SU751972A1 - Устройство дл измерени механической скорости бурени - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к контролю малых скоростей вращени  и может быть .использовано дл  измерени  механической скорости бурени . Известны устройства содержащие импульсный датчик подачи, счетчики, цифровой индикатор 1, 2. Однако данные устройства имеют невысокое быстродействие, так как дл  вычислени  скорости бурени  необходимо за определенный .интервал времени наколить достаточно большое число импульсов от датчика подачи. Наиболее -близким по технической сущлости  вл етс  устройство, содержащее сельсиЕный датчик подачи 3. Однако данное устройство содержит большое количество механических движущихс  деталей, что снижает его надежйость , а наличие сельсинной передачи в индИКатОрном режиме приводит к возникновению дополнительных погрешностей. Целью изобретени   вл етс  упрощение устройства, повышение надежности и точности измерений. Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство снабжено генератором трехфазного пр моугольного напр жени , преобразователем фаза-код, последовательно соединенным и суммирующим счетчиком, клапаном переписи информации и вычитающим счетчиком, подключенным к регистрирующему блоку, причем выходы генератора трехфазного пр моугольного напр жени  подключены к входам трехлучевой обмотки сельсина и к одному из входов преобразовател  фаза--код, второй вход которого соединен с выходом -сельсина, а выход - со счетными входами суммирующего и вычитающего счетчика. При этом регистрирующий блок снабжен синхронизатором, один выход которого подключен к третьему входу преобразовател , а второй выход соединен с входом Сброса суммирующего счетчика и вторым входом «лапана переписи информации . Кроме того, регистрирующий блок снабжен генератором импульсов высокой частоты , ./ 5-триггером и логической схемой , к первому входу которой подключен генератор импульсов высокой частоты , к второму и третьему входам подключены соответственно пр мой и обратный выходы триггера, к четвертому входу -- выход преобразовател  фаза-код, а выход логической схемы 2И-ИЛИ подключен к счетному входу суммирующего счетчика i: через линию св зи к счетному входу вычитающего -счетчика, вход запуска которого соединен с 5-входо,м триггера, к -входу которого подключен выход сумм,ирующего счетчика   вход преобразовател  фаза-код.

На фиг. 1 и 2 -представлена блок-схема устройства.

Устройство содерж.ит датчик подачи с сельсином /, генератор 2 трехфазного пр моугольного сигнала, выходы которого подключены к входам трехлучевой обмотки сельсила, преобразователь 3 фаза-код, входы которого подключены к выходу однолучевой обмотки сельсина   одному из входов генератора. Устройство содержит также последовательно соединенные сумм«рующнй -счетчик 4, клапан 5 .переписи ннформадии , вычитающий счетчик 6 с произвольным модулем, цифровой «ндикатор 7, синхронизатор 5, первый выход которого соединен с входом запуска преобразовател  3, а второй с Н1ИНОЙ сброса счетчика 4 и управл юккм входом клапана 5, причем счетные в.ходы счетчиков 4 и 6 соединены с выходом преобразовател  , / 5-триггер 9, логическую схему 10 2И-ИЛИ, .первый зход которой подключен к выходу генератора /./, второй и третий входы - соответствеш-ю к пр мому к обратному выходам тр,игге,ра 9, четвертый - к выходу преобразовател  3, суммируюш,ий счетчи.к 4 по ,модулю /V, вход которого соединен с выходом схемы 10, а выход соединен с -входом триггера 9 и входом запуска 1преобразозател  3, двухпроводную л.инию св зи 12, цифро.вой индикатор 7, вычитающий счетчик 6 ло модулю N, .вход которого Через лз:нию св зи 12 подключен к выходу логической схемы 10, а выходы его разр дов подключены ,к входам цифро.вого нндикатора 7, нриче-м вход запуска соединен с 5-1входом тр.иггера 9 и через линию св зи - с входом сброса счетчика 6.

Устройство работает следующим образом .

Генератор 2 трехфазного пр моугольного сигнала возбуждает в сельсине прерывистое вращательное магнитное поле, которое .индуцирует в однолучевой обмотке сельсина / синусоидальный сигнал. Угол .поворота ротора сельсина пропорционален разности фаз в однолучевой обмотке .и о.дной из фаз трехлучевой, возникающий фазовый сдвиг преобразуетс  в унитарный код преобразователем 3. Датчик включен таким образом, что при углублении инструмента код фазового сдвига уменыщаетс .

Перед началом очеред«о.го такта измерени  в суммирующем счетчике 4 хранитс  Результат .измерени  положени  .инструмента , которое произведено ранее (). Сигналом второго выхода силх,ронизатора 8 по переднему |фронту .им-пульса производитс  перепись ,информа-цйи нз счетчика 4 в вычитающий счетчик 6, а по фронту сиада - устано.вка счетчика 4 в нулевое состо ние. Сигналом с первого выхода синХ|рО:Н.изатора запускаетс  преобразо.ватель 3. В счетчик 4

заноситс  .код текущего положени  .инструмента (Xi), а в вычитающем счетчике определ етс  разнида между предыдущим и текущим положением инструмента. Полученна  рвзница отображаетс  на .цифровом индикаторе в единицах скорости проходки, .например , м/ч. Счетчик 6, работающий ло модулю Л (где Л - -Ч.ИСЛО имлульсов, соответствующее полному обороту ротора сельсина ), .при выполнении операции зычита.ни  может работать в двух режимах. В первом случае когда текущее значение п.роходки x-i мекьще предыдущего (()), вычитание происходит без перехода через

модуль. Во втором случае, когда предыдущее значение Х;- проходки близко к нулю, а текущее близко, к N, т. е. за врем  измерени  ротор сельсргна пересек нулевое положенпе , сбо  в показани х не .наблю.даетс , так ,как в даннО|М случае от меньщего вычитаетс  большее.

