Устройство для измерения линейных размеров реверсивно-движущихся ферромагнитных изделий Советский патент 1988 года по МПК G01B7/04 

участка с нулевой намагниченностью происходит фазовый сдвиг сигнала на выходе феррозонда на 180, и, следовательно, последовательности импульсов, формируемых триггером Шмитта. В результате происходит совпадение этих импульсов с опорными. Эти импульсы суммируются в реверсивном счетчике. 2 ил.

Изобретение относится к промысловой геофизике. Цель изобретения - повышение точности и расширение скоростного диапазона измерений за счет исключения погрешностей и точного вьщеления момента перехода полярности метки на изделии через ноль. Посредством элемента 1 нанесения магнитных меток на изделие наносится магнитная метка. За точку отсчета при измерении перемещений принимается переход через ноль поперечной составляющей поля метки. Сигнал с выхода генератора 7 подмагничивания поступает на обмотку возбуждения феррозондов элементов 5 и 6. Если феррозонд дает выходной сигнал на второй гармонике тока подмагничива- ния, то сигнал с генератора 7 предварительно делится по частоте триггером 8. Одновременно сигнал с генератора 7 поступает на два формирователя импульсов укороченной длительности. За счет инвертирования сигнала подмагничивания инвертором 13 последовательности импульсов на выходе формирователей 11 и 12 смещены. Выходы с триггера 9 на управляющие входы мультиплексора 14 подобраны такими, что в каждый цикл измерений на вход мультиплексора поступает та из двух последовательностей опорных сигналов, которая не совпадает по фазе с выходным сигналом феррозонда. В момент прохождения мимо одного из элементов 5 или 6 воспроизведения i (Л 4 N5 СП 4ik СО

: Изобретение относится к промысло- 4ой геофизике, в особенности к изме- 1| ениям ферромагнитных изделий, по . которых судят о глубине скважи 4ы в процессе бурения.

Цель изобретения - повышение точ- и расширение скоростного диапа она измерений за счет исключения 1{(огрешности и точного вьщеления мо- lieHTa перехода полярности метки на 1 зделии через ноль. На фиг. 1 представлена функцио- 1 апьная схема устройства; на фиг.2а г| - диаграммы для одного феррозонда

Устройство содержит элемент 1 на- фсения магнитных меток, ключи 2 и 3, блок 4 электронной обработки, элементы 5 и 6 воспроизведения магнит- ньгх меток, генератор 7 подмагничи- вания, первый триггер 8, триггеры 9 и 10 Шмитта, формирователи 11 и 1Z импульсов, инвертор 13, мульти- nheKcop 14, второй триггер 15, эле- мрнты И 16 и 17, элемент ИЛИ 18, реверсивный счетчик 19, регистратор 20 и калибровочный блок 21.

Устройство работает следующим образом.

Посредством элемента 1 нанесения МАГНИТНЫХ меток, представляющего собой катушку соленоида, на измеряе- мфе изделие наносится продольная мйгнитная метка, для чего изделие (канат, кабель) пропускается через внутреннюю полость катушки. За точку отсчета при измерении перемещений щ инимается переход через ноль поперечной составляющей поля метки (фиг. 2, точка Т). Элементы 5 и 6 воспроизведения магнитных меток представляют собой магниточувствитель- нЫе активные элементы типа феррозондов, датчиков Холла и др., сигнал на которых меняет фазу при изменении направления магнитного поля, т.е.

при переходе через ноль вектора поперечной составляющей поля намагничивания. Для выделения этого перехода используется схема, содержащая . 5 элементы 11 - 13. Сигнал с выхода генератора 7 подмагиичивания поступает на обмотку возбуждения феррозондов элементов 5 и 6. Если феррозонд дает выходной сигнал на второй гар0 монике тока подмагничивания, то сигнал с генератора 7 предварительно делится по частоте триггером 8 (показан пунктиром). Одновременно сигнал с генератора поступает на два

S Идентичных формирователя импульсов укороченной длительности по амплитудным точкам сигнала подмагничивания. За счет инвертирования сигнала подмагничивания инвертором 13 последо0 вательности импульсов на выходе формирователей 1 1 и 12 смещены относительно друг друга на один полупериод (опорный сигнал). Выходы с триггера 9 на управляющие входы мультиплек5 сора 14 подобраны таким образом, что в каждый цикл измерений перемещений на вход мультиплексора поступает та из двух последовательностей опорных сигналов, которая не совпада0 ет по фазе с выходным сигналом феррозонда (фиг. 2в до точки Тц ).

