SU1244295A1 - Apparatus for measuring azimuth angle - Google Patents

Apparatus for measuring azimuth angle Download PDF

Info

Publication number
SU1244295A1
SU1244295A1 SU853849345A SU3849345A SU1244295A1 SU 1244295 A1 SU1244295 A1 SU 1244295A1 SU 853849345 A SU853849345 A SU 853849345A SU 3849345 A SU3849345 A SU 3849345A SU 1244295 A1 SU1244295 A1 SU 1244295A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
disk
prism
mirrored
photodetectors
photodetector
Prior art date
Application number
SU853849345A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Николаевич Шиляев
Владимир Баянович Шрамек
Станислав Александрович Тюрин
Александр Павлович Колесников
Original Assignee
Ижевский механический институт
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ижевский механический институт filed Critical Ижевский механический институт
Priority to SU853849345A priority Critical patent/SU1244295A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1244295A1 publication Critical patent/SU1244295A1/en

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

Изобретение относитс  к геологоразведочной технике и может быть использовано дл  измерени  азимутальных углов буровых скважин.The invention relates to exploration techniques and can be used to measure the azimuthal angles of boreholes.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерений.The aim of the invention is to improve the measurement accuracy.

На фиг. 1 изображено устройство, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.FIG. 1 shows the device section; in fig. 2 shows section A-A in FIG. one.

Устройство содержит корпус 1, внутри которого расположен источник 2 света, оптически св занный с одной стороны через конденсатор 3, отражатель 4 и диафрагму 5 с зеркальной многогранной призмой 6, а с другой стороны через конденсатор 7, отражатель 8 и диафрагму 9 - с непрозрачным диском 10., Зеркальна  многогранна  призма 6 жестко св зана с диском 10 и оптически св зана с позиционно-чувствительным фотоприемником 11. Диск 10 жестко св зан с магнитной стрелкой 12. На поверхности диска 10 выполнены кольцевые щели 13, заполненные прозрачным материалом, плотность которого равна плотности материала диска. Кольцевые щели оптически св заны с диафрагмами 9 и фотоприемниками 14. Каждой грани зеркальной призмы 6 на диске 10 соответствует сектор, который представл ет собой часть диска 10 между двум  соседними радиусами , проведенными из центра диска 10 через точку пересечени  двух соседних ребер призмы 6. Каждому сектору соответствует сво  комбинаци  кольцевых щелей 13, т. е. их количество и положение. На фиг. 1 показан вариант с шестигранной зеркальной призмой 6, т. е. диск 10 разделен на 6 секторов с углом в вершине 60°. Кольцевые щели 13 выполнены на радиусах Ri, R2, Ra. Каждому сектору соответствует сво  комбинаци  кольцевых щелей 13, так в одном секторе выполнена одна щель на радиусе Ri, в другом одна на радиусе R2, в третьем две на радиусах RI и Ra и т. д. Позиционно-чувствитель- ный фотоприемник расположен по отноще- нию к диафрагме 5 таким образом, чтобы луч из диафрагмы 5, отраженный от одной из граней зеркальной призмы 6, при повороте призмы на угол 360°/п, где п - количество граней призмы, непрерывно перемещалс  по чувствительной площадке позиционно- чувствительного фотоприемника 11 и проходил путь, равный длине чувствительной площадки. Это возможно, когда радиус, проведенный через центр диафрагмы 5, делит чувствительную площадку фотоприемника 11 на две равные части. Фотоприемники 11 и 14 электрически соединены с регистратором 15.The device includes a housing 1, inside of which a source of light 2 is located, which is optically coupled on one side through a capacitor 3, a reflector 4 and a diaphragm 5 to a mirror many-sided prism 6, and on the other hand through a condenser 7, a reflector 8 and a diaphragm 9 on an opaque disk 10. A mirrored multifaceted prism 6 is rigidly connected to the disk 10 and optically connected to a position-sensitive photodetector 11. The disk 10 is rigidly connected to the magnetic arrow 12. On the surface of the disk 10 there are annular slots 13 filled with a transparent material, pl The ratio of which is equal to the density of the disk material. The annular slits are optically connected to the diaphragms 9 and the photodetectors 14. Each face of the mirror prism 6 on the disk 10 corresponds to a sector, which is a part of the disk 10 between two adjacent radii drawn from the center of the disk 10 through the intersection point of two adjacent edges of the prism 6. Each the sector corresponds to its combination of annular slots 13, i.e., their number and position. FIG. 1 shows a variant with a six-sided mirror prism 6, i.e. the disk 10 is divided into 6 sectors with an angle at the apex of 60 °. The annular gap 13 is made on the radii Ri, R2, Ra. Each sector has its own combination of annular slots 13, so in one sector one slot is made at radius Ri, in the other one at radius R2, in the third two at radii RI and Ra, etc. The position-sensitive photodetector is positioned relative to diaphragm 5 in such a way that the beam from diaphragm 5, reflected from one of the faces of mirror prism 6, rotates the prism through 360 ° / n, where n is the number of faces of the prism, continuously moving along the sensitive area of the position sensitive photodetector 11 and passed a path equal to the length e sensitive area. This is possible when the radius drawn through the center of the diaphragm 5 divides the sensitive area of the photodetector 11 into two equal parts. Photodetectors 11 and 14 are electrically connected to the recorder 15.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Световой поток от источника 2 света, пройд  через конденсоры 7 и 3, отражаетс  от отражателей 4 и 8, а затем, пройд  через диафрагмы 5 и 9, образует световые лучи. Луч света из диафрагмы 5 поступает на одну из зеркальных граней призмы 6, отразившись от которой попадает на чувствительную пло- шадку позиционно-чувствительного фотоThe light flux from the light source 2, passing through the condensers 7 and 3, is reflected from the reflectors 4 and 8, and then, passing through the diaphragms 5 and 9, forms light rays. A beam of light from the diaphragm 5 enters one of the mirror faces of the prism 6, reflecting from which it hits the sensitive pad of the position-sensitive photo.

