Измеритель отношения энергий импульсных акустических сигналов исследуемых объектов Советский патент 1980 года по МПК G01H1/00 

Изобретение относится к измерительной технике и модат быть использовано в алпаротуре акустического каротажа скважин и в дефектометрии. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является измеритель отношения энергий импульсных акустшгеских сигналов исследуемых объектов, вклю чающий шину Земля, запоминающий конденсатор, измеритель, параллельно соединенные зарядную и разрядную цепи, каж дая из которых содержит последовательно соединенные дифференцирукяций конденсатор, один из электродов которого предназнач н для соединения с выходом акус тических зондов, токовый повторитЫть, квадратор, формирующий конденсатор, включенный между выходом токового повторителя и шиной Земля , электронный ключ, один из контактов которого подкпючен ко входу квадратора, а другой - к шине Земля, первый управляющий вход электронного ключа предназначен для соединения с выходом дискриминатора, а вто рой вход - для соединения с выходом коммутирующего триггера, зарядная цейь содержит диод, анод которого подключён к входу квадратора. Катод - к одному из электродов запоминающего конденсатора, соединенного Со входом измерителя,,, усилитель постоянного тока, вход которого соединен с выходом квадратора разрядной цепи, а выход - с .одним из электродов запоминающего конденсатора l . Недостатком этого измерителя является невысокая точность вследствие пульсаций выходного параметра. Цель изобретения - повышение точности измерения. Указанная цель достигается тем, что измеритель снабжен вибратором, двумя интегрирующими конденсаторами, двумя нормально разомкнутыми электронными ключами, повторителем напряжения, усилителем напряжения, разрядным и зарядным конденсатфами, установленными в соответствующих цепях, тремя ключевыми диодами, катод первого из них подключен к аноду диода зарядной цепи, который гюдкпючен к выходу квадратора через последовательно соединенные зарядный конденсатор и повторитель напряжения, вход которого соединен с незаземленНЬ1М контактом первого нормально разомкнутого электронного ключа и с незаземленным электродом первого йнтегрщ)у1ощегоконденсатора, акод первого ключевого диода соединен с шиной Земля, запоминающий конденсатор включен параллельно усилителю постоянного тока, катод диода зарядной цепи соединен с анодом второго ключевого диода, като- дом соединенного с анодом-третьего ключевого диода и с одним из электродов , разрядного конденсатора, другой электрод которого соединен с выходом усилителя напряжения, один из входов которого под™ ключенк незаземленному контакту второго нормально разомкнутого электронного ключд, к не заземленному электроду второго интегрирующего конденсатора и к вы ходу квадрвпгора разрядной цепи, входы нормально разомкнутых электронных ключей соединены с выходом вибратора, вход которого соединен со вторыми управляющим входами электронных ключей, катод треть го ключевого диода соединён с шиной Земля, а Другой вход усщт-епя вапряхйния соединен с выходом усилителя постоянного тока и входом измерителя. На фиг, 1 изображена блок-схема изк/ерителя отношения энергий импульсных акустических сигналов исследуемых объек тов; на фиг. 2 - кривые временных зависимостей функциональных напряжений: а) импульсы с выхода акустического диода; б) импульсы с выхода дискриминатора в) импульсы с выхода коммутирующего триггера; г) напряжение на конденсаторе зарядной цепи; д) напряжение на конденсаторе разрядной цепи; е) импульс напряжения на выходе повторителя напряжения; ж) напряжение на конденсаторе; з). нопряжение на конденсаторе; и) ток зарядной цепи на запоминающем конденсаторе; к) ток разрядной цепи на запоминающем конденсаторе. Измеритель отношения энергий импульс ных акустических сигналов исследуемых объектов включает шину I Земля, запоминающий конденсатор 2, измеритель 3, параллельно соединенные зарядную и разрядную цепи, соответственно каждая из которых содержит последов1ательно соеди-т ненные дифференцирующий конденсатор 4,5 один из электродов которого предназначен для соединения с выходом акустических

