Измеритель интервального времени для аппаратуры акустического каротажа скважин Советский патент 1981 года по МПК G01V1/40 G04F10/00 

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ИНТЕРВАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ

ДЛЯ АППАРАТУРЫ АКУСТИЧЕСКОГО

I

Изобретение относится к вычислительной и измерительной технике, предназначено для измерения среднего значения разности длительноста двух случайных чередующихся временных интервалов и, в частности, может быть использовано в аппаратуре акустичес1 ого каротажа для измерения интервального времени времени распространения упругих колебаний в исследуемой среде на заданном расстоянии.

Известно устройство, состоящее из двух измерителей временных интервалов и блока вычитания, с выхода которого на регистратор поддается напряжение, пропорциональное разности длительности временных интервалов 1.

Недостатком устршства является зависимость выходного напряжения от частоты следования импульсов, трудность обеспечения идентичности характеристик двух измерителей временных интервалов и наличие аш1аратурш 1х пульсаций выходного параметра, вызванных неодновременным поступлением на накопительный элемент зарядиьтх и разрядных импульсов тока.

Известао также устройство, содержащее автономный генератор постоянного тока, три упКАЮТАЖА СКВАЖИН

|ртвляемых электронных ключа, разрядный дозирующий конденсатор, запоминающий конденсатор и повторитель напряжения 2.

Недостаток устройства - наличие аппаратурных пульсаций, вызванных неодновременным поступлением на вход устройства временных интервалов.

Ближайщим к предлагаемому по технической суцности является устройство, которое состоит из генератора постоянного тока, один полюс

10 которого соединен со средним контактом первого ключа, второй полюс - со средним контактом второго ключа, первые контакты первого и второго ключей заземлены, а вторые соединены с анодом диода и с незаземленной

15 обкладкой промежуточного конденсатора, катод диода соединен с входом усилителя постоянного тока, с одной обкладкой запоминающего конденсатора, с одной обкладкой разрядного дозирующего конденсатора и с одним контак20том третьего ключа, второй контакт которого, соединен со второй обкладкой запоминающего конденсатора, с выходом усилителя постоянного тока и с выходом устройства. На управля38ющий вход первого ключа подаются импульсы длительностью TI, на управляющий вход второго подаются импульсы длительностью TJ 3. Недостатком устройства является то, что зарядный импульс тока поступает на запоминающий конденсатор на протяжение интервала времени, йропорционального разности дпитель1юстей входных импульсов, а разряд осуществляется с помощью дозирующего конденсатора и ключа мгновенно. Поскольку зарядные и разрядные импульсы тока поступают на запоминающий конденсатор не одновременно и имеют различную форму, то выходной параметр устройства тока содержит аппаратурные пульсации, которые снижают точность измерения. Цель изобретения - повышение точности измерений. Поставленная цель достигается тем, что в измеритель интервального времени для аппаратуры акустического каротажа скважины, содержащий генератор постоянного тока, один полюс которого соединен с заземленным контактом первого ключа, а второй полюс соединен с заземленным контактом второго ключа, второй контакт первого ключа .и второй контакт второго ключа соединены с незаземленной обкладкой промежуточного конденсатора, управляющи вход первого ключа соединен с первым входом устройства, управляющий вход второго ключа соединён со вторым входом устройства, третий ключ, первый контакт которого соединен с незаземленной обкладкой промежуточного конден сатора, а второй контакт соеданен с первой обкладкой запоминающего конденсатора и первым входом усилителя постоянного тока, второй вход которого , а выход соединен со второй обкладкой запоминающего конденсатора и является выходом устройства, дополнительно введены два одновибратора и четвертый А1юч, причем вход первого одновибратора соединен с вторым входом устройства, выход первого одновибратора соединен с управляющим входом третьего ключа и со входом второго одновибратора, выход которого соединен с управляющим входом четвертого ключа, первый контакт четвертого ключа соединен с незаземленной обкладкой промежуточного конденсатора, второй конгакт четвертого ключа соединен с выходом усилителя постоянного тока. На чертеже приведена функциональная схе- ма предлагаемого устройства. Измеритель оостоит из первого управляемого ключа 1, автономного генератора 2 постоянного тока, второго управляемого ключа 3, проме5ig T04Horo конденсатора 4, одновибраторов 5 и 6, третьего управляемого клюад 7, четвертого управляемого ключа 8, запоминающего конденсатора 9 и уотлителя 10 постоянного тока. Управляющий вход ключа 1 соединен с вхоом И, а управляющий вход ключа 3 - с входом 12 и с входом одновибратора 5. Первые контакты ключей 1 и 3 заземлены, вторые соединены с незаземленной обкладкой промежуточного конденсатора 4 и с первыми контактами ключей 7 и 8. Один полюс автономного генератора 2 постоянного тока соединен со средним контактом управляемого ключа 1, а второй - со средним контактом управляемого ключа 3. Выход одновибратора 5 соеданен с входом одновибратора бис входом управляемого ключа 7. Выход одновибратора 6 соединен с входом управляемого ключа 8. Второй контакт ключа 7 соединен с входом усилителя 10 постоянного тока и с одной обкладкой запоминающего конденсатора 9, другая обкладка которого соединена с выходом уси яителя 10 постоянного тока, с выходом 13 и с вторым контактом ключа 8. На вход 11 устройства подаются импульсы TI, а на вход 12 TJ. Выход 13 является выходом устройства. Устройство работает следуницим образом. При поступлении на вход И импульса длительностью т I ключ 1 подключает генератор 2 тока к конденсатору 4 и последний получает заряд qi OoTi, где Зо - величина тока генератора 2. При поступлении на вход 12 импульса длительностью т генератор 2 через ключ 3 сообщает конденсатору 4 заряд q2 -iloTj. По заднему фронту импульса длительностью г 2 запускается одновибратор 6, конденсатор 4 разряжается на вход усилителя 10 постоянного тока и заряд на запоминающем конденсаторе 9 изменяется на величину, равную величине заряда, находавшегося на конденсаторе 4. При этом на выходе усилителя устанавливается напряжение и . После окончания импульса одновибратора 5 запускается одновибратор б и через ключ 8 заряжает конденсатор 4 до напряжения Ug ; после чего с приходом импульса длительностью TI конденсатор 4 получает заряд равный qt, и т.д., т.е. цикл повт(фяется. Оштая началом циклазаряд конденсатора 4 до напряжения Ug , а окончанием - разряд конденсатора на вход усилителя 10 можно записать суммарный заряд на конденсаторе 4 за один цикл. Aq q, « qz -CUe , где С - величина емкости конденсатора 4. На величину этого заряда в конце каждого цикла изменяется величина заряда на запоминающем конденсаторе 9. После окончания переходного процесса величина заряда на запоминающем конденсаторе 9 успновится постоянной, т.е. суммарный заряд на конденсаторе 4 за один цикл будет равен нулю Aq О

