Устройство автостробирования сигналов акустического каротажа Советский патент 1985 года по МПК G01V1/52 

Изобретение относится к промысловой геофизике, в частности к аппаратуре акустического каротажа.

Вьделение первого вступления продольных волн является основной задачей акустического каротажа. Вьщлению сигнала препятствует наличие шумов самой разлихпой природы. Лля повышения надежности выделения волн используются и предлагаются самые различные способы и устройства.

Известно устройство, содержащее усилитель сигналов, пороговое устро :тво и стабилизатор частоты сбоев. Сигнал выделяется путем автоматичес кого регулирования порога срабатывания компаратора, при этом поддерживается порог выше уровня шумов ij

Устройство повышает надежность срабатьгоания по полезному сигналу, однако редко следующие импульсы помех могут вызывать единичные слои, ухудшающие точность изменений кинематических параметров акустического сигнала.

Известно также устройство для автоматической фиксации сигнала при акустическом каротаже, содержащее усилитель информационного сигнала, пороговое устройство, формирователь временных интервалов, инерционное звено, генератор строб-импульсов и формирователь управляющего напряжения. В инерционное звено входит генератор пилообразного напряжения, ограничитель длительности, триггер, одновибратор, компаратор и пиковый детектор. Автоматическая регулировка усиления сигнала повьш ает надеж ность выделения сигнала по порогу. Инерционное звено включает в себя элементы, предназначенные для автоматического слежения за первыми вступлениями. Передний фронт импульса с выхода компаратора формируется в момент равенства пилообразного напряжения и напряжения, поступающег с выхода пикового детектора. Передний фронт определяет начало стробирующего импульса. Окончание строб-импульса определяется длительностью одновибратора и ограничивает скорост перемещения стробирукицего импульса при резком уходе сигнала. Названные узлы и их взаимодействие повышают надежность фиксации первого вступления

Основной недостаток устройства в том, что слежения за сигналами в ближнем и дальнем каналах при акустическом каротаже не связаны, что ухудшает надежность вьщеления сигнала в дальнем канале.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство автостробирования сигналов акустического каротажа, включающее в себя узел синхронизации, генератор линейно изменяющегося напряжения (глин), узел вьщеления сигналов, два узла памяти с формирователями управляющих импульсов, формирователь стробирующих импульсов и: логический узел, при этом генератор линейно нарастающего напряжения подсоединен к узлу синхронизации и к формирователю стробирующих импульсов непосредственно и через узлы памяти, логический узел соединен с формирователем стробирующих импульсов, с узлом выделения сигнала, с узлом синхронизации и с формирователем управляющих импульсов узлов памяти.

Работу устройства определяет ГЛИН который запускается от узла синхронизации в момент излучения акустического импульса и вырабатьтает три смещенные по уровню, линейно нарастающие напряжения. Разница по уровню этих напряжений задает ширину стробимпульсов по ближнему и дальнему каналам. Эти напряжения определяют также времяположения блокирующих импульсов по обоим каналам, Времяположение стробирующего импульса по дальнему каналу связано со стробирую щим импульсом ближнего канала.

