Гравиметр Советский патент 1984 года по МПК G01V7/02 

Изобретение относится к геофизике, а именно к гравиметрическим изм рениям в скважинах, и может быть применено в телеуправляемых гравиметрах. Известен гравиметр с автоматической компенсацией относительных изменений силы тяжести, содержащий счетчик оборотов, импульсньш датчик индикатор нуля5 источник питания, гравиметр, модулятор, усилитель, демодулятор, регулятор, мультивибра тор и ключи lj . Недостатками этого гравиметра яв ляются низкая и надел :мость при работе в условиях сейсмических помех. Наиболее близким к нзобретейию, по технической сущности является гр виметр, содержаний чувствительный элемент, датчик положения чувствительного элемента, блок стабилизаци среднего положения чувствительного элемента, блок управления, содержа щий первый и второй возвратные к.пюч блокировочный ключ, регулятор и дви гатель, импульсный датчик оборотов двухжильный кабель с броней, c -ierчик3 источник питания, причем чувст ви-тельный элемент с датчиком положения чувствителы-гого элемента и с двигателем, соединенным также с импульсным датчиком оборотс датчик папожения чувствительного элемента соединен с блоком стабилизации положения чувствительного эл Мента. выходы которого соединены с управляющими входа ш блока управления соединенного с землей и через вторую жилу кабеля - с плюсом ис точника питанияJ импульсный датчик оборотов соединен через первую жилу кабепя со счетчиком, а броня каббэля соединяет землю с минусом источтп ка питания 2 . Недостатком известного гравимет ра является низкая точность, обусловленная большой чувствительность к параметрическим возмущениям. Папример, увеличение нагрузки на вал двигателя при малых сигнанах на выходе датчика положения чувствительного элемента может привести к остановке двигателя в известных гр виметрах, так как степень открытия регулятора пропорциональна сигналу на выходе датчика . Использование больших коэффициентов усиления при 21 к репейному pe ia-iMy работы регулятора., что также увеличивает погрешность измерений. Лель изобретения - повышение точности. Укэзан} ая цель достигается тем, ЧТО гравиметр., содержапшй чувствитапьпый элемент,, датчик положетуня гуБствительпого элемента, блок ста-йьлизации среднего положения чус-гтпитс.пьного элемента, блок ynpai.if;/;i ;;:, с:о/|,ержащий первый и второй Бозпип -иые ключи, блокировоП-тый KJUCAI , р--:г лятор г1 двчгате.пь, импултзстп) {-атчик обо 5отов, ,пвухла-;льнь Й ктбель с броней,, CMei-qMK, источ-ик и1-;га;1;1я, чувствительнь1Й элемент с;оедииеи с датчиком положения Пвстт ите,;и,юго элемента и с двигателем, с:оел,инепным также с имиу.гт сл-илм дат-ГгГком оборотов, датч1 К .о.иоже;п;я чунс;твиTejibHoio o.nciNienTa сое;,инен с стабилизации поло/кен;тл j у во т лит ел ьмого элемента, выходы которого сае;тииены с упрашчя101дим1-т входами блока управления, соединенного с и черея вторую жилу кабеля с плюсом -СТочпика ;тз -ия, имлульс;иый датчик оборотсЕ сос;: И1теп че:рез ::С1единяет :- еь;яю с пусом источ;1ик.ч иита- ья, соде :-:клт нелилейный пргсбразоз.-п-ель. состоя нй из последоватнлыю сосд1-ие:;лых ко Г аратора и 1-пг:еграпра, n Jec6pa;кхпГТ- чь частот а-напряжение . при гггом первый вход тсомиаратора есединей с выходо -5 датчика положения чувствите.пы1ого элемента, а второй вход ко -11/аратора с.оедипен через преобоа- оователь ча-::11;.-та-1:а11.ряжение с выходом импульспого датчика оборотев На, чертеже ггредстан-лепа блок-ехема гравн1.етра. Грав1-шетр есдерж1-гт чувстситег-ьн;;1Й элемент 1 , датчик 2 гололсепкя чувстз ительнето элемента , блок 3 СГабилизаплм среднего положемт;; -/увствителького элемента, блок угф язлення., В1слючаю иий пе1ЭБЬ Й 5 и второй б возвратные ключи блокировочный 7 и регулятор 8, ,лБкгс-:)ель 9, импульсный 10 оборотов, счетчик 11, праобразователь 12 -тастота-напряжеь-ие, наиимейиый преобразователь 13, вкл :-:чг1ки.нй компаратор 14 и интегрсятор 15, жилы 16 и 17 кабрля, брошо 18 кабеля. ЧувстЕМтельный элемент 1 гравиметра связан с двигателем 9, соединенным с импульсным датчиком 10 оборотов, который соединен со счетчиком 11 первой жилой 16 кабеля, и через пре образователь 12 частота-напряжею1е соединен с первым входом компаратор 14, одновременно являющимся первым входом нелинейного преобразователя 13, второй вход которого связан с датчиком 2 положения чувствительног элемента. Выход компаратора 14 соед нен с входом интегратора 15, выход которого является выходом нелинейно го преобразователя 13 и соединен с управляюп|Им входом блбка 4 управления - первым входом регулятора 8. Двигатель 9 подключен к источник питания через возвраттз1е клгачи 5 и 6, а также через блокировочный ключ 7 и регулятор 8, второй вход которого и вход блокировочного ключа 7 являготсл yiipa входами блока 4управления и связаны с вторы ; выходом блока 3 стабтетизации среднего положения чувствительного элемента, первый выход которого связан с уг1равляю ;1,ими входами блока 4 у.1гравле п-1я - с входам возврат1;ых кл:очей 5и 6. Вход блока 3 стабилизатит сргдиего полсженм.ч чувствителы-ого элемента соединен с датчиком 2 поло жения чувствительного . Гравиметр работает следующем об- р; 13 ом, В исхад1 ом состоянии чувствитель иът элемент 1 находится в горизонтальном положении. Сигналы на обоих выходах блока 3 стабилизации средFiero положения чувствительного элемента отсутствуют. Ключи 5-7 и регу лятор 8 заперты, двигатель 9 не вращается. При увеличении силы тяжести на выходе Датчика 2 положения чувствительного элемента появляется напряжение положительной полярности что отмечается появлением сигнала на втором выходе блока- 3 стабилизации чувствительного элемента, который открывает ключ 7 и подготавливает к работе регулятор 8. Положительное напряжение иа втором входе ко.шгратора 14 изменяет уровень сигнала на его выходе с О на 1. Поло;кительное напряжение на выходе интегратора 15 способствует открывани о регулятора 8. Скорость двигат ля 9 увеличивается до момента вре562 4 меш, соответствующего равенству сигналов на обоих входах компарлтора 14. При превышении сигнала на первом входе компаратора относительно второго входа на его выходе имеется сигнал -1, резко уменьшающая степень открывания регулятора 8. При уменьпении скорости двигателя Н1гже заданной на выходе компаратора пояш яется сигнал +1, открывающий регулятор 8 и увеличивающий скорость вращения двигателя 9. Вращение двигателя 9 уменьшает ве,пичину сигнггла на выходе датчика 2 положения чувствительного элемента до нуля. На втором блока 3 стабилизации среднего попожепия чувствительного элемента вновь появляется сигнал О, двигатель 9 останавливается. Компаратор 14 возвращается в исходное состояние. Мнтегратор 15 возвращается в исходное состояние с некоторой задержкой, определяемой его постоянно времени. Таким образом, любые отклонения скорости вращения двигателя 9 от приводят к обратным M3Me4efni 4M степени открывания : регулятора 8, скооость вращения относителтлю уставки стаб г:из руется . В случае уменьшения силы тяжести на выходе д.атчпка 2 положения чувствительного элемента появляется сигнал отритдате.иытой полярности , приводящей к появлению сигнала 1 на первом вь1ходе блока 3 стабилизации среднего положения чувствителтзного элемента, открыв; л;(его возвратные ключи 5 и 6. Вран яие двигателя 9 с постоянной скоростью переводттт чувстп-.тслыый :1.;1еме1-- т 1 в сторону утяжелтенкя за счет времен1 ой задерлски сигнала Г на первом выходе блока 3 с-.-абилизахтии среднего положения чувствительного элемента после перехода горизонтального, положения. По окончани действия временной задержрси устройство перейдет в состояние, соответствующее плaвнo y подводу чувствительного элемента 1 в исхо/дное состояние. Отсчет числа оборотов вала двигателя 9 производит счетчик 11, связанный с импульсным датчиком 10 оборотов. Изобретение позволяет повысить точность измерений благодаря использованию нелинейного преобразователя и преобразователя частота-напряжение, позволяющих существенно уменьшить влияние параметрических возмущений.

