственно с первым и вторым выходами блока управлени , вход которого соединен с входом одновибратора.

5

На чертеже представлена функциональна  схема предлагаемого устройства .

Устройство дл  измерени  пористости пород содержит дискриминатор 1, .

0 содержащий истоковый повторитель, состо щий из транзистора 2 и резисторов 3-6, интегрирующую цепь, состо щую из резисторов 7 и 8 и конденсаторов 9-11, компаратор, состо щий из транзисторов 12-14, резисторов 15-25, диодов 26 и 27, операционного усилител  28 и шин 29 и 30 положительного и отрицательного потенциалов источника напр жени ;

0 блок 31 управлени , содержащий одновибратор , состо щий из элементов И-НЕ 32 и 33, конденсатора 34 и резистора 35,. формирователь им-, пульсов Пуск, состо щий из тран5 зистора 36, резисторов 37 и 38 и конденсатора 39, формирователь импульсов Сброс, состо щий из транзистора 40, резисторов 41 и 42 и конденсатора 43, и шину 44 поло0 жительного потенциала источника напр жени J анализатор 45, состо щий из счетчиков 46 и 47 импульсов и элементов И-НЕ 48 и 49, синхронный D -триггер 50, генератор 51

5 импульсов и растровый электронный микроскоп (РЭМ, имеющий выход 52 видеосигнала, выход 53 формировани  пр мого хода луча и выход 54

формировани  импульса запуска развертки .

Устройство работает следующим образом.

Образец горной породы приклеивают токопровод пщм клеем к съемному предметному столику РЭМ и помещают в рабочую камеру вакуумного универсального поста, где методом термического распылени  на поверхность образца напыл ют сначала пленку углерода толщиной несколько дес тков ангстрем, затем пленку алюмини  толщиной несколько сот ангстрем.

Предметньй столик с препарированным образцом помещают в рабочую камеру РЭМ и вывод т РЭМ на рабочий режим. Устанавливаемое увеличение при этом определ етс  требовани ми конкретного исследовани .

При фотографировании нажатием кнопки Запуск развертки РЭМ вырабатывают импульс, запускающий на один период кадровую развертку РЭМ, в результате чего электронный луч начинает построчное сканирование по поверхности образца, т.е последовательное возвратнопоступательное перемещение по воображенным лини м (строкам) на квадрате наблюдаемой площадки образца, которые равноотсто т друг от друга и параллельны одной из сторон квадрата. Одновременно и по тому же закону уачинает движение луч на экране дл  фотографировани , формиру  растр изображени .

С началом сканировани  электронного луча видеосистема РЭМ формирует электрический видеосигнал, величина которого св зана с наклоном элементарной площадки поверхности образца в точке Нахождени  луча и поэтому характеризует рельеф образца.

С выхода, видеоусилител  РЭМ видесигнала , задающий  ркость в каждой точке построчно формируемого изображени  на экране РЭМ, поступает через истоковый повторитель на. интегрирующую цепь, котора  вьщел ет посто нную составл ющую видеосигнал

Компаратор осуществл ет сравнени видеосигнала с его посто нной состал ющей так, что, когда видеосигнал меньще посто нной составл ющей, на выходе компаратора сохран етс  вы6

сокий уровень напр жени  (логическа  1), когда видеосигнал больше посто нной составл ющей - низкий (логический О). Таким образом, производитс  дискриминирование видеосигнала по его посто нной составл ющей, благодар  чему вьщел ютс  участки образца, дл  которых видеосигнал меньше своей постонной составл ющей, что на изображении соответствует темным участкам (впадинам) с  ркостью меньше уровн  средней  ркости.

: Генератор 51 импульсов генерирует пр моугольные импульсы фиксированной частоты, котора  выбираетс  с там расчетом, чтобы на один период кадровой развертки (врем  сканировани ) приходилось 10 и более

импульсов генератора. Например, при периоде развертки 40 с частота генератора 30 кГц.

Логический сигнал с выхода дискриминатора 1 переписываетс  в синхровный В -триггер 50, синхронизируемый импульсами дискриминатора. При значени х видеосигнала, близких к его посто нной составл ющей, шумова  компонента видеосигнала может

вызвать ложное срабатывание компаратора и по влений на выходе дискриминатора 1 ложных импульсов, которые, попав в счетный канал анализатора 45, провод т к ошибке измерени .

Синхронный D -триггер 50 предотвра-, щает прохождение ложного сигнала, так как установка логического уровн  на выходе триггера по логическому уровню на входе р с выхода

дискриминатора 1 производитс  только по фронтам синхроимпульсов, а между фронтами значение сигнала на выходе триггера сохран етс . Логические сигналы с выходов D -триггера 50 и генератора 51 и с выхода 53 формировани  пр мого хода луча РЭМ поступают на входы элемента И-НЕ 49, благодар  чему импульсы генератора 51 проход т на выход

элемента И-НЕ 49 .только тогда, когда при пр мом ходе луча видеосигнал меньше своей посто нной составл ющей .

