Преобразователь сопротивления датчиков глубинных параметров Советский патент 1982 года по МПК G01R17/02 

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для дистанционного преобразования сопротивления резистивных датчиков, находящихся в глубинном снаряде, спускаемом в скважину на одножильном бронированном кабеле. Известно устройство для преобразования сопротивления резистивных датчиков, содержащее однополюсный переключатель с числом позиций, соответствующим количеству измеряемых точек подвижные контакты которого соединены с концами проводов линии связи, подключенных другими концами к общим точкам вентилей, входящих в цепочки с резистивными датчиками, причем вто рая группа проводов линии связи одни ми концами подключена к зажиму источ ника переменного напряжения, другими к общим точкам резистивных датчиков и вентилей упомянутых цепочек 1J . Недостатком этого устройства явля ется наличие контактного переключателя, что снижает надежность, кроме того, статистическая система уравновешивания не обеспечивает достаточного быстродействия устройства. Известен преобразователь сопротивления датчика, содержащий источник разнополярных импульсов тока, к которому подключены решающий блок и одножильный бронированный кабель, подсоединенный противоположным концом к выводам датчика и образцового резистора, включенных последовательно, а также стабилитроны, включенные параллельно датчику и образцовому резистору, к общей точке соединения которых подключены одноименные выводы стабилитронов . Однако известное устройство не может быть использовано для получения информации о комплексе, преобразуемых в сопротивления резистивных датчиков глубинных параметров (например, температуры, разности температур, расхо да, давления, проводимости среды. азимута и т. д.) при условии использования одножильного бронированного кабеля в качестве канала связи. Целью изобретения является уменьшение погрешности преобразования и расширения функциональных возможностей преобразователя сопротивления датчиков глубинных параметров. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь сопротивления датчиков, содержащий источник разнополярных импульсов тока,.к зажимам которого подключены решающий блок и одножильный бронированный кабель, броня другого конца которого подключена к цепочке, состоящей из датчика, параллельно которому включен термокомпенсированный стабилитрон, введены дополнительно п-1 последовательно соединенных цепочек датчик-стабилитрон, которые включены между первой цепочкой и центральной жилой кабеля, причем напряжение срабатывания стабилитронов последовательно увеличивается от 1-ой цепочки к 12-ой, а выбор 25 . опрашиваемого датчика определяется максимальной заданной величиной тока источника двухполярных импульсов тока в цикле преобразования. На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит п соединенных последовательно цепочек, каждая из которых включает в себя резистивный датчик 1-1-1-п параллельно которому включен.нелинейный-элемент 2-1-2-п с участком ВАХ, параллельным оси токов, например термокомпенсированный стабилитрон. Указанные цепочки соединены с наземной частью одножильным бронированным кабелем с центральной жилой 3 и броней k, в цепи которой находится источник ЭДС 5, являющийся эквивалентом действия стационарных электрических полей. Наземная часть состоит из источника 6 тока, предназначенного для генерирования двухполярных импульсов тока прямоугольной формы постоянной длительности и различной амплитуды. К выходным зажимам указанного источника тока кроме кабеля подсоединен решающий блок 7Устройство работает следующим образом. . Напряжения стабилизации стабилитро-55где нов 2 выбираются таким образом, что УС J f. ... Источником 6 тока вырабатываются двухполярные импуль-с а сы 1 1 где ков ист имп лув дят 3, При а з 7 п где дву пол заж пря U U тока с амплитудами полуволн J, . Kjt,.. ., . I - амплитуда тока, при котором выполняется неравенство (RI -минимальное Ъопротивление датчика 1-1); - амплитуда тока, при котором выполняется неравенство Uc, г Uc2 ; К,1 - амплитуда тока, при котором выполняется неравенство Uc7 : KjlR ; Uc3 (Ra минимальное сопротивление датчика 1-2) ; - амплитуда тока, при котором выполняется неравенство К 1R j) (R минимальное сопротивление датчика 1-п). При последовательном опросе датчи-i в первом такте рабочего цикла очник 6 вырабатывает двухполярный ульс тока с амплитудой полуволн . Положительная и отрицательная по-, олны двухполярного импульса прохопо цепи, содержащей жилу кабеля .датчики 1-1-1-п, броню кабеля k. этом на зажимах источника 6 тока, начит и на входе решающего блока оявляются напряжения I(R + R + R2 + и|| I(,,+ Rj+.-.+ Rj,) + Е R - суммарное сопротивление жилы кабеля и его брони;-- текущее значение сопротивлений резистивных датчиков l-Hl-n; Е - значение ЭДС, наведенной в броне кабеля за счет естественной поляризации горных пород. Во втором iaKTe вырабатывается хполярный импульс с амплитудами уволн К 1 (), при этом на имах источника тока появятся наженияfj КЛ (R + R2+ . . .+ RJ + Е -- - - -R) К l(R + RJ + . напряжение стабилизации элемента. В п такте вырабатывается импульс мплитудами полуволи Kfji. I (К 5 . SKf.j) и на зажимах источника то появятся напряжения - и К.КЯд + R) + Uc. + + +...4:., + Е (п) и К„. 1(R; + R + Rj +. . .+ + E (n) И, такте

п где К - порядковый номер датчика; К, 1 . Как видно из полученного уравнения преобразования, для вычисления ропротивления датчика достаточно генерирование трех двухполярных импульсов тока. Так, д|я вычисления Rj требуется подать на-вход решающего блока .напряжения U, , U, d , U , . вызванные протеканием токов с амплитудами , К,,.,, ,„соответст,, при этом К. , К, Z Uc,S. U(. , участвуют в операцией вычисле ния как заранее известные постоянные величины. I Таким образом, в/ предлагаемом уст ройстве обеспечивается возможность не только циклического опроса датчиков, как это имеет место в известных устройствах с контактными переключателями, но и возможность их произвольного опроса. Максимальная простота глубинной части, высокая точ:ность преобразования за счет исключе ния влияния на его результат неинфор мативных факторов, наведенных в линии связи вследствие действия стационарных электрических полей обеспечивает надежные и точные измерения для комплексного исследования скважин. наконец, в последнем (п+1)-м -Решая систему уравнений получим вырабатывается импульс с ампли- формулу сопротивления датчика iMlUn-i CrlU.+uH-bcJl- nlu.U.-ll/. + il-bc. 9371166 ка тудами ..илуволн (К ) и на вход решающего устройства будут поданы напряжения 5 . - Uc2f...Ucn + -« -м + E (n 1) Rfj) + ипч1.-К„КЯ$д + R + R2 +... + RO) + E (n + 1) Формула изобретения Преобразователь сопротивления датчиков глубинных параметров, содержащий источник двухполярных импульсов тока, к зажимам которого подключены решающий блок и одножильный бронированный кабель, броня другого конца которого подклю 4ена к цепочке, состоящей из датчика, параллельно которому включен термокомпенсированный cta6MnHTpoH, отличающийся тем, что, с целью уменьшения погрешности преобразования и расширения функциональных возможностей, он дополнительно содержит п-1 послег довательно соединенных цепочек датчик - стабилитрон, которые включены между первой цепочкой и центральной жилой кабеля, причем напряжение сра батывания стабилитронов последовательно увеличивается от 1-ой цепочки .к 12-ой, а выбор опрашиваемого датчика определяется максимальной заданной величиной тока источника двухполярных импульсов тока в цикле -преобразования. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 651201 кл. G 01 К 7/16, 1979. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке If 28210бб, 28.09.79.