Многоканальное устройство для телеизмерения Советский патент 1991 года по МПК G08C19/28 

Изобретение относится к телемеханике и может быть использовано для телеизмерений в высокотемпературных геотермальных и действующих скважинах при разработке нефтегазовых месторождений.

Цель изобретения - расширение области применения и повышение точности.

На фиг.1 представлена функциональная система передающей стороны устройства; на фиг.2 - функциональная схема приемной стороны устройства; на фиг.З - временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит на передающей стороне эталонный резистивный датчик 1, измерительные резистивные датчики 2-4, эталонный индуктивный элемент 5, коммутатор 6, распределитель 7 сигналов, выпрямительный диод 8, регулируемый индуктивный элемент 9, провод 10 линии связи, на приемной стороне измерительный резистивный мост 11, измерительные индуктивные мосты 12 и 13,синхронизатор 14, ключи 15-18, выпрямительные диоды 19 и 20, амплитудный демодулятор 21, аналого- цифровые преобразователи (АЦП) 22-24, преобразователь 25 длительности в код и регистратор 26,

Устройство работает следующим образом.

В первом подцикле телеизмерения синхронизатор 14 формирует периодический сигнал с частотой 100 Гц, поступающий через открытые ключи 15 и 17 и линию 10 связи на передающую сторону (фиг,За). При приеме этого частотного сигнала распределитель 7 вырэ- батывает единичный управляющий сигнал на одном из своих выходов, применяя который коммутатор 6 подключает эталонный резистивный датчик 1 к линии 10 связи.

Таким образом, амплитуда напряжений нижней полуволны униполярных импульсов устанавливается пропорционально величиON ON

00

4

не сопротивления эталонного резистивного датчика 1. При этом верхняя полуволна униполярного сигнала проходит через диод 8 на обмотку регулируемого индуктивного элемента 9. Амплитуда напряжения этой верхней полуволны изменяется пропорционально его индуктивному сопротивлению в данном низкочастотном диапазоне в функции изменения объемной концентрации твердой фазы скважинной среды. На приемной стороне такой сигнал разделяется и измеряется отдельно по нижней и верхней полуволне. При этом верхняя полуволна поступает на мост 13 и ее амплитуда измеряется АЦП 23, Нижняя полуволна измеряется с помощью моста 11 и АЦП 22, Цифровые сигналы поступают в регистратор 26.

Аналогично рассмотренному во втором подцикле телеизмерения синхронизатор 14 вырабатывает электрические сигналы с частотой 600 Гц, по величине которого вырабатывается с второго выхода распределителя 7 управляющий сигнал (фиг.Зв), подключающий измерительный резистивный датчик 2 к линии ,10 связи с помощью коммутатора 6 в обратном направлении. Поэтому в течение второго подцикла производятся телеизмерения резистивного датчика 2 по амплитуде нижней полуволны униполярного электрического сигнала и индуктивности элемента 9 по амплитуде напряжения верхней полуволны сигнала в функции измеряемой концентрации влагосодерж ния скважинной среды. Этот униполярный сигнал детектируется аналогично первому сигналу на приемной стороне и регистрируется затем блоком 26.

В третьем подцикле производится телеизмерение с частотой 1200 Гц резистивного датчика 3 по команде распределителя 7 (фиг.Зг) и индуктивности элемента 9 в дополнительной функции влагомера. В четвертом подцикле производится телеизмерение с частотой 2400 Гц резистивного датчика 4 по команде распределителя 7 (фиг.Зд) и индуктивности элемента 9 в дополнительной функции влагомера. В пятом подцикле производится телеизмерение с частотой 96UO Гц эталонного индуктивного элемента 5 по команде распределителя 7 (фиг.Зе) и индуктивности элемента 9 в функции газоанализатора, информация которых преобразуется и регистрируется в блоке 26, чем оканчивается первый цикл телеизмерения. Второй цикл телеизмерения аналогичен первому (фиг.За) и начинается с выработки униполярных низкочастотных импульсов в 100 Гц. При этом преобразователь 25 работает по флуктуациям амплитуд напряжений, пропорциональных скоростям изменения электрических сопротивлений измерительных резистивных датчиков 2-4. Униполярный электрический сигнал вырабатывается с выхода синхронизатора 14 и проходит по нижней полуволне через резистивный мост 11 на линию 10 связи за счет синхронного включения ключей 15 и 17 в первых четырех подциклах телеизмерения

сигналом синхронизатора 14. В пятом подцикле телеизмерения униполярный сигнал подключается к линии 10 связи через индуктивный мост 12 за счет срабатывания ключей 16 и 18 от управляющего сигнала с