Параллельно логические сигналы

с выхода генератора 51 и с выхода 53 формировани  пр мого хода луча РЭМ поступают на входы элемента И-НЕ 48, благодар  чему

7

импульсы генератора 51 проход т на выход элемента И-НЕ 48 только при пр мом ходе луча,

Формируемый в РЭМ при фотографировании отрицательный импульс Запуск развертки подаетс  с его выхода 54 на вход блока 31 управлени , вырабатьГвающего команды Сброс и Пуск счетчиков 46 и 47 анализатора 45. В результате этого операции фотографировани  и измерени  совмещаютс . В исходном состо нии на выходе элемента И-НЕ 32 логический уровень нул , на выходе элемента И-НЕ 33 логический уровень единицы. Ио фронту отрицательного импульса Запуск развертки с РЭМ запускаетс  одновибратор. Он вырабатывает положительный импульс на выходе элемента И-НЕ 32 и отрицательный на выходе элемента И-НЕ 3 Им соответствуют отрицательный импульс на коллекторе транзистора 40 и положительный на коллекторе транзистора 36. Дифференцированием импульсов конденсаторами 43 и 39 выдел ют отрицательные импульсы-управлни  счетчиками, -приход щиес  на фронт (Сброс) и срез (Пуск), вырабатываемого одновибратором импульса . Таким образом, по сигналу Запуск развертки с РЭМ импульсом с выхода конденсатора 43 производ  сброс показаний счетчика 46 и св занного с ним счетчика 47, а спуст отрезок времени, равный длительности импульса одновибратора, импульсом с конденсатора 39 - пуск счетчика 46. и св занного с ним счетчика 47. С этого момента счетчики . открыты по счетным выходам. Счетчик 47 суммирует импульсы с выхода элемента И-НЕ 49.

632078

Счетчик -46 суммирует импульсы с выхода элемента И-НЕ.

Поскольку на один период кадровой развертки приходитс  более 10 5 импульсов генератора 51, заполнение счетчика 46 (емкость 10 импульсов) наступает до окончани  сканировани . При этом сигнал Переполнение с выхода счетчика 46 поступает на вход Стоп счетчика 47, останавлива  его, а с выхода Стоп счетчика 47на вход Стоп счетчика 46, также останавлива  его. Счет, начатый с нажатием кнопки Запуск развертки, прекращен.

Счетчик индицирует число импульсов генератора 51, выработанных за врем  измерени  при пр мом ходе луча , а счетчик 47 - ту их часть, что приходитс  на врем , когда видеосигнал меньше своей посто нной составл ющей . Так как развертка луча линейна (луч при пр мом ходе перемещаетс  с посто нной скоростью), то отношение этих показаний дает значение коэффициента пористости, определ емого как отношение площади участков изображени  более темных, чем уровень средней  ркости, ко всей площади изображени .

Поскольку счетчиком 46 набираетс  10 импульсов, то счетчик 47 сразу индицирует значение коэффициента пористости.

Изобретение позвол ет исключить ложные срабатьгаани  счетчиков анализатора , что повьшает точность измерени  пористости. Кроме того, так как в устройстве предусмотрено - совмещение процедур измерени  и фотографировани  и цифровой индикации измеренного значени  коэффициента пористости, повьшаетс  производительность измерений.

Claims (4)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОРИСТОСТИ ПОРОД, содержащее растровый электронный микроскоп, дискриминатор, генератор импульсов,анализатор и блок управления, о тличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него дополнительно введен синхронный Г-триггер, информационный вход которого соединен с выходом дискриминатора, тактовый вход подключен к выходу генератора импульсов и к тактовому входу анализатора^ единичный, выход синхронного D|-триггера соединен с информационным входом анализатора, вход управления которого соединен с выходом формирования прямого хода луча растрового электронного микроскопа, вход блока управления подключен к выходу формирования импульса запуска развертки растрового электронного микроскопа, выход видеосигнала которого подключен к входу дискриминатора, а первый и второй выходы блока управления подключены соответственно к входам начальной установки и разрешения измеренияанализатора.

I____

2. Устройство по π. 1, отличающееся тем, что анализатор содержит первый и второй счетчики импульсов, счетные входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго элементов И-НЕ, первые входы которых соединены с тактовым входом анализатора, вторые входы первого и второго. элементов И-НЕ соединены с входом управления анализатора, третий вход второго элемента И-НЕ соединен с информационным входом анализатора, входы Сброс первого, и второго счетчиков импульсов соединены с входом начальной установки анализатора, входы разрешения счета первого и второго счетчиков импульсов подключены к входу разрешения измерения анализатора, выход переполнения первого счетчика импульсов соединен с входом'запреще ния счета второго счетчика импульсов, выход запрещения счета которого соединен с входом запрещения счета первого счетчика импульсов.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дискриминатор содержит компаратор, входы которого непосредственно и через интегрирующую цепь подключены к входу дискриминатора через истоковый повторитель, а выход компаратора соединен с выходом дискриминатора.

4. Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что блок управления содержит одновибратор, прямой и инверсный выходы которого через соответственно формирователи импульсов Сброс и Пуск” соединены соответственно с первым и вторым выходами блока управления, вход которого соединен с входом одновибратора.