приемника 11 в точке, положение которой определ етс  углом разворота зеркальной грани призмы б относительно фотоприем- ника 11. Угол, под которым располагаетс receiver 11 at the point whose position is determined by the angle of rotation of the mirror face of the prism b relative to the photodetector 11. The angle at which

зеркальна  грань призмы 6 по отношению к фотоприемнику И, зависит от положени  диска 10, ориентируемого магнитной стрелкой 12. Лучи света из диафрагм 9 попадают на непрозрачный диск 10 и в зависимости от комбинации кольцевых кодовых щелей 13mirrored the prism 6 with respect to the photodetector I, depends on the position of the disk 10 oriented by the magnetic arrow 12. The rays of light from the diaphragms 9 fall on an opaque disk 10 and depending on the combination of ring code slots 13

поступают на тот или другой фотоприемник 14.arrive at one or another photodetector 14.

При изменении положени  объекта, азимут которого необходимо определить, устройство , корпус 1 которого св зан с объектом , тоже измен ет свое положение. Магнитна  стрелка 12 ориентирует диск 10 и жестко св занную с ним зеркальную призму 6. При этом луч света из диафрагмы 5 измен ет свое положение относительно фотоприемника 11 за счет изменени  положени  зеркальной грани призмы 6, и соответствующим образом измен етс  электрический сигнал с фотоприемника 11, величина которого зависит от места падени  светового луча на чувствительную площадку фотоприемника 11 (этот сигнал несет информацию об изменении азимутального угла). Фотоприемники 14, которые выдают информацию вида «Да-нет («Да - фотоприемник освещен, «Нет - фотоприемник не освещен), за счет разных комбинаций кодовых щелей 13 дают информацию о том, кака  из зеркальных граней призмы находитс  в данный момент в оптической св зи с фотоприемником 11, так как с помощью многогранной призмы 6 весь диапазон измер емых углов разделен на поддиапазоны , в которых измерение ведетс When the position of the object changes, the azimuth of which is to be determined, the device, the case 1 of which is associated with the object, also changes its position. The magnetic arrow 12 orients the disk 10 and the mirror prism 6 rigidly connected with it. At the same time, the light beam from the diaphragm 5 changes its position relative to the photodetector 11 by changing the position of the mirror face of the prism 6, and the electrical signal from the photodetector 11 changes accordingly, the value of which depends on the place where the light beam falls on the sensitive area of the photodetector 11 (this signal carries information about the change in the azimuth angle). Photodetectors 14, which provide information like "Yes-no (" Yes - the photodetector is lit, "No - the photodetector is not illuminated), due to different combinations of code slots 13 give information about which of the mirror faces of the prism is currently in the optical z with a photodetector 11, since with the help of a multifaceted prism 6 the entire range of measured angles is divided into subranges in which measurement is conducted

