Устройство считывания магнитных меток Советский патент 1989 года по МПК G01V3/40 

5S

сл

Изобретение относится к области геофизических исследований, в частности к устройствам считывания магнитных меток с каротажного кабеля для определения глубин в скважинах. Цель изобретения - повышение точности считывания мaгниtныx меток при малых уровнях намагниченности каротажного кабеля. Устройство считывания магнитных меток содержит генератор 1, делитель частоты 2, первый и второй магнитомодуляционные преобразователи

05

х

4

4 и 5, первый и второй аналоговые инверторы 8 и 9, первый и второй пиковые детекторы Ю и 11, два ключа 14 и 15, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 16, два оперативно- запоминающих устройства (ОЗУ) 22 и 23, коммутатор 17, цифровой компаратор 24 и блок логики. При работе устройства высокая точность считывания магнитных меток при малых уровнях намагниченности каротажного кабеля достигается за счет того, что

1

Изобретение относится к технике геофизических исследований, в частности к устройствам считывания магнитных меток с каротажного кабеля для определения глубин в скважинах.

Цель изобретения - повышение точности считывания магнитных меток при малых уровнях намагниченности каротажного кабеля.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 - блок-схема блока логики; на фиг.З - эпюры напряжений и магнитных потоков.

Устройство содержит генератор 1, делитель 2 частоты, усилитель 3, маг- нитомодуляционные преобразователи 4 и 5, делители 6 и 7 напряжения, аналоговые инверторы 8 и 9, пиковые детекторы 10 и 11, компараторы 12 и 13, ключи 14 и 15, аналого-цифровой преобразователь 16, коммутатор 17, з а- датчик 18 направления источник 19 опорного напряжения, элементы И 20 и 21, оперативно-запоминающие устройства (ОЗУ) 22 и 23, цифровой компаратор 24, блок 25 логики и формирователь 26.

Блок 25 логики образуют счетчик 27, семь элементов И-НЕ 28-34, RS- триггер 35, формирователь 36 и четыре элемента НЕ 37-40.

Устройство работает следующим образом.

Импульсы высокой частоты с генера тора 1 поступают на вход делителя 2 частоты. С первого выхода делителя 2 частоты последовательность импульсов

аналоговые сигналы на выходах магни- томодуляционных датчиков преобразуются с помощью АЦП в цифровой код, который записывается в ОЗУ. Величина записанных в ОЗУ цифровых кодов прямо пропорциональна величине магнитного поля метки независимо бт величины намагниченности каротажного кабеля. Введение цифрового компаратора и блока логики позволяет сравнить эти цифровые коды и получить .сигнал метки. I 3.п. ф-лы, 3 ил.

(фиг.Зв) через усилитель 3 поступает на входы магнитомодуляционньпс преобразователей 4 -и 5. Магнитомодуляцион- ные преобразователи 4 и 5 устанавливаются так, что расстояние между их центрами.равно половине ширины северного полюса метки. В зависимости от направления движения каротажного кабеля, определяемого положением задат- чика 18 направления, магнитное поле метки будет воздействовать вначале или на первый 4, или на второй 5 маг- нитомодуляционные преобразователи. При прохожд ении магнитной меткой первого магнитомодуляционного преобразователя 4 на его выходе появляется последовательность импульсов (фиг.Зв) амплитуда которых прямо пропорциональна магнитному полю метки, действующему на магнитомодуляционный преобразователь 4, причем при прохождении середины магнитной метки амплитуда импульсов (фиг.Зз) будет наит. больщая. Такие же импульсы появляются на вьпсоде второго магнитомодуляционного преобразователя 5 при прохождении магнитной метки возле него, только сдвинутые во времени (фиг.Зи).

