Термометр Советский патент 1982 года по МПК G01K7/16 

(S) ТЕРМОМЕТР

Изобретение относится к измере- ниям глубинных параметров, функцией которых являetcя приращение активного сопротивления, например, дистан ционного измерения температуры и рас хода в скважинах с использованиемодножильного бронированного кабеля. По основному авт.св. № 775бЗб класса известен термометр, содержащий термопреобразователь, бронированный кабель, блок управления, генератор опорной частоты, счетчик с цифровым табло, преобразователь напряжения в длительность импульсов, выход которого соединен с управляю-; щим входом вентиля, второй вход которого подключен к выходу генератора опорной частоты, а его выход соединен с входом счетчика, а также генератор импульсов тока, интегратор и два диода, при этом анод первого дио да и катод второго диода соединены с центральной жилой кабеля, подключенной к выходу генератора импульсов тока, входу блока управления и к входу интегратора соединенного своим выходом со входом преобразователя напряжения, а выход первого диода через термочувствительный резистор и анод второго диода через образцовый резистор подключен к броне .кабеля,с которой соединены все блоки термометра, причем один выход блока управле- ния соединен с входами генератора импульсов тока, и интегратора, а другой его выход подключен ко второму входу счетчика и второму входу преобразователя напряжения, а также стробирующий блок, выход которого соединен с центральной жилой кабеля, а выходсо входами интегратора и блока управления С1. : Однако устройство не обладает необходимой помехоустойчивостью вследствие влияния на канал связи помех стационарных электрических полей, а также имеет низкие эксплуатационные характеристики из-за размещения обрезцового резистора в глубинной части. Цель изобретения - повьпиение помехоустойчивости и улучшение эксплуатации термометра за счет исключения образцового резистора из глубинной части. Пост-зйленная цель достигается тем что в термометре образцовый резистор и два дополнительных диода-включены между входом стробирующего блока и центральной жилой кабеля, причем ано первого дополнительного диода имеет общую точку с катодом второго и цент ральной жилой кабеля, а его катод че рез образцовый резистор подключен к аноду второго дополнительного диода и входу стробирующего блока, при. это анод второго из находящихся в глубинной части диодов подключен к брон кабеля, а В4.1ход блока управления сое динен с управляющим входом стробирую щего блока. На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг,2 - вре менные диаграммы напряжений и токов, поясняющие работу термометра. Термометр содержит генератор 1 импульсов тока, к одному из выходных зажимов которого подключена броня одного конца одножильного бронированного- кабеля 2, жила другого конца которого соединена с анодом диода 3 и катодом диода , при этом с катодом диода 3 соединен термочувствительный резистор 5,второй зажим которого имеет общую точку с анодом диода и броней второго конца кабеля 2. Второй выходной зажим источник тока имеет общую точку с образцовым резистором 6. Один вход интегратора имеет общую точку со входом блока 8 управления, один из выходов которого связан со входом генератора импульсо тока.5 вторым входом интегратора и управляющим входом стробирующего бло ка, а второй - с одним из входов пре образователя напряжения в длительность импульсов 9. второй вход которого подключен к выходу интегратора, а выход к управляющему входу венти ля 10, второй вход которого соединен с вУходом гене1 атора опорной частоты 11, а выход подключен к первому входу счетчика 12, второй вход которого имеет общую точку со вторым вы;ходом блока управления,а выход подключен, к цифровому табло 13- Вход стробирующего блока 1, второй выходной зажим генератора импульса тока 1, первый вывод образцового резистора 6 и анод диода 15 образуют общую точку, а катод диода 15 и анод диода 16 соединены с броней кабеля, причем катод диода 16 соединен со вторым выводом образцового резистора 6. Выход стробирующего блока соединен с общей точкой первого входа интегратора и входа блока управления. Источник 17 9ДС является эквивалентом действия помехи на канал связиb Устройство работает следующим образом. Цикл измерения включает четыре такта. Генератор импульсов вырабатывает прямоугольные