от О до ф 360°/п, где п - число граней призмы, а ф - максимальный угол поддиапазона , то фотоприемники 14 несут информацию о том, в каком поддиапазоне ведетс  измерение. Электрические сигналы с фотоприемников 11 и 14 поступают на регистратор 15, где сигналы обрабатываютс .From O to φ 360 ° / n, where n is the number of faces of the prism, and φ is the maximum angle of the subrange, then the photodetectors 14 carry information on which subband the measurement takes. Electrical signals from the photodetectors 11 and 14 are fed to the recorder 15, where the signals are processed.

Например, п 6, т. е. имеетс  шесть поддиапазонов, в пределах которых угол измер етс  от О до 60°. Азимут объекта измен етс  от О до 80°, при этом луч светаFor example, clause 6, i.e., there are six subbands within which the angle is measured from 0 to 60 °. The object azimuth varies from O to 80 °, with the beam of light

на фотоприемнике 11 проходит всю чувствительную площадку, возвращаетс  в ее начало и описывает еще угол в 20°, а фотоприемник 11 выдает электрический сигнал, свидетельствующий о том, что измер емый угол равен 20°. При этом одна из зеркальныхon the photodetector 11, passes the entire sensitive area, returns to its beginning and describes another angle of 20 °, and the photodetector 11 generates an electrical signal indicating that the measured angle is equal to 20 °. At the same time one of the mirror

граней призмы 6, а именно та, котора  соответствует поддиапазону азимутальных углов О-60°, выходит из оптической св зи с фотоприемником 11, ее место занимает соседн   грань призмы 6, соответствующа  поддиапазону 60-120°. Так как каждой зеркальной грани призмы 6 соответствует сво  комбинаци  кольцевых кодовых щелей 13, то фотоприемники 14 дают информацию о том, в каком поддиапазоне ведетс  измерение.the faces of the prism 6, namely the one that corresponds to the azimuthal angle subband O-60 °, leaves the optical connection with the photodetector 11, its place is taken by the adjacent edge of the prism 6 corresponding to the 60-120 ° subrange. Since each mirror face of the prism 6 has its own combination of annular code slots 13, the photodetectors 14 provide information on which subband the measurement takes.

Фактический азимутальный угол при этом определ етс  какThe actual azimuth angle is then defined as

+ (п,-- 1)-ф, + (n, - 1) -f,

где в - истинное значение азимутальногоwhere in - the true value of the azimuth

угла;angle;

а. - величина угла по показани м фотодатчика П;but. - the angle value according to the readings of the photosensor P;

п,- номер поддиапазона, в котором ведетс  изменение;n is the number of the subband in which the change is made;

Ф - максимальна  величина изменени  измер емого параметра в пределах одного поддиапазона.Ф is the maximum value of the change of the measured parameter within one subband.

Применение изобретени  позвол ет повысить точность измерений.The application of the invention improves the accuracy of measurements.