На выходах пиковых детекторов 10 и 11 появляются уровни напряжений (фиг.Зк,л),величина которых прямо пропорциональна амплитудам импульсов на выходах магнитомодуляционных преобразователей 4 и 5, выходы которых через делители 6 и 7 и аналоговые инверторы.8 и 9 связаны с входами пиковых детекторов 10 и II. Эти уровни

регулярно сбрасываются по сигналу с выхода элемента И 2.1 , формируемому формирователем 26 по сигналу Конец преобразования (фиг.Зж) с выхода аналого.-цифрового преобразователя и последовательности импульсов (фиг.Зе), поступающих на первый вход элемента И 21 с третьего выхода делителя 2 частоты. Эти уровни с выходов пиковых детекторов 10 и 11 через ключи 14 и 15 поступают на первый вход аналого-цифрового преобразователя 16 В аналого-цифровом преобразователе происходит преобразование напряже НИИ на выходах пиковых детекторов 8 и 9 в числовой код, причем при поступлении на первый вход коммутатора 17 и второй вход первого элемента И 20.положительного импульса с вто- рого выхода делителя 2 частоты (фиг.Зд) происходит преобразование, а затем запись в ОЗУ 22, по сигналу с выхода элемента И 20 числового кода, соответствующего величине магнит ного поля метки, действующего на первый магнитомодуляционный преобразо- вател ь 4, а при поступлении на второй вход коммутатора 17 и второй вход второго элемента И 21 положительногр импульса с третьего выхода делителя частоты 2 (фиг.3с) происходит преобразование, а затем запись в ОЗУ 23

«

по сигналу с выхода элемента И 21 числового кода, соответствующего величине магнитного поля метки, действующего на второй магнитомодуляционный преобразователь 5. Одновременно после записи числового кода в ОЗУ 23 происходит сброс пиковых детекторов 10 и 1 1 по- сигналу с выхода формирователя 26. Числовые коды, записанные в ОЗУ 22 и 23, поступают на входы цифрового компаратора 24, где они сравниваются. Если число в первом ОЗУ 22 больше числа, записанного во втором ОЗУ 23, то на выходе цр фрово- го компаратора 24 присутствует О, а если число в первом ОЗУ 22 меньше или равно числу во втором ОЗУ 23, то на выходе цифрового компаратора присутствует 1. Сигнал с выхода цифро)- вого компаратора 24 поступает на четвертый вход блока 25 логики.

Блок 25 логики работает следукяцим образом.

Когда магнитное поле метки не действует на магнитомодуляцирнные преобразователи 4 и 5, на их выходах

10

30

35

40

45

50

|с п 25 5

отсутствуют импульсы высокой частоты (фиг.3з,и). Следовательно, на выходах компараторов 12 и 13 присутствует О, на выходах счетчика 27 - О, соответственно, на выходе шестого элемента И-НЕ 29 присутствует 1. Импульсы, поступающие с первого выхода делителя 2 частоты на первый вход блока 25 логики, проходят- на счетный вход счетчика 27 через элемент И-НЕ 28. Счетчик 27 считает до тех пор, пока на выходах его не появятся 1 и на выходе шестого элемента И-НЕ 29 О. С выхода элемента НЕ 38 на четвертый вход элемента И-НЕ 33 поступает 1. .

При появлении импульсов ни выходах компараторов 12 и 13 во время действия магнитного поля метки на ма гни то модуляцио нные преобразов атели 4 и 5 на выходе элемента И-НЕ 33 появляется отрицательный импульс в момент совпадения импульсов на втором и третьем входах элемента И-НЕ 33 и импульса на первом входе этого :Элемента, поступающего с первого выхода делителя 2 через первый эле- мент НЕ 37. RS-триггер 35 переключается в состояние единицы (фиг.3м), и на третий вход элемента И-НЕ 34 поступает 1. При поступлении 1 на первый вход элемента И-НЕ 34 с выхода цифрового компаратора 24 н на jвторой вход с выхода формирователя 26 через инвертор 40 на выходе элемента И-НЕ 34 появляется импульс .(фиг.Зн),соответствующий середине iмагнитной метки. При этом счетчик 27 устанавливается в О по второму входу установки в О через элемент НЕ 36 и по первому входу установки в О через элементы И-НЕ 30-32, пока не прекратится действие магнитного поля метки на магнитомодуляционные преобразователи 4 и 5 и на выходах компараторов 12 и 13 не исчезнут импульсы положительной полярности. По окончании действия нулевого импульса на выходе элемента И-НЕ 34 RS-триггер 39 устанавливается в О по S- входу отрицательным импульсом, сформированным формирователем 36.

