Устройство для возбуждения упругих колебаний в жидкой среде Советский патент 1985 года по МПК G01V1/02 

QO СО 00 2. Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что блок соотношения энергии содержит компаратор, два делителя напряжения и блок задержки, причем один вход компаратора соединен через делитель напряжения с основным емкостным накопителем энергии, а другой вход через, другой 118 31 делитель напряжения - с дополнительным емкостным накопителем энергии, выход компаратора соединен с одним из входов тиристорного ключа дополнительного накопителя энергии, а блок задержки - включен между тиристорными ключами основного и дополнительного .накопителей энергии.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ УПРУГИХ КОЛЕБАНИЙ В ЖИДКОЙ СРЕДЕ, содержащее излучатель, основной и дополнительный накопители энергии, выходы которых соединены с входами блока коммутации, о т л и ч а -ющ е е с я тем, что, с целью увеличения разрешающей способности при одновременном снижении энергетических затрат, в него введены блок измерения амплитуды тока, включенный между блоком коммутации и излучателем, блок преобразования амплитудных значений во временные, вход которого соединен с измерительным выходом блока измерения амплитуды тока, а выход - с управляющим входом блока ком§ мутации, и блок соотношения энергии, включенный между основным и дополни(Л тельным накопителями энергии.

Изобретение относится к геофизическим методам исследований, в частности к источникам преобразования энергии, использующим электрогидравлический эффект. Цель изобретения - увеличение раз решающей способности при одновременном снижении энергетических затрат. На фиг. t изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - функциональная схема блока соотношения энергии основного и дошолнительного накопителей энергии, на фиг. 3 т эпюры напряжений на основном и дополнительном накопителях энергии. Устройство (фиг, 1) содержит основной накопитель 1 энергии, соединенный с излучателем 2 через блок 3 коммутации и блок А измерения амплитуды тока, измерительный выход которого соединен с входом блока 5 преоб разования амплитудных значений во временные, выход которого соединен с управляющим входом блока 3 коммутации. Между основным 1 и дополнительным 6 накопителями энергии включен блок 7 соотношения энергий, Блок 7 соотношения энергий содер жит компаратор 8, входы которого подключены к вькодам первого 9 и второго 1 делителей напряжения, и элемент 11 (задержки. Основной накопитель 1 энер гии содержит основной емкостньй накопитель 12, вход которого через высоковольтный трансформатор 13 с выпрямителем подключен к выходу тиристорного ключа 14, Первый выход емкостного накопителя 12 соединен с первым входом блока 3 коммутации, втррой выход - с первым управляющим входом тиристорного ключа 14. Дополнительны накопитель энергии содержит дополнительный емкостный накопитель 15, вход которого через высоковольтньй трансформатор 16 с выпрямителем подключен к выходу тиристорного ключа 17. Первьй выход накопителя 15 соединен с вторым входом блока 3 коммутации, причем второй выход емкостного накопителя 15 соединен с управляющим входом делителя 10 напряжения, третий выход емкостного накопителя 12 соединен с управляющим входом дели-. теля 9 напряжения, второй управляющий вход тиристорного ключа 14, вход элемента 11 задержки и вход запуска блока-3 коммутации объединены и являются входом запуска устройства, выход элемента 11 задержки соединен с перBbw управляющим входом тиристорного ключа 17, на второй управляющий вход которого подключен выход компаратора 8. На фиг. 3 изображены графики напряжений на выходе основного накопителя 1 энергии (эпюра 18) и на выходе дополнительного накопителя 6 энергии (эпюра 19), сдвинутые во времени один относительно другого на время задержки. Устройство работает следующим образом. С момента, когда основной 1 и дополнительный 6 накопители энергии уже заряжены по команде от импульса запуска, доданного, на блок 3 коммутации, начинает разряжаться основной накопитель 1 энергии через блок 3 коммутации, блок 4 измерения амплитуды тока на электрогидравлический излучатель 2, где электрическая энергия преобразуется в упругие колебания. С блока 4 измерения амплитуды. тока амплитудное значение токового импульса разряда подается на

преобразователь 5 амплитудных значений во временные, на выходе которого вырабатьшается сигнал, длительность которого находится в прямой зависимости от амплитуды входного сигнала. Задним фронтом этого сигнала запускается .блок 3 коммутации, через который начинается разряд дополнительного накопителя 6 энергии на излучатель 2.

