Устройство для наблюдения объектов в оптически непрозрачных средах Советский патент 1984 года по МПК H04N7/18 H04N9/535 

1 Изобретение относится к радиотех нике и может быть использовано в дефектоскопии, гидроакустике, радио локации и геофизических исследовани скважин при наблюдении объектов в о тически непрозрачных средах с помощью естественных и искусственных физических полей. Известно устройство для наблюдения объектов в оптически непрозрачных средах, содержащее скважиннный прибор, последовательно соединенные ультразвуковой совмещенный преобраз ват-ель, импульсный генератор, усили тель отраженных сигналов, детектор, синхронизатор и электропривод для вращения преобразователя и наземный регистратор, включающий видеоусилитель, генератор строчной развертки, блок электронно-лучевого индикатора и расположенную перед ним фотокамеру. Данное устройство осуществляет зондирование стенки скважины импуль сами высокочастотных ультразвуковых колебаний при вращении преобразователя вокруг оси скважины и одновременном перемещении его по глубине. Отраженные от стенки колебания прео разуются в электрические импульсы, детектируются и передаются в наземный регистратор. На экране блока электронно-лучевого индикатора синхронно с вращением преобразователя осуществляется строчная развертка электронного луча и формируется изображение, яркост ь которого пропорциональна амплитуде отраженных от стенки сигналов. Фотокамера, расположенная перед экраном индикатора, осуществляет синхронную с дви жением зонда по скважине протяжку фотоленты, на которую проецируется изображение светящейся строки, и, таким образом, регистрируется ультразвуковая фотография стенки скважи ны в определенном масштабе lj . Недостатком данного устройства является большое число градаций получаемой черно-белой фотографии,что не позволяет уверенно расчленят породы, имеющие близкие акустически свойства. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для наблюдения объектов в оптически непрозрачных средах, со держащее электроакустический зонд. 55 соеДинеиньй через канал связи и формирователь с входом-видеоусилителя, через формирователь импульса подсвета и блок делителя с тремя катодами блока трехцветного электроннолучевого индикатора, перед экраном Которого размещена фотокамера, а отклоняющая система соединена с выходом генератора строчной развертки, вход которого соединен с вторым выходом формирователя, при этом выход видеоусилителя соединен с выходом первого из четырех последовательно соединенных блоков задержки, выходы второго, третьего и четвертого блоков задерж- ки соответственно соединены с тремя модуляторами блока трехлучевогоэлектронно-лучевого индикатора. В каждом цикле зондирования проис.ходит последовательное отпирание прожекторов индикатора на равные промежутки времени. В зависимости от времени прихода отраженного сигнала, определяемого конфигурацией ствола скважины, импульс подсвета, длительность которого равна длительности открывания каждого прожектора, может : попасть или на один, или на два прожектора и подсветит точку на экране индикатора или одним, или двумя цветами с длительностью подсвета каждого цвета, определяемой временным положением импульса подсвета и. импульсов отпирания прожекторов, а результирующий цвет на фотопленке определяется по закону аддитивного сложения цветов 2j . Недостатком данного устройства является невозможность наблюдения в цвете амплитуды видеосигналов, что ограничивает точность определения характеристик исследуемых объектов . В то же время дифференциальная чувствительность глаза в цвете значительно превьшает диффе:ренциальную чувствительность при черно-белом наблюдении. Цель изобретения - повышение точности наблюдения.. Цель достигается тем, что.в устройство для наблюдения объектов в оптически непрозрачных средах, содеращее электроакустический зонд, соединенный через канал связи с входом формирователя, к первому .выходу, которого подключен блок развертки,выод которого соединен с отклоняющейся системой блока трехцветного электронно-лучевого индикатора, пе|ред экраном которого размещена фотокамера, к второму выходу формирователя подключен видеоусилитель, причем три катода блока,трехцветного элект- ,5 ронно-лучевого индикатора соединены через блока делителя с выходом фор- мирователя импульса -подсвета, а три модулятора соответственно соединены с выхЬдами трех последовательно сое- 10 диненных блоков задержки, при этом выход первого блока задержки соединен с входом третьего блока задержки через второй блок задержки, между выходом видеоусилителя и входом форма- 15

рователя импульса подсвета введены последовательно соединенные формирователь импульсов и широтно- импульсный преобразователь, причем выход широтно-импульсного преобразователя 20 подключен к входу первого блока задержки.

На фиг, 1 изображена структурная электрическая схема устройства для визуализации объектов в оптически 25 непрозрачных средах; на фиг. 2 - време.нные диаграммы работы устройства. Устройство содержит электроа1 устический зонд 1, канал 2 связи, формирователь 3, блок 4 развертки, блок зо 5 трехцветного электронно-лучевого индикатора, видеоусилитель 6, формирователь 7 импульсов широтно-импульсный преобразователь 8, формирователь 9 импульсов подсвета, блок 10 делите- , ля, первый, второй и третий блоки 11-13 задержки и фотокамеру 14. Устройство работает следующим . образом. .