разнополярные импульсы тока равной длительности, но различной амплитуды - 1 и К1, (К 1 . В момент времени -to блок 8 управления вырабатывает импульс управления (диаграмма 2а), который фронтом устанавливает на нуль интегратор 7 а срезом в момент -fc/, запускает генератор 1 тока, который формирует серию из двух прямоугольных двухполярных импульсов тока, амплитудой К1 и 1 (диаграмма 25}и длительностью 2t . Положительные импульсы тока проходят через диод 15, кабель 2, диод 3 и резистивный термопреобразователь 5, а отрицательные импульсы длительностью t проходят через кабель 2, Диод i, диод 16 и образцовый резистор 6. При этом на вход стробирующего блока Т .подаются импульсы напряжения (диаграмма 26), которые выражаются формуламиУд (,9.Ъ, г -«I(N -Rvz v4 aV i Uj ,vь ЯvUt-, U -I( VIV Rv, Е, где U;( - Uf, - напряжение на входе стробирующего блока; текущее значение сопротивления те рмоп реоб ра зователя 5 сопротивление . линии связи; 1 V А прямые сопротивления диодов 3, ,15 и 16 при токе К1. ;Rv2 прямые сопроти ления диодов 3 15 и 16при токе 1J сопротивление образцового ре зистора 6; Е- ЭДС эквивалент ного источника помехи; вызван ной стационарн ми электрическ ми полями. Решая систему уравнений (1) - (.4) о носительно, приращения сопротивления термопреобразователя 5, получим ARt Rt - Ra . Складывая выражения 0) и (.2), а также (3) и С) , получим С1 (.R -RobkCl№Vi i V2. )t ге S.С5) ; , rCCt.-RoVl v,-S ve- , ,С) Вымитая (6 V из iS) , с учетом 0-. Rv,, v3--Rvit 0, - Rv 0 получим искомую зависимость j(U,Ui-uj-uj . , На выходе стробируюц го ,(а значит и на входе:, интеграто-, ра 7 и блока 8 управления)появится лишь неискаженная часть импульсов. Длительности положительных и отрица тельных импульсов на выходе стробирующего блока Ti, равны, причем при поступлении на вход стробирующего блока второго двухполярного импуль са сигналов, поступающим с блока 8 управления, производится инвертирование выходного напряжения стро- бирующего блока (диаграмма 2г). Напряжение на выходе интегратора 7 (диаграмма 2) пропорционально интегралу алгебраической суммы входного напряжения, умноженному на постоянный коэффициент, равный Ъ момент t. окончания второго отрицательного импульса тока, блок 8 управления вырабатывает импульс управления (диаграмма 2е), который фронтом устанавливает на нуль счетчик 12, а срезом в момент t запускает прео(разователь напряжения в длительность импульса , который формирует импульс (диаграмма 2(н)длительностью Т, Пропорциональной напряжению на выходе интегратора, открывающий вентиль 10. Затем это время с генератора опорной частоты 11 через открытый вентиль 10 на вход счетчика 12 поступает N импульсов. При этом число на цифровом табло 13 соответствует измеряемой температуре N d K K KjC:, KiKiK tafRb -l. где - температурный коэффициент резистивного термопреобразователя 5v i масштабные коэффйциен- ты преобразователя 9, стробирующего блока и интегратора 7 соответственно; f - частота генератора опорной частотьк 11. В предлагаемом термометре устраняется влияние на точность; измерения активной и реактивной составляющих сопротивления кабеля, а также влияние на канал связи стационарных электростатических полей, что позволяет проводить измерения в необсаженных скважинах. Исключение из глубинной части образцового резистора значительно упрощает операцию установки начала диапазона измерения и тарировку прибора, поскольку в предлагаемом устройстве для изменения значения образцового резистора не требуется разборки глубинного снаряда как это имеет место в известном устройстве. Формула изобретения Термометр по авт.св. № 775636, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и улучшения эксплуатации термометра за счет исключения образцового резистора из глубинной части, образцовый резистор и два дополнительных иода включены между входом стробирующего блока и центральной жилой кабеля, причем анод первого дополнительного диода имеет общую точку с катодом второго и центральной жилой кабеля, а его катод через образцовый резистор подключен к аноду второго дополнительного диода и входу стробируйщего блока, при этом анод

части диодов подключен к броне кабеля, а выход блока управления соединен с управляющим входом стробирующего блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 775636, кл. G 01 К 7/16, 1979 (прототип).