Известно, что период схлопывания парогазового пузыря при преобразовании энергии с использованием электрогидравлического эффекта зависит от энергии ( от амплитуды давления) в первом импульсе. В свою очередь амплитуда давления первого импульса хорошо коррелируетсяамплитудой токового импульса в цепи разряда. В проведенных исследованиях коэффициент корреляции между первой амплитудой импульса давления и амплитудой тока в цепи разряда составляет г 0,96. Эти положения дают основания определять время задержки включения на разряд через блок 3 коммутации дополнительного накопителя энергии относительно времени разряда основного накопителя 1 энергии по результатам измерения амплитуды тока (блок 4 измерения амплитуды тока) с дальнейшим преобразованием ее во временной интервал.

Разряд с дополнительного накопителя 6 энергии происходит в момент времени, соответствующий экстремальному значению волны разряжения, т.е моменту, когда кинематическая энергия растекающейся жидкости переходиТ в потенциальную, и этому усло;ВИЮ соответствует равенство давления внутри парогазового .пузьфя.гидростатическому давлению окружающей среды. В результате разряда электрогидравлический излучатель 2 развивает компенсирующее давление в па.рогазовой полости пузьфя, причем энергия, необходимая для компенсации давления в парогазовой полости пузыря, устанавливается в зависимости от энергии основного 1 накопителя энергии и составляет порядка 80%. Это соотношение устанавливается автоматически блоком 7 соотношения энергии.

Очередной импульс запуска вызывает следующий цикл разряда основ-

1839314

ного-1, ас некоторой задержкой и дополнительного 6 накопителей энер(гии через блок 3 коммутации, через (блок 4 измерения тока на электро5 гидравлический излучатель 2.

Этот же запуск поступает на тиристорный ключ 14 основного накопителя 1 энергии, а через элемент 11 задержки блока 7 соотноше0 ния энергий - на тиристорный ключ 17 дополнительного накопителя 6 энергии. От этой команды от высоковольтных трансформаторов 13 и 16 с выпрямителями начинают заряжаться 5 со сдвигом во времени () емкостные накопители 12 и 15 соответственно основного 1 и дополнительного 6 накопителей энергии. По достижении заданного напряжения на основном

20 емкостном 12.накопителе происходит его отключение. Команда на отключение поступает на вход тиристорного ключа 14 по цепи обратной связи от емкостного накопителя 12. Дополнительный емкостный накопитель 15 продолжает заряжаться. Когда напряжения, снимаемые с основного 12 и дополнительного 15 емкостных накопителей и поделенные в определенном соотношении делителями 9 и 10 напряжений блока 7 соотношения энергий, сравняются на компараторе 8, с последнего поступает команда на вход тиристорного ключа 17, который отключает емкостный накопитель 15 дополнительного накопителя 6 энергий.

Оба делителя 9 и 10 напряжений рассчитьшаются таким образом, чтобы напряжение, снимаемое с них, имело заданное соотношение, а следова- , и энергия на выходе основного 1 и дополнительного 6 накопителей

C,Ui

W,

W

где W , Wj, - энергия основного 1 и дополнительного 6 нак опител ей,

1 г емкости основного 12 и дополнительного 15 емкостных накопителей, и, Uj - напряжение на основном 12 и дополнительном 15 емкостных накопителей.

На фиг. 3 эпюры напряжений на 1основном емкостном накопителе 12

(эпюра 18) и на емкостном дополнительном накопителе 15 (эпюра 19)

сдвинуты во времени одна относительно другой на время ° эпюры поясняют процесс эаряда и сравнения

: напряжений на обоих емкостньк накопителях энергии.

Предлагаемое устройство для возбуждения упругих колебаний в жидкой среде по сравнениюс известнымобеспечивает более эффективное повышение отношения сигнал-помеха,так как повысилась точность определения временного момента включения для повторного разряда.