1313

фиг.гfig.g

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АЗИМУТАЛЬНОГО УГЛА, содержащее корпус, внутри которого размещены источник света, диск из непрозрачного материала, жестко связанный с магнитной стрелкой, и фотоприемники, установленные над диском, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено зеркальной многогранной призмой, двумя оптическими парами конденсор— отражатель и позиционно-чувствительным фотоприемником, а на диске образованы сектора радиусами, проведенными из центра диска через ребра зеркальной многогранной призмы, и в пределах каждого сектора в диске выполнены кольцевые щели, заполненные прозрачным материалом, плотность которого равна плотности материала диска, при этом зеркальная многогранная призма жестко закреплена на центре диска, источник света размещен под призмой, а фотоприемники — напротив кольцевых щелей одного из секторов, причем оптические пары конденсор—отражатель установлены по разные стороны от источника света и одна из них имеет возможность оптического взаимодействия с фотоприемниками, а другая- — с зеркальной многогранной призмой и позиционно-чувствительным фотоприемником.DEVICE FOR MEASUREMENT OF AN AZIMUTAL ANGLE, comprising a housing inside which a light source, a disk of opaque material, rigidly connected with a magnetic arrow, and photodetectors mounted above the disk, characterized in that, in order to improve measurement accuracy, it is equipped with a mirrored polyhedral prism, two optical pairs of a condenser-reflector and a position-sensitive photodetector, and sectors with radii formed from the center of the disk through the edges of a mirrored polyhedral prism are formed on the disk and On each sector of the disk, annular slots are made filled with a transparent material, the density of which is equal to the density of the disk material, while the mirrored polyhedral prism is rigidly fixed to the center of the disk, the light source is placed under the prism, and photodetectors are opposite the ring slots of one of the sectors, and optical pairs a condenser-reflector is installed on different sides of the light source and one of them has the possibility of optical interaction with photodetectors, and the other with a mirrored polyhedral prism and position sensitive photodetector. фиг.1figure 1 SU „„1244295SU „„ 1244295
SU853849345A 1985-01-28 1985-01-28 Apparatus for measuring azimuth angle SU1244295A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853849345A SU1244295A1 (en) 1985-01-28 1985-01-28 Apparatus for measuring azimuth angle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853849345A SU1244295A1 (en) 1985-01-28 1985-01-28 Apparatus for measuring azimuth angle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1244295A1 true SU1244295A1 (en) 1986-07-15

Family

ID=21160570

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU853849345A SU1244295A1 (en) 1985-01-28 1985-01-28 Apparatus for measuring azimuth angle

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1244295A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 926260, кл. Е 21 В 47/022, 1980. Авторское свидетельство СССР № 605949, кл. Е 21 В 47/022, 1975. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5026985A (en) Method and apparatus for detecting a reference position of a rotating scale with two sensors
US3244895A (en) Shaft encoders
EP0096448B1 (en) Apparatus for determing angular displacements of an object
SU1244295A1 (en) Apparatus for measuring azimuth angle
US3496364A (en) Linear encoder having a fringe pattern produced by optical imaging
SU1244489A1 (en) Level indicator
SU1339241A2 (en) Apparatus for measuring azimuth angle
SU1269025A1 (en) Device for measuring rotational speed of shaft
SU679791A1 (en) Gauge for measuring relative angular position of objects
SU1411577A1 (en) Interferrometric device for measuring angular displacements of object
SU1269026A1 (en) Device for measuring irregularity of rotational speed
SU523376A1 (en) Autocollimation device
SU1640540A1 (en) Device for measuring radiation detector sensitive area dimensions
SU905636A1 (en) Photoelectric angle pickup
SU1251007A1 (en) Optical radar
SU1582039A1 (en) Device for determining position of focal plane of lens
RU2075727C1 (en) Method of measurement of angles of turn of several objects and device for its implementation
SU1073734A1 (en) Device for registering gravimeter sensing element position
SU1601563A1 (en) Device for measuring angular dependence of reflection factor of material
SU1649345A1 (en) Device for checking lens quality
SU1093892A1 (en) Light projection range finder
SU1113671A1 (en) Device for measuring angular displacements
SU1132147A1 (en) Laser displacement interferometer
SU787891A1 (en) Photoelectric autocollimation incline sensor
SU968603A1 (en) Linear displacement sensor