7S9544 зондов (на чертеже не показаны), токовый повторитель 6,7, квадратор 8,9, формирующие конденсаторы 10, 11, включенные между выходами токовых повторителей 6,7 и шиной 1 Земля электронные ключи 12, 13, одни из .контактов которых подключены ко входам квадраторов 8,9, а другиек шине 1 Земля, первый управляющий вход электронных ключей 12, 13 предназначен для соединения свыходом дискриминатора (на чертеже; не показан), а второй вход - для соединения с .выходом коммутирующего триггера (на чертеже не показан), зарядная цепь содержит диод 14, анод которого подключен к выходу квадратора а. электродов запоминающего конденсатора 2, соединенного со входом измерителя 3, усилитель постоянного тока 15, вход которого соединен с выходом квадратора 8 разрядной цепи, а . „з электродов, запоминаютаего конденсатора 2. Измеритель снабжен вибратором 16, двумя интегрирующими конденсаторами 17, 18, двумя нормально разомкнутыми электроннымк ключами 19, 20 и повторителем 21 напряжения. усилителем 22 напряжения, разрядным 23 и зарядным 24 конденсаторами,-установленными в соответствующих цепях, тремя ключевыми диодами 25, 26, И7, катод первого из ITOX подключен к аноду диода 14 зарядной цепи, который подключен к выходу квадратора 8 через последовательно соединенные зарядный конденсатор 24 и повторитель 21 напряжения, вход которого соединен с незаземленным контактом первого нормально разомкнутбго электронного ключа 19 и с незазёмлетзым электродом первого интегрирующего конденсатора 17, анод первого ключевого диода 25 соединен с шиной 1 Земля, запоминающий конденсатор 2 включен параллельно усилитегао15 постоянного тока, катод диода 14 зарядной цепи соединен с анодом второго ключевого диода 26, катодсж соединенного с анодом третьего ключевого диода 27 и с одним из .электродов разрядного конденсатора 23, другой электрод которого соединен с выходом усилителя 22 напряжения, один из входов которого подключен к незаземленному контакту второго нормально разомкнутого электронного ключа 20, к не заземленному электроду второго интегрирующего конденсатора 18 и к выходу квадратора 9 разрядной цепи, входы нормально разомкнутых Электронных ключей 19, 20 соединены с выходом вибратора 16, вход которого соединен со вторыми управляющими. входами электронных ключей 12, 13 катод третьего ключевого диода 27 соединен с шиной 1 Земля, а другой вход усилителя 22 напряжения соединен с вы ходом усилителя 15 постоянного тока и входом измерителя 3. Измеритель отношения энергий импул ных акустических сигналов исследуемых объектов работает следующим образом. При поступлении на вход измерителя импульсных акустических сигналов с бли него акустического зонда электронный ключ 13 разрядной цепи под действием комк утирующих импульсов замыкается и тем самым закорачивает формирующий конденсатор 11 на время прохождения сигнала ближнего акустического зонда. В это время через дифференцирующий конденсатор 4, токовый повторитель б и формирующий конденсатор 10 зарядной цепи будут протекать импульсы тока отрицательной, полярности. Каждый импульс тока заряжает формирующий конденсатор 10 зарядной цепи до некоторого непряжения, пропорционального амплитудному значению входного сигнала После окончания каждого импульса тока производится сброс заряда с формирующего конденсатора 10 ключем 12 заряд ной цепи, управляемого задними фронтам

импульсов с выхода дискриминатора, коступающих аа первый управляющий вход электронного ключа 12 зарядной цепи. На формирующем конденсаторе 10 зарядной цепи формирутстся импульсы напряжения.

При поступлении на вход измерителя отношения энергий импульсных акустических сигналов исследуемых объектов от дальнего акустического зонда электронный ключ 13 разрядной цепи размыкается, а электронный ключ 12 зарйднййцепи замыкается, шунтируя формирующий конденсатор 10 зарядной цепи на время прохождения сигнала дальнего акустического зонда.

В это время через дифференцирующий конденс.атор 5, токовый повторитель 7 и формирующий конденсатор 11 разрядной цепи протекают импульсы тока пололдательной полярности. Каждый импульс тока заряжает формирующий конденсатор Ц разрядной цепи до некоторого напряжения, пропорционального амплитудному значениювходного сигнала.

После окончания каждого импульса тока производится сброс заряда с формирующего конденсатора J. 1 электронным ключем 13 разрядной цепи. Последний управразряжаются через контакты нормально разомкнутых электронных ключей 19 и 20.

Импульс напряжения через повторитель напряжения поступает на зарядный конденсатор 24, положительный заряд которого запирает первый, ключевой диод 25, Ъткрывая диод 14, и зарядный конденсатор 24 перезаряжается через диод 14 и запоминающий конденсатор 2, сообщая последнему заряд.

