Устройство для измерения температуры Советский патент 1988 года по МПК G01K7/16 

(21) 4056584/2A-1Q .(22) 20.03.86 (46) 07.01.88. Бюл. 1 I

(71)Уфимский иефтяной институт

и Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических исследований геологоразведочных скважин

(72)Ю. Д. Коловертнов, Н. А. Ишин- баев, Е. С. Дамрин, Р. Н. Хамматов, М. Р. Сафаров, А. И. Ишемгужин,

А. М. Шакирова и А. А. Молчанов

(53)536.53(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР 615367, кл. G 01 К 7/16, 1978.

Авторское свидетельство СССР 1247679, кл. G 01 К 7/16, 1986.

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

(57)Изобретение относится к области термометрии, к дистанционному измерению температуры в глубоких и высокотемпературных скважинах. Цель изобретения - повышение точности измерений. Измерение производится в два

цикла. В определенный момент времени на выходе блока 3 управления вырабатывается сигнал, устанавливающий на выходе генератора I тока скачок тока амплитудой I. После окончания переходного процесса в линии связи на выходе генератора 1 тока появляется напряжение. В другие моменты времени производятся второе и третье измерения напряжения на выходе генератора 1 тока. После третьего измерения (когда зарядится конденсатор 14) по сигналу блока 3 управления на выходе генератйра I тока устанавливается нулевой уровень. В момент времени, когда конденсаторы 13 и 14 полностью разряжаются, на выходе генератора I тока устанавливается скачок тока отрицательной полярности амплитудой I, Во втором цикле измерения указанный процесс повторяется при амплитуде тока k . Напряжение на выходе генератора 1 тока в обоих циклах описывается математическим выражением. Конденсаторы 13 и 14 связаны соотношеии- Ij,- 1 ил.

rj

сл

:с

9д

1 СО О (О

1

Изобретение относится к термомет рии, например к дистанционному изме рению температуры в глубоких и высокотемпературных скважинах.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 тока, измерительный блок 2, блок 3 управления, линию связи, представленную обобщенной Т-образной схемой замещения для четырехполюсника 4, состоящую из ЭДС 5 и 6 (EJ., Eg) и эквивалентных резисторов 7-9 (Ву, R,,, Rg), диода 10, резистивного датчика 11 (Н„ ), образцового резистора 12 (R,J) и конденсаторов 13 и 14 (С, С 2).

Устройство работает следующим образом.

Измерение производится в два цикла. В момент времени t, на выходе блока 3 управления вырабатывается си нал, который устанавливает на выходе генератора 1 тока скачок тока амплитудой I. После окончания переходного процесса в линии связи, т.е. в момен времени t2, на выходе генератора тока появится напряжение

RTRe

и, - I R

RT +

R

в

1364909

зарядится конденсатор С. жение определяется так:

Это напряи.

10

20

+ Е.

(4)

После третьего измерения по сигналу блока 3 управления на выходе генератора 1 тока устанавливается нулевой уровень.

В момент времени t 2 t конденсаторы С( и С полностью разряжаются и на выходе генератора тока 1 по сигналу с блока 3 управления устанавливается скачок тока отрицательной полярности амплитудой I.

Напряжение на выходе генератора 1 тока в момент времени tj запишется в виде:

t

l{Rq + R,) +

g

HI

+E5.(5)

R, Щ втором цикле измерения указан

ный процесс повторяется при амплитуде тока, равной kl. Напряжение на выходе генератора 1 тока во втором цикле описывается как

+ Е

6 К, + R:

+ Е

RB Rj.

(2)

где HO - динамическое сопротивление диода f

В момент времени tj t + 10 R,, С, конденсатор С, зарядится, а напряжением на конденсаторе С можно прене- бречь согласно условию (1). В этот момент производится второе измерение напряжения на выходе генератора 1 тока

RT + (Re + R«;

M T

8 + г

+ E

8 R, -f Eg + R,,

+ E,

(3)

Третье измерение производится в момент t t J + 10 C,,R,j , когда

35

I

П klCR + « 5 kI(R R, + Hi

«.-TfT

(6)

и

kT(R + (« I R )

j R, + R: + R.

+ E,

J R, + R; + R,, R + p .

R, + R: -H R,

и

- kirR H- R(Rfl + R + R t) .

- R, + R; + R,, + pj

+ E.

R7

6R, + R + R,, + R,

(8)

55

Rt

и, :kl(,) Е,

+ Е.

(9)

Точное решение системы уравнений (9) относительно E, имеет вид:

RH

)( Уг-У,)(У} -У1 )

у;

u;t4 - и; i{k - 1)

(I, 4)

10 Формула изобретения

Устройство для измерения температуры, содержащее генератор тока, через линию связи подключеиньй к пос- 15 ледовательио соединенным диоду и термочувствительному резистору, параллельно которому включен первый конденсатор, выход генератора тока связан с входом измерительного блока, причем их управляклцие входы связаны с выходом блока управления, а также образцовый резистор, параллельно которому включен второй конденсатор, отличающееся тем, что,

и tj - tj производится в блоке 3 уп- 25 с целью повышения точности, образцо- равления путем подсчета импульсов. вый резистор включен последовательно Блок управления может быть выполнен с термочувствительным, а первый и в виде счетчика импульсов, питаемого второй конденсаторы связаны с,оотно- от генератора тактовых импульсов. шением 10 С, С.

Таким образом, в итоговое соотно шение не входят параметры линии связи ЕЯ, R я наводимые внешними стационарными полями, эквивалентные источники ЭДС, а также параметры диода (динамическое сопротивление и эквивалентная ЭДС), следовательно ре- 20 зультат измерения не зависит о.т влияния неинформативных величин в широком диапазоне их изменения.

Определение моментов времени

S

Измерительньш блок содержит в своем составе АЦП, запоминающее и арифметическое устройства,

„ Наиболее целесообразио выполнение блока 4 управления и измерительного 3 блока с использованием микропроцессора.

10 Формула изобретения