Устройство следящей блокировки аппаратуры акустического каротажа Советский патент 1982 года по МПК G01V1/52 

1

Изобретение относится к устройствам, используемым в аппаратуре для акустического каротажа скважин.

По основному авт. св. № 555361 известно устройство следящей блокировки, используемое в аппаратуре акустического каротажа с целью защиты измерительного тракта аппаратуры от помех до момента прихода информационного сигнала, содержащее формирователь линейно нарастающего напряжения, компаратор, ограничитель.длительности заряда, пиковый детектор и согласующий каскад. С помощью компаратора осуществляется сравнение линейно нарастающего напряжения, пропорционального длительности интервала до момента возбуждения сигнала до его фиксации, с экспоненциально падающим напряжением на пиковом .детекторе, переданном на компаратор через согласующий каскад. За время длительности такта это напряжение уменьшается от максимального значения, до которого зарядился накопительный конденсатор в предыдущем такте, до значения, соответствующего постоянной времени заряда.

В момент равенства указанных напряжений формируется управляющий сигнал, открывающий измерительный канал. Этот импульс на 60-80 мкс предваряет момент прихода информационного сигнала, что, с одной стороны, гарантирует попадание информационного сигнала в незаблокированный интервал в следующем такте работы аппаратуры даже при максимальном изменении скорости упругих колебаний в породе и, и с другой стороны, исключает воздействие помех, поступающих в измерительный до момента формирования управляющего импульса. Таким образом, опасным с точки зрения помех является только интервал между управляющий импульсом и началом информационного сигнала. Поскольку этот интервал в диапазоне высокоскоростных сигналов 389 относительно небольшой, то и частота появления помех в нем незначительна, и аппаратура акустического каротажа работает устойчиво. При изменении времени црихода информационного сигнала в связи с переходом, например, в более низкочастотную породу, управляющий импульс следит за информационным сигналом, перемещаясь вслед за ним с определенным сдвигом oV f1J. Однако, так как абсолютная величина спада напряжения на накопительном конденсаторе пикового детектора пропорциональна амплитуде напряжения на конденсаторе, при увеличении времени прихода информационного сигнала и, соответственно, увеличении напряжения на накопительном конденсаторе пропорционально увеличивается запаздывание момента равенства напряжений на входах компаратора относительно момента прихода информационного сигнала. Иными словами, при увеличении времени прихода информационного сигнала в пределах диапазона измерений имеет место увеличение временного сдвига управляющего импульса относительно начала информационного сигнала, т. е некоторое нарушение синхронности слежения за информационным сигналом, В результате нарушения синхронности слежения в верхней части диапазона фиксируемых времен сдвиг может в несколько раз превысить оптимальный (60-80 мкс), что обуславливает увеличение помехоопасного интервала и соответственно увеличение частоты по явления помех в измерительном канале аппаратуры акустического каротажа. Увеличение часто гы помех, в свою оче редь, приводит -к искажениям получаемой информации. Цель изобретения - повышение точности устройства путем повышения син хронности слежения. Поставленная цель достигается тем что в устройство введены управляемый стабилизатор тока и формирователь ко мутационных импульсов, причем стабилизатор тока подключен к выходу пико вого детектора через истоковый повто ритель, выход формирователя коммутационных импульсов подключен ко входу управления стабилизатора тока, а вход формирователя коммутационных импульсов является входом устройства.

На фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг. 2 - эпюры напряжений.