Одновременно отрицательным импульсом закрывается третий ключевой диод . 27, открывается второй ключевой диод 26 и разрядный конденсатор 23 перезаряжается через второй ключевой диод 26 и запоминающий конденсатор 2, снимая с последнего заряд. Поскольку зарядные и разрядные импульсы тока поступают на запоминающий конденсатор 2 одновременно и равны по амплитуде, пульсации выходного параметра значительно .уменьшаются.

Основным преимуществом измерителя является повышение точности измерений, что позволяет более эффективно использовать его в технике.. ляется передними фроетами импульсов, поступающих одновременно на его управляющий вход. Далее лмпульсы напряжения с формирующих конденсаторов 10, 11 поступают на входы квадраторов 8,9 обеих цепей, на выходах которых образуются импульсы токов величиной, равной квадратам амплитуд входных импульсов напряжения. Каждый импульс тока, поступающий с выхода квадратора 8 зарядной цепи на интегрирующий конденсатор 17, сообщает ему заряд величиной, пропорциональной квадрату значения амплитуды сигнала ближнего приемника. Аналогично преобразуются импульсы напряжения с квадратора 9 разрядной линии. Заряды на интегрирующих конденсаторах 17, 18 сохраняются до момента прихода синхро11мт1ульса, расположенного на временной осиперед сигналом ближнего акустического зонда. Этот синхроимпульс запускает вибратор 16, на выходе которого образуется импульс,длительностью меньше мийямальиого времени распространения упругих акустических колебаний. Под дейст. вием импульса с выхода вибратора 16, постулаюШегб на управлязощ е входы нормально разомкнутых электронных клю- . чей 19 и 20, их контакты замыкаются. Интегрирующие конденсаторы 17, 18

77393448,

формула изобретениящих цепях, тремя ключевыми диодами,

Измеритель отношения энергий импуль-диода зарядной цепи, который подключен

сных акустических сигналов исследуемыхк выходу квадратора через последорательобъектов, включающий шину Земля, за роединенньге зарядный конденсатор и

поминающий кондежатор, измеритель, па-повторитель напряжения, вход которого сораллельно соединенные зарядную и разряд единен с незаземленным контжтом перную цепи, Каждая из которых содержитвого нормалыю разомкнутого электронно последовательно соединенные дифференаи-гчз ключа и с незаземленным электродом

руюший конденсатбр, один из электродов юпервого интегрируйшег о-конденсатора,

которого предназначен для соединения с«нод первого ключевого диода соединен с

выходом акустических зондов, токовый иной Земля, запоминающий конденсатор

повторитель, квадратор, формирующий кон-включен параллельно уснпителю постоянноденсатор, включенный между выходом то- тока, катод диода зарядной цепи соедикового повторителя и шиной Земля, эле-15ней с анодом второго ключевого пиода. .

ктронный ключ, один из контактов которо-катодом соединенного с анодом третьего

подключен ко входу квадратора, а дру-ключевого диода и с одним из электродов

гой - к шине Земля, аервый управляю разрядного Конденсатора, другой электрод

щий вход электронного ключа предназна-которого соединен с выходом усилителя

чен для соединения с выходом дискрими- 20напряжения, один из входЬв которого поднатора, а второй вход - для соединения сключен к нёзаземленному контакту второвь1Ходом коммутирующего триггера, заряд-го нормально разомкнутого электронного

ная цепь содержит диод , анод которогоключа, к нвзаэемяенному электро)ау второподключен к выходу квадратора, катод - кtO интёгрирунмцего койденсагора и к выхоодному из электродов запоминающего кон-25ду квадратора разрядной цепи, входы норденсатора, соединенного со входом нзме-мально разомкнутых электронных ключей

рителя, усилитель постоянного тока, входсоединены с выходом вибратора, вход кокоторого соединен с выходом квадратораторого соединен со вторыми управляющиразрядной цепи, а выкоа - с одним изми входами электронных ключей, катод

электродов запоминающего конденсатора, 30третьего ключевого диода соединен с шиотлйчающийся тем, что, с це-ной Земля, а другой вход усилителя :

лью повышения точности.измерения, он напряявэния соединен с выходом усилитеснабжен вибратором, двумя интегрирующи-пя постоянного тока и входом измерителя. ми конденсаторами, двумя нормально ра-Источники информации,

зомкнутыми электронными ключами, пов- 35принятые во внимание при экспертизе торителем напряжения, усилителем напря- - Авторское свидетельство СССР

жения, разрядным и зарядным конденса-по заявке М 2336355, кл. Q 01 V 1/40,

торами, установленными в соответствую-1976 (прототип).

катод первого из них подключен к аноду