Посредством триггеров 9 и 1U Шмитта формируется последовательность импульсов той же частоты. На фиг. 2

5 приведены диаграммы для одного феррозонда, так как элементы воспроизведения работают не одновременно, а каждый отдельно в зависимости от направления перемещения измеряемого изде0 ЛИЯ.

В момент прохождения мимо одного из элементов 5 или 6 воспроизведения (феррозондов) участка каната с нулевой намагниченностью, что соответст5 вует переходу магнитной метки (фиг.2,

точка Т), происходит фазовый сдвиг сигнала на выходе феррозонда на 180 и, следовательно, сдвиг последова- тельности импульсов, формируемых триггером Шмитта. В результате в точке Т,,(фиг. 2) происходит совпадение этих импульсов с опорными, чтЪ фиксируется элементами 16 или 17 :в зависимости от направления перемеще- ния ферромагнитного изделия.

На выходе элементов 16 и 17 образуются импульсные метки, которые поступают на реверсивный счетчик 19, суммирующий эти метки с учетом знака т.е. направления перемещения. Регистратор 2U фиксирует суммарную величину перемещения с учетом цены метки, т.е. прокалиброванного расстояния от центра намагничивающего элемента до элемента воспроизведения.

Одновременно через элемент ИЛИ 18 сигнал метки опрокидывает триггер 15. Тогда за счет изменения комбинации сигналов на управляюпщх входах мультиплексора 14 на вход элементов 16 и 17 совпадения подается другая последовательность опорных импульсов находящихся в противофазе с сигналами на выходе триггеров 9 и 10. Таким образом, устройство подготавливается к считыванию следующей метки.

Сама эта метка наносится на измеряемое изделие при открьшании одно го из ключей 2 или 3, ранеее закрытого под воздействием выходного сигнала с того же триггера 15. При этом открытый через ключ 2 или 3 элемент 1 нанесения меток протекает ток противоположной полярности, создавая магнитное поле противоположного направления .

На измеряемое изделие при этом наносится очередная метка, одновременно стирающая предьщущую. Эта метка будет считана при прохождении :точки С нулевой намагниченностью Т через феррозонд.

Выбором порога срабатывания триггеров Шмитта близким к нулю удается практически совместить точки Тц и Tj4j между собой и достигнуть существенного повышения точности измере-

НИИ.

Q

е

0

25

5

0

Формула изобретения Устройство для измерения линейных размеров реверсивно-движущихся ферромагнитных изделий, содержащее разметочную. установку, состоящую из . элемента нанесения магнитных меток и двух элементов воспроизведения магнитных меток, генератор подмагни- чивания, соединенный с ним первьй формирователь импульсов, реверсивный счетчик, калибровочный блок, блок электронной обработки, двумя выходами соединенный соответственно с двумя входами реверсивного счетчика, и регистратор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и увеличения скорости измерения, оно снабжено последовательно соединенными инвертором и вторым формирователем импульсов, первым триггером,- входом соединенным с выходом генератора подмагничива- ния, а выходом - с входами элементов воспроизведения магнитных меток, а блок электронной обработки выполнен в виде двух триггеров Шмитта, двух элементов И, первыми входами соединенных с выходами соответствующих триггеров Шмитта, последовательно соединенных элемента ИЛИ, второго триггера и мультиплексора, выходом соединенного с вторыми входами элементов И, и двух ключей, выходами соединенных с входом элемента на- . несения магнитных меток, первый выход второго триггера соединен с входом первого ключа, а второй выход второго триггера - с входом второго- ключа и вторым входом мультиплексора, третий и четвертый входы которого соответственно соединены с выходами первого и второго формирователей импульсов, выходы первого и второго элементов воспроизведения магнитных меток, соответственно соединены входами первого и второго триггеров Шмитта, выходы элементов И соединены с двумя входами элемента ИЛИ и являются выходами блока электронной обработки, два выхода реверсивного счетчика через калибровочный блок соединены с входом регистратора, а вторые входы первого и второго ключей предназначены соответственно для подключения к плюсовой и минусовой пшнам

устройства.

AiHl

1 П П П П П П

5

II I 11 I

A --:AlH)SLn 27ify -t

rr

n n П П П

Tl

I t I I I

7гл

гА