При смене направления движения каротажного кабеля, определяемого задатчиком 18 направления, число, соответствующее величине магнитного поля метки, действующего на первый

магнитомодуляционный преобразователь

4, записывается во второе ОЗУ 23, а число, соответствующее величине магнитного поля метки, действующего на второй магнитомодуляционный преобра- g эователь 5, записьшается в первое ОЗУ 22. В остальном предлагаемое устройство работает аналогично известному.

10 Формула изобретения

выход которого через усилитель под- ключен к входам первого и второго магнитомодуляционных преобразоватеей, задатчик направления, первый и второй компараторы, первый элемент 2о И, формирователь, отличающееся тем, что, с целью повьпиения точности считывания магнитных меток при. малых уровнях намагниченности каротажного кабеля, оно снабжено 25 первым и вторым, делителями напряжения, первым и вторым аналоговыми инверторами, первым и вторым пиковыми детекторами, первым и вторым ключами, аналого-цифровым преобразовате- зо лем, первым и вторым операти: но-за- поминающими устройствами, источником одорного напряжения, коммутатором, вторым элементом И, цифровым компаратором и блоком логики, причем первый вход блока логики подключен к первому выходу делителя частоты, выходы первого и второго магнитомодуляционных преобразователей через первый и второй делители напряжения, Q первый и второй аналоговые инверторы подключены к входам первого и второго компараторов и к первым входам первого и второго пиковых детекторов, выходы которых через первьй и второй й ключи подключены; к первому входу аналого-цифрового преобразовате ля, а выходы первого и второго компараторов подключены к второму и третьему входам блока логики, входы управле- gQ ния первого и второго ключей подключены к первому и второму выходам коммутатора, третий и четвертый входы .которого подключены к выходам задат- чика направления, а первый и второй g,- входы соответственно - к второму и третьему выходам делителя частоты, которые соответственно подключены к первым входам первого и второго элеЗЕ:

5

о 5 о Q й gQ g,-

Е:

ментов И, вторые входы которых соединены с выходом Конец преобразования аналого-цифрового преобразователя, второй и третий входы которого подключены к четвертому и пятому выходам делителя частоты, а пятый вход - к выходу источника.опорного напряжения, выходы данных аналого- цифрового преобразователя подключены к соответствующим входам данных первого и второго оперативно-запоминающих устройств, а выходы последних подключены к соответствующим входам цифрового компаратора, выход которого соединен с четвертым входом блока логики, пятый вход которого подключен к выходу формирователя, с которым связаны также вторые входы пико- вьк детекторов, а вход формирователя подключен к выходу второго элемента И, который связан с входом записи второго оперативно-запоминающего устройства, вход записи первого оперативно-запоминающего устройства под- ,ключен к выходу первого элемента И, 2. Устройство по п.Г, отличающееся тем, что блок логики содержит счетчик, RS-триггер, формирователь, четыре элемента НЕ и семь элементов И-БЕ, причем счетный вход счетчика подключен к выходу четвертого элемента И-НЕ, а выходы - к входам щестого элемента И-НЕ, выход которого подключен к первым входам первого, второго и четвертого элементов И-НЕ и к входу второго элемента НЕ, выход которого подключен к чет- вертому входу пятого элемента И-НЕ, первый вход которого через первый элемент НЕ соединен с первым входом блока логики, который соединен с вторым входом четвертого элемента И-НЕ, второй и третий входы пятого элемента И-НЕ соединены с вторым и третьим входами блока логики, которые соединены соот,ретственно с вторыми входами первого и второго элементов И-НЕ, выходы которых подключены к первому и второму входам третьего элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым входом установки в О счетчика, второй вход установки в О которого через четвертый элемент НЕ соединен .с выходом блока логики, подключенным к выходу седьмого элемента И-НЕ и через формирователь к S-входу RS-триг- гера, R-вход RS-триггера подключен к выходу пятого элемента И-НЕ, а выход

1Д69491

RS-триггера - к третьему входу седьмого элемента И-НЕ, первый вход которого подключен к четвертому входу

фиг. 2

8

блока логики, а второй вход седьмого элемента Н-НЕ через третий элемент НЕ - к пятому входу блока логики.

Редактор А.Огар

Составитель А.Мягков Техред Л.Сердюкова

Заказ 1359/54

Тираж 483

ВНШШИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина,101

Корректор Л.Пилипенко

Подписное