следовательно,

Qi + qj - CUe 0; loTi - loTz - CUg 0 Откуда можно определить нанряжение на

выходе устройства 6(г. I) Ко (т, - TI) КоДт

и о

где Ко масштабный коэффициент.

Таким образом, выходное напряжение линейно зависит от измеряемой разницы длительностей двух чередующихся импульсов.

Поскольку операция вычитания длительностей временных интервалов осуществляется не на запоминающем конденсаторе, то устройство производит измерение интервального времени без аппаратурных ..пульсаций выходного параметра, чем и достигается повышение точности измерения.

Формула изобретения

Измеритель интервального времени для ап иратуры акустического каротажа скважин, со; держащий генератор постоянного тока, один полюс которого соединен с заземленным контактом первого ключа, а второй полюс соединен с заземленным контактом второго ключа, второй контакт первого ключа и второй контакт второго ключа соединены с незаземленной обкладкой промежуточного конденсатора, управляющий вход первого ключа соединен о первым входом устройства, управляющий вход второго ключа соединен со вторым входом устройства, третий ключ, первый контакт которо68675.6

го соединен с незаземле1гаой обкладкой промежуточного конденсатора, а второй контакт соединен с первой обкладкой запоминающего конденсатора и первым входом усилителя по5 стоянного тока, второй вход которого заземлен, а выход соединен со второй обкладкой запоминающего конденсатора и является выходом устройства, отличающийся тем, что, с целью повЬппения точности измерений, он дополнительно содержит два одновибратора

10 и четвертый ключ, причем вход первого одновибратора соединен со вторым входом устройства, выход первого одновибратора соединен с управляющим входом третьего ключа и с входом второго одновибратора, выход которо15го соединен с управляющим входом четвертого ключа, первый контакт четвертого ключа соединен с незаземленной обкладкой промежуточного конденсатора, а второй контакт четвертого ключа соединен с выходом уошителя по20стоянного тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Ивакин Б. Н., Карус Е. В., Кузнецов О. Л. Акустический метод исследования скважин. М.,

25 Недра, 1978, с. 152-154.

2.Преобразователи измерительных ннформащюнных систем. Киев, Науксжа думка, 1978, с. 32.

3.Медвидь Я. В., Федорив Р. Ф. Повышение ,

30 точности измерения интегрального времени при акустическом каротаже скважин. Сб. Геофизическая аппаратура, вьш. 64, М., Недра, 1978,

с. 120-123 (прототип).