t0-- --0„ JL

rPAIM-iMETP, содержащий чувствительный элемент, датчик положения чувствитепьного элемента, блок стабилизации среднего положения чувствительного элемента, блок yпpaвлeния содержащий первьй и второй вбзвратные ключи, блокировочный ключ, регулятор и двигатель, импульсный датчик оборотов, двухжильный кабель с броней, счетчик, источник питания, причем чувствительный элемент соединен с датчиком положения чувствительного элемента и с двигателем, coeAiiHeHHbiM также с импульсным датчиком оборотов, датчик папожения чувствительного элемента соединен с блоком стабилизации положения чувствительного элемента, выходы которого соединены с управляющим - входами блока управления, соединенного с землей и через BTopyio жилу кабеля - с плюсом источника питания, импульсный датчик оборотов соединен через первую жилу кабеля со счетчиком, а броня кабеля соединяет землю с ьмнусом источника питания, о т л и ч а ю щ и и с я тем,- что, с целью повышения точности, он содержит нелинейный преобразоваi тель,; состоящий из последовательно соединенных коьшаратора и интеграто-ра, преобразователь частота-напряжение, при этом первьй вход компаратора соединен с выходом датчика положения чувствительного элемента, а второй вход компаратора соединен через преобразователь частота-напря:-.ение с выходом импульсного датчика оборотов. insK . -Ч| СЛ -T