Преимущество этого устройства в том, что оно обеспечивает автоматическое стробирование сигналов с возможностью регулирования ширины стробимпульса, вплоть до слежения за выбранной фазой сигнала, а стробирование сигнала в дальнем канале связано с временным положением сигнала в ближнем канапе и не выходит за пределы реально возможного интервальног времени. Очевидно, чем меньше длительность строб-импульса, тем вьш1е помехоустойчивость устройства. Однак для данного устройства ширина стробимпульса должна быть не меньше длительности двух периодов сигнала, т.е когда в заданное окно попадают дватри импульса, выделенных по одноимен ным фазам сигнала. Это определяет ре жим автоматического поиска сигнала и слежение за ним. Однако в этом случа в окно ожидания сигнала может попадать помеха, нарушающая работу устройства Г23. Недостатком устройства является то, что при сокращении окна устройство переходит в режим слежения за фазой сигнала, и при случайном перес коке на вторую или третью фазу автоматически слежение не может возвратиться на первую фазу сигнала. Необходимо вмешательство оператора,. Целью изобретения является повышение помехоустойчивости устройства путем вьделения сигнала в автоматическом режиме поиска сигнала. Поставленная цель достигается тем что в устройство автостробировання сигналов акустического каротажа, содержащее узел синхронизации, генератор линейно изменяющегося напряжения, узел выделения сигналов, два узла памяти с формирователями управляющих импульсов, формировател стробирующих импульсов и логический узел, при зтом генератор линейно нарастакяцего напряжения подсоединен к узлу синхронизации и к формирователю стробирукяцих импульсов непосредственно и через узлы памяти, логический узел соединен с формиров телем стробиругацих импульсов, с узлом вьщеления сигнала, с узлом синхронизации и с формирователями управляющих имйульсов узлов памяти, дополнительно введены формирователь окн ожидания сигнала, элемент установки длительности периода и ширины окна, второй логический узел и два узла накопления сигналов, причем формиров атель окна ожвдания сигнала подсоедине к элементу установки длительности пер ода и ширины окна, к генератору линейно изменяклцегося напряжения, к узла памяти и к второму логическому узлу а последний соединен с узлом вьщеления сигнала, с узлом синхронизации и через узлы накопления сигнало с формирователями управляющих импул сов узлов памяти. Введение в устройство формирователя окна ожидания с элементом уста новки длительности периода и ширины 014 кна второго логического узла и вух узлов накопления сигналов позвояет установить предельно малую ширку строб-импульса, порядка 20-40 мкс и сформировать окно ожидания сигнала с длительностью порядка 10-30 мкс. Малые длительности строб-импульса и окна ожвдания обеспечивают высокую помехоустойчивость вьщеления первых вступлений волн, так как вероятность попадания помехи предельно мала. Кроме этого сигнал или помеха, попадающая в окно ожидания используется как управляющий сигнал только после трехпятикратного непрерывного появления в этом окне, что исключает срабатывание устройства по непериодическим сигналам, какими обычно являются помехи. Эти .отличия являются существенными, так как повьппают точность и надежность вьделения первых вступлений продольных волн при акустическом каротаже. На фиг.1 приведена функциональная схема устройства автостробирования сигналов акустического каротажа; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства. Устройство состоит из узла 1 синхронизации, генератора 2 линейно . изменяющегося напряжения (ГЛИН), узл 3 выделения сигналов, двух узлов 4 и 5 памяти, формирователя 6 стробирукяцих импульсов, логического узла 7, формирователей 8 и 9 управляющих импульсов, формирователя 10 окна ожидания с элементом 11 установки длительности периода и ширины окна, второго логического узла 12 с двух узлов 13 и 14 накопления сигналов. ГЛИН 2 подсоединен к узлу I синхронизации, к формирователю 6 стробирующих импульсов непосредственно и через узлы А и 5 памяти, а выходы последних соединены с формирователем 10 окна, логический узел 7 соединен с фop я poвaтeлeм 6 стробирующих импульсов, с узлом 3 сигнала, с торым логическим узлом 12, с узлом 1 синхронизации, и с формирователем 8 и 9 управляющих импульсов узлов 4 и 5 памяти. Фор№1роыатель 10 окна соединен с элементом 11 установки длительности периода, с ГЛИН 2 и через второй логический узел 12 - с накопителями 13 и 14 сигналов , а последние соединены с формирователя ми 8 и 9. Устройство работает следующим образом. Узел 1 синхронизации запускает ГЛИН 2 в момент излучения ультразву кового импульса. ГЛИН 2 вырабатывае несколько смещенных по времени лине но нарастающих напряжений 15 (15.1 15.5). При совпадении напряжений . 15.3 и 15.5 с напряжением 16 узла 4 (или 5) памяти формируется стробимпульс 17. Длительность стробимпульса 17 устанавливается меньше периода полезного сигнала 18, т.е. захватьтает только один импульс 19, сформированный вьщелителем 3 по отрицательной фазе (точ ка С) полезного сигнала 18. При тако строб-импульсе и выключенном формирователе 10 окна устройство работает в режиме слежения за фазой, в данном случае за второй фазой сигнала (точка С), Формирователь 10 окна совместно с вторым логи1еским узлом 1 2 формируют импульс 20 окна в моменты совпадения напряжений 15.1 и 15.2 с напряжением 16 узла 4(5) памяти. Регулируя смещение напряжений 15.1 и 15.2 устанавливают местоположение импульса 20 окна ожиданий сигнала. Середина окна устанавливается в момент возможного появления первой отрицательной фазы сигнала (точка В) 01 При совпадении импульсов 19 и 20 на выходе логического узла появляется импульс, который поступает в узел 13(14) накопления. В узлах 13 и 14 накопления задана определенная кратность, например три. Если сигнал В появляется в одном и том же месте три раза подряд, с выхода узла 13(14) накопления на формирователь 8(9) поступает импульс, который скачком перезаряжает узел 4(5) памяти до напряжения 21, и положение строб-импульса изменяется (2-2). В следующем такте посылки устройство уже следит за первой фазой (точка В), в временное положение окна ожидания 23 установится против точки А. Ширина импульса окна ожидания 23 определит время вероятного появления помех. При одиночных помехах узел 13(14) накопления не пропустит помеху, что обеспечит высокую помехоустойчивость устройства. Таким образом, введение новых узлов позволяет установить предельно малую ширину строб-импульса, порядка 20-40 МКС, что обеспечивает ежим слежения за фазой сигнала при втоматическом переходе устройства в ежим поиска первого вступления родольной волны. Экспериментальные испытания устойства показали его высокую поме

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛВТОСТРОБИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА, содержащее узел синхронизации, генератор линейно изменяющегося напряжения, узел вьзделения сигналов, дна узла памяти с формирователями управляющих импульсов, формирователь стробирукяцих импульсов и логический узел, при этом генератор линейно нарастающего напряжения подсоединен к узлу синхронизации и к формирователю стробирующих импульсов непосредственно и через узлы -памяти, логический узел соединен с формирователем стробирукщих импульсов, с узлом выделения сигнала, с узлом синхронизации и с формирователями управляющих иьтульсов узлов памяти, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости устройства, в него дополнительно введены формирователь окна ожидания сигнала, элемент установки длительности периода и ширины окна, второй логический узел и два узла накопления сигналов, причем О) формирователь окна ожидания сигнала подсоединен к элементу установки длительности периода и ширины окна, к генератору линейно изменяющегося напряжения, к узлам памяти и к второму логическому узлу, а последний соединен с узлом вьщепения сигнала, ел с узлом синхронизации и через узлы накоплений сигналов с формирователя sj №1 управлякхцих импульсов узлов памяти. ел