Из электроакустического зонда 1 О по каналу 2 связи на вход формирователя 3 поступают вид,еосигналы, соответствующие отраженными от стендк скважины акустическим импульсам (фиг.2а) и синхроимпульсы (СИ) полных оборо- 5 тов преобразователя вокруг оси зонда (фиг. 26). СИ запускают блок 4 развертки, нагруженный на отклоняющуюся систему блока 5. Блок 4 осуществляет строчную развертку электронных лучей 50 по экрану электронно-лучевого индикатора, синхронную с вращением преобразователя в электроакустическом зонде 1 таким образом, что одна строка на экране индикатора соответствует одному 55 полному обороту преобразователя. Усиленные видеоусилителем 6 видеосиг- ,. налы поступают на вход формирователя

7импульсов, который на каждый приходящий видеосигнал генерирует прямоугольный импуо1ьс постоянной длительности с амапитудой, равной- амплитуде видеосигнала (фиг. 2в). С выхода формирователи 7 нормализованные по длительности прямоугольные импульсы поступают на вход широтно-импульсного преобразователя 8, формирующего из каждого входного импульса с постоянной длительностью и переменной амплитудой импульс с постоянной амплитудой и переменной длительностью, пропор-. циональной амплитуде видеосигнала (фиг. 2г). Выходной-сигнал широтноимпульсного преобразователя 8 фронтом запускает первый блок 11 задержки. С выходов всех трех блоков 11-13 на соответствующие модуляторы блока

5 поступают задержанные и последовательно расположенные во времени прямоугольные импульсы равной амплитуды

(фиг. 2д,е,ж) и тем самым поочередно открывают красный, синий и эеленый прожекторы блока 5 на равные промежутки времени. Спад импульса

щиротно-импульсного преобразователя

8запускает формирователь 9 импульсов подсвета, вьщающий прямоугольный импульс с длительностью, равной длительности импульсов первого, второго и третьего блоков 11-13 (фиг. 2з). 3foT импульс через блок 10 делителя поступает на три катода блока 5 для подсвета точки экрана индикатора с постоянной яркостью, пропорциональной амплитуде импульса подсвета, и цветом, определяемым временным поло- жением импульса подсвета, относительно импульсов открывания красного, синего и зеленого прожекторов

по закону аддитивного сложения цветов. Коэффициенты деления импульса подсвета на блоке -10 делителя | устанавливаются в соответствии с характеристиками красного, синего и зеленого лиминофоров таким образом, чтобы яркость свечения экрана каждым цветом была одинаковой. Максимальная длительность широтно-модулированного импульса устанавливается равной двойной длительности импульса формирователя 9. Тогда, в зависимости от амплитуды видеосигнала, цвет свечения экрана изменяется, например., от красного (при минимальном видеосигнале), до синего (при максимальном видеосигнале) через промежуточные цвета при промежуточных значениях величины видеосигнала. При наблщдении изображений объектов с помощью других физических полей, например при наблюдении дефек тов обсадных колонн с помощью постоянного магнитного поля колонны, когда сигналы датчика являются квази постоянными (фиг. 2и) формирователь 3 формирует из поступающих на его вход квазипостоянных сигналов от магниточувствительного датчика импульсные сигналы с амплитудой, равной текущему значению амплитуды кваз постоянных сигналов (фиг. 2к), которые обрабатываются аналогично видеосигналам при импульсном.зондировании. Фотокамера 14 осуществляет фотографирование экрана блока 5. Путем : непрерывной протяжки фотоленты в определенном масштабе с движением зонда по скважине на фотоленте формируется непрерывное представление поверхности стенки скважины, на ко- . тором изменение амплитуды отраженных от нее импульсов выражается изменением цвета соответствующего участка фотографии. Таким образом, .включение формирователя импульсов и щиротно-импульсного преобразователя позволяет повысить точность наблюдения.

J-L

Н

HJ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАБЛЮДЕНИЯ ОБЪЕКТОВ В ОПТИЧЕСКИ НЕПРОЗРАЧНЫХ СРЕДАХ, содержащее электроакустичес- кий зонд, соединенный через канал связи с входом формирователя, к первому выходу которого подключен блок развертки, выход которого соединен с отклоняющей системой блока трехцветного электронно-лучевого индикатора, перед экраном которого размещена фотокамера, а к второму выходу формирователя подключен видеоусилитель, причем три катода блока трехцветного электронно-лучевого индикатора соединены через блок делителя с выходом формирователя импульса подсвета, а три модулятора соответственно соеди-нены с выходами трех последователь- но соединенных блоков задержки, при этом выход первого блока задержки соединен с входом третьего блока задержки через второй блок задержки, отличающееся тем, что, 9 с целью повышения точности наблюдения, между вьпсодом видеоусилителя и входом формирователя импульса подсвета введены последовательно соединенные формирователь импульсов § и широтно-импульсный преобразователь, причем выход широтно-импульсного преобразователя подключен, к входу первого блока задержки. О ND О сд ш

n

П

Ф«в.2

п

п

Л

п