t через управляемый стабилизатор 6 тока. Управление стабилизатором { включение и выключение) осуществляется Устройство содержит формирователь линейно нарастающего напряжения 1, компаратор 2, ограничитель 3 длительности заряда, пиковый детектор 4, истоковый повторитель 5, управляемый стабилизатор 6 тока и формирователь 7 коммутационных импульсов. Входы компаратора соединены: инвертирующий - непосредственно с выходом истокового повторителя, а неинвертирующий через ограничитель длительности заряда - с выходом формирователя линейно нарастающего напряжения. Выход компаратора подключен ко входу пикового детектора, а выход пикового детектора подключен ко .входу истокового повторителя. Управляемый стабилизатор тока подключен к выходу пикового детектора и связан входом управления с выходом формирователя коммутационных импульсов. Вход формирователя линейно нарастающего напряжения подключен ко входу устройства, а входы ограничителя длительности подключены соответственно к входу устройства и к выходу компаратора. При работе аппаратуры на вход устройства следящей блокировки - формирователь 1 линейно нарастающего напряжения - поступают сформированные при возбуждении и приеме информационного сигнала 8 прямоугольные импульсы 9 интервального времени, передние фронты которых соответствуют моментам возбуждения сигнала, а задние - моментам его фиксации при приеме. Формирователь линейно нарастающего напряжения выполнен по схеме интегрирующего операционного усилителя. Выходное напряжение 10 формирователя, пропорциональное в каждом такте длительности Т.. импульса интервального времени поступает на неинвертируклций вход компаратора 2. На инвертирующий вход компаратора поступает напряжение 11 с выхода истокового повторителя 5, повторяющее напряжение на накопительном конденсаторе пикового детектора 4, подключенного ко входу истокового повторителя. Это напряжение является результатом заряда конденсатора в предыдущем такте в цепи компаратор - диод и конденсатора пикового детектора и частичного заряда в течение времени . 58 импульсами 12 с выхода формирователя 7 коммутационных импульсов длительностью t, выполненного по схеме одновибратора. Формирователь, в свою очередь, запускается синхроимпульсами после окончания импульсов интервального времени 9. Спад напряжения Д и на накопительном конденсаторе пикового детектора обеспечивает выравнивание напряжений 10 и 11 на входах компаратора в течение времени Т, которое оканчивается за 60 МКС {в зависимости от конструкции зонда аппаратуры) до момента прихода информационного сигнала и, соответственно, до момента окончания импульса 9 интервального времени. В момент равенства указанных напряжений срабатывает компаратор и на его выходе формируется импульс 13, оканчивающийся одновременно с импуль сом интервального времени. Этот импульс поступает в измерительный кана аппаратуры акустического каротажа в качестве управляющего сигнала и запускает канал своим передним.фронтом в начале интервала ожидания сГ информационного сигнала, соответствующего сдвигу Т, Т. Одновременно импульс компаратора поступает на пиковый детектор 4, заряжая его накопительный конденсатор до напряжения, пропорционального длительности импульса интервального времени. Затем это напряжение уменьшается на вепичп ну ди при разряде накопительного конденсатора детектора через управля емый стабилизатор 6 тока, и через истоковый повторитель 5 подается для сравнения на компаратор, и далее цик повторяется. Ограничитель 3 длительности заряда, содержащий триггер задержки, одновибратор и транзисторный ключ, обеспечивает устойчивость системы при единичных сбоях, связанных с резким уменьшением амплитуды информационного сигнала и аномально большим изменением длительности импульса интервального времени. После начала заряда накопительного конденсатора пикового детектора, если в течение времени 2 сГ-,- интерваль ный импульс не окончится, транзисторный ключ открывается перепадом 14 на выходе триггера, снижая потенциал на неинвертирующем входе компаратора и соответственно обрывая импульс 13 на выходе компаратора и прекращая заряд конденсатора. Поэтому импульс на вы8ходе компаратора в следующем такте осостается в зоне первых полупериодов информационного сигнала, обеспечивая устойчивость всей системы. В связи с тем, что разряд накопительного конденсатора пикового детектора осуществляется в каждом такте в течение нормированного интервала времени t стабильным током J управляемого стабилизатора, то при емкости накопительного конденсатора С величина спада напряжения при разряде uU -г-является постоянной величиной, не зависящей от времени прихода информационного сигнала и длительности -. импульсов интервального времени. Поэтому и длительность интервала ожида- . ния, соответствующая временному сдвигу d и определяемая спадом ЛЦ напряжения I1 на выходе детектора и крутизной нарастания напряжения 10, . является постоянной величиной, независимо от времени прихода информационного сигнала. При изменении времени прихода информационного сигнала вслед за сигналом смещается начало интервала ожидания и через один такт работы аппаратуры восстанавливается установленный оптимальный сдвиг (f-(- , т. е. имеет место слежение с высокой синхронностью. Высокая синхронность слежения, в свою очередь, обеспечивает сохранение минимальных значений помехоопасности интервала ожидания сигнала во всем диапазоне измерений, а следовательно, и существенное повышение помехоустойчивости аппаратуры акустического каротажа. Формула изобретения Устройство следящей блокировки аппаратуры акустического каротажа по авт. св. № 555361, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности за счет повышения синхронности слежения, в него дополнительно введены управляемый стабилизатор тока и формирователь коммутационных импульсов, причем стабилизатор тока подкл{очен к выходу пикового детектора через истоковый повторитель, выход формирователя коммутационных импульсов подключен ко входу управ-ления стабилизатора тока, а вход формирователя коммутационных импульсов является входом устройства. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР (С 555361, кл. С 01 V 1/40, 1975.