При .этом в счетчике про.исходнт переход через .нулевое состо ние, после чего счет продолжаетс  с ч.исла . Результат вычитапи  в модульном счетчике и ,в данном случае равен разнице между положени .ми инструмента за врем  измерений.

Параметры устройства рассчитываютс  таки.м образо.м, что разница, вычисл ема 

в вычитающем счетчике, равна скорости прохо.дки в единице м/ч.

При .выполнении регистрирующего устройства в другом вар.ианте работа происходит следующим образом.

В начале очередного такта измерени  з

счетч,ике 7 хранитс  .код, соответствующий положению бурового инструмента в предыдущий момент измерени  (Xi- i). Триггер 9 находитс  в нулевом состо нии, запреща 

прохождение импульсов от генератора 4 через схему 10. Цреобразователь 3 в данный момент пе работает. ИМ.пульс запуска своим передним фронтом произ.во.дит сброс счетчика 6 в нулевое состо ние, а фронтом спада - уста.новку тр.иггера в единичное состо ние , тем самьш раз.реща  прохождение им1пульсов от генератора 11 через схему 10. Счетчики начинают подсчет импульсов, счетчик 6 - с нул , а -счетчик 4 - с кода

Счет про.изводитс  до тех прр, пока счетчик 4 не достигнет состо ни  Л, иосле чего он сбрасываетс  в нулевое сОСто ние и своим «мпульсом переполнени  осуществл ет сброс триггера 9 в нулевое состо .ние и запуск преобразовател  3. В данный момент Б счетчике 6 набран код дополнени  x,-i до Л, т. е. Л-Xi-i .

Claims (3)

1. После за.пуска преобразовател  .изморение про.изводитс  один раз. У.н.итар.ный код, соответствующий текущему положению Xi бурового инструмента, через схему .постуиает на счетчики - и 5. По окончании .измерени  .в счетчике 4 хранитс  результат текущего измер1еви  (Xi), а в счетчике 6 1про.исХОДИТ сложение по модулю N ранее набрандого дополнени  и Xi: Hi {N-Xi+i +х) mod Л . В случае, если за врем  А ,ротор сельсина не пересек нулевое положение, то (xf- -Х(|)0. Следовательно, Л+(х,-- -Xi-)N, а так как счетчик работает ио модулю Л , то в нем остаетс  число Нг Хг-Xi-i. Во втором случас, когда предыдущее из.мерение Xi i близко к .V, а текущее Хг - К .нулю, т. е. за врем  At ротор сельсина пересек нулевое состо ние, выполн етс  условие (Хг-Xi)Q. Поэтому N + (Xi-Xi- i)N, следовательно, в счетчике остаетс  число Hi N + Xi + Это и будет разность положений бурового инструмента за врем  Д/. Такое выполнение устройства дл  измерени  механической скорости бурени  повышает надежность и точность измерений. Устройство  вл етс  простым и удобным в работе. Устройство позвол ет бурильщику оперативно выбирать режимы бурени  дл  достижени  максимальной скорости бурени . Формула изобретени  1. Устройство дл  измерени  механической скорости бурени , содержащее датчик с сельсином и регистрирующий блок, о т л ичающее-с  тем, что, с целью упрощени , ловыщеии  надежности и точности измерени , оно снабжено гене1ратором трехфазкого пр моугольного напр жени , преобразователем фаза-код, последовательно соединенными суммирующим счетчиком, подключенным к регистрирующему блоку, причем выходы генератора трехфазного пр моугольного напр жени  подключены к входам трехлучевой обмотки сельсина и к одному из входов преобразовател  фаза- код, другой вход которого соединен с выходом сельсина, а выход - со счетными входами суммирующего и вычитающего счетчика . 2.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю ще е с   тем, что регистрирующий бло.к снабжен синхронизатором, один выход которого подключен к третьему входу преобразовател , а другой соединен с входом сброса суммирующего счетчика и вторым входом клапана переписи информации. 3.Устройство ио п. 1, о т л и ч а ю щ е ес   тем, что регистрирующий блок снабжен генератором импульсов высокой частоты, jRS-триггером и логической схемой 2И- ИЛР1, ,к первому входу которой подключен генератор импульсов высокой частоты, к второму и третьему входам подключены соответственно пр мой и обратный выходы триггера, к четвертому входу - выход преобразовател  фаза-код, а выход логической схемы 2И-ИЛИ подключен к счетному входу суммирующего счетчика и через линию св зи к счетному входу вычитающего счетчика, вход запуска которого соединен с 5-входом триггера, к / -входу которого подключен выход суммирующего счетчика и вход преобразовател  фаза- код. Источники информации, ирин тые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство LNo 471422, кл. Е 21 ,В 45/00, 1973.
2. 2.Авторское свидетельство К 471423, кл. Е 21 В 45/00, 1973.
3. 3.Авторское свидетельство № 340772, кл. Е 21 В 45/00, 1966 (прототип).

   Г