синхронизатора 14. Верхняя полуволна частотного сигнала проходит в линию 10 связи через мост 13 за счет прямого включения диодов 19 и 20, чем обеспечивается непрерывное телеизмерение индуктивности регулируемого индуктивного элемента 9 на передающей стороне телесистемы, когда сигнал с измерительной диагонали поступает на вход АЦП 23, где он оцифровывается и подается на вход регистратора 26. Канальная информация АЦП 22 и 24 поступает на другие входы регистратора 26,

При комплексировании передающей стороны телесистемы вертушечным расходомером в последнем телеизмерительном

канале получается импульсно-модулиро- ванный сигнал (фиг.Зж) в нижней полуволне униполярного частотного сигнала. В приемной стороне телесистемы импульсная огибающая (фиг.Зз) преобразуется амплитудным демодулятором 21 в низкочастотную прследовательность импульсов, поступающую на вход преобразователя 25, который преобразует длительность в код. Импульсно-модулированный

сигнал получается за счет дискретного изменения индуктивности пропорционального скорости вращения магнита на валу вертушки расходомера, т.е. скорости исследуемого потока. При этом коэффициент

модуляции такого сигнала зависит от намагниченности постоянного магнита.

Формула изобретения

0 Многоканальное устройство для телеизмерений, содержащее на передающей стороне эталонный резистивный датчик и измерительные резистивные датчики, первые выходы которых соединены с первыми

5 информационными входами коммутатора, выход которого подключен к проводу линии связи, распределитель сигналов, выходы которого соединены с управляющими входами коммутатора, на приемной стороне регистратор, отличающееся тем, что, с целью

расширения области применения и повышения точности, в него на передающей стороне введены эталонный индуктивный элемент, регулируемый индуктивный элемент и выпрямтительный диод, первый вывод эталонного индуктивного элемента соединен с вторым входом коммутатора, выход которого подключен к входу распределителя сигналов и через прямовключенный выпрямительный диод к первому выводу регулируемого индуктивного элемента, шина нулевого потенциала соединена с вторыми выводами эталонного резистивного датчика эталонного индуктивного элемента, рези- стивных датчиков,регулируемого индуктивного элемента, на приемной стороне введены измерительный резистивный мост, первый и второй измерительные индуктивные мосты, первый и второй выпрямительные диоды, первый, второй, третий, и четвертый ключи, первый, второй и третий аналого-цифровой преобразователи, амплитудный демодулятор, преобразователь длительности в код, синхронизатор и регистратор, провод линии связи соединен с информационными входами первого и второго ключей и с катодом первого выпрямительного диода, анод которого подключен к сигнальному входу первого измерительного индуктивного моста, выход которого соединен с информационным входом первого аналого-цифрового преобразователя, выход первого ключа подключен к сигнальному входу измерительного резистивного моста, выход которого соединен с информационным входом второго аналого- цифрового преобразователя, выход второго ключа подключен к сигнальному входу второго измерительного индуктивного моста, выход которого соединен с информационным входом третьего аналого-цифрового преобразователя, и через амплитудный демодулятор с сигнальным входом преобразователя длительности в код, первый выход синхронизатора подключен к информационным входам

третьего и четвертого ключей и через прямо- включенный второй выпрямительный код с входом питания первого измерительного индуктивного моста, выходы третьего и четвертого ключей соединены с входами питания соответственно измерительного резистивного моста и второго измерительного индуктивного моста, второй выход синхронизатора подключен к управляющим входам первого и третьего ключей, третий

выход синхронизатора соединен с управляющими входами второго и четвертого ключей, четвертый выход синхронизатора подключен к управляющим входам первого, второго, третьего аналого-цифровых

преобразователей и преобразователя длительности в код, выходы которых соединены с входами регистратора.

Изобретение относится к области телемеханики и может быть использовано для телеизмерений в высокотемпературных геотермальных и действующих скважинах при разработке нефтегазовых месторождений. Целдь изобретения - расширение области применения и повышение точности. Устройство содержит на передающей стороне эталонный резистивный датчик 1, измерительные резистивные датчики 2 - 4, эталонный индуктивный 5, коммутатор 6, распределитель 7 сигналов, выпрямительный диод 8, регулируемый индуктивный элемент 9, провод 10 линии связи, на приемной стороне измерительный резистивный мост 11, измерительные индуктивные мосты 12 и 13, синхронизатор 14, ключи 15 - 18, выпрямительные диоды 19, 20, амплитудный демодулятор 21, аналого-цифровые преобразователи 22 - 24, преобразователь 25 длительности в код, регистратор 26. 3 ил.

ч,в

1ПЛПГ

подцикл. Ж подцикл Ж подцикл Ж подцинл . Жлодципл