Измеритель колебательной скорости импульсного акустического сигнала Советский патент 1982 года по МПК G01V1/52 

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ КОЛЕБАТЕЛЬНОЙ СКОРОСТИ ИМПУЛЬСНОГО АКУСТИЧЕСКОГО СИГНАЛА

Изобретение относится к импульс -, ной технике и может быть использовано в геофизическом приборостроении, в частности в аппаратуре акустического каротажа нефтяных, газовых и угольных скважин.

Известны устройства для измерения динамических параметров импульсного акустического сигнала, работающие с использованием накопительных элементов

Недостатком этих устройств являются изменение их выходного параметра около своего среднего значения из-за неодновременно, подачи на элемент памяти и неодинаковой формы зарядных и разрядных сигналов, приводящие к низкой точности измерений, особенно в тех случаях, когда выходной параметр необходимо преобразовать в цифровой код.

Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее дифференциальный усилитель, прямой вход которого является входом устройства, а инверсный вход соединен с йезаземленным контактом первого разрядного ключа, катодом первого диода, конденсатором диодноконденсаторной зарядной цепи и прямым входом повторителя

напряжения, одновибратор, вход кото,рого соединен с выходом дифференциального усилителя и анодом первого диода, разрядный дозирующий конденсатор, одна обкладка которого соединена с выходом повторителя напряжения, а другая со средним выходом цепочки из двух согласно соединенных диодов, подключенных к входу усилителя пос10тоянного тока, выход которого является выходом устройства, а в oTpsiцательцую обратну1д, связь усилителя постоянного тока включен запоминающий конденсатор. Вход усилителя пос15тоянного тока соединен с первым контактом второго разрядного ключа и разрядным дозирующим конденсатором, соединенным с вторьм контактом второго разрядного ключа, третий кон20такт которого соединен с выходе устройства, а управляющие входы разрядных ключей соединены с выходе однОвибратора.

В этом устройстве решается задача 25 исключения пульсаций выходного параметра С 2}.

Однако хотя зарядные и разрядные сигналы поступают на запогданакадяй конденсатор одновременно, в извест30 ном устройстве на практике трудно исключить аппаратурные пульсации, возникакяцие из-за неодинаковой формы зарядных и разрядных сигналов, т.е. тяжело обеспечить их одинаковую форму. . Кроме того, устройство обеспечивает измерение средней амплитуды определенного типа волны или всего сиг нала и не обеспечивает измерение колебательной скорости. Цель изобретения - повышение точности измерений и расширение функциональных возможностей. Поставленная цель достигается тем что измеритель колебательной скорости импульсного акустического сигнала, содержащий разрядный ключ, формирователь зарядных импульсов тока, вход которого является первым входом устройства, а выход формирователя соединен с нeзaзe /шeнной обкладкой промежуточного конденсатора, одновибратор, вход которого является вторым входом устройства, и усилитель постоянного тока, в цепь отрицательной обратной связи которого включен запоминающий конденсатор, а выход усилителя является выходом измерителя, содержит управляемый ключ и управляемый генератор тока, причем первые контакты разрядного и управляемого клю чей соединены с незаземленной обклад кой промежуточного конденсатора,вто рой контакт управляемого ключа соединен с входом усилителя постоянного тока, а вход управления этого ключа соединен с выходом одновибратора, второй контакт разрядного клю ча соединен с выходом управляемого генератора тока, вход управления разрядного ключа соединен с входом одновибратора,вход управляемого генератора тока соединен с выходом усилителя постоянного тока. На фиг. 1 дана функциональная схема измерителя; на фиг. 2 - временные диаграмглы импульсов, объясня ющие работу измерителя. Измеритель состоит из формироват ля 1 зарядных импульсов тока, однов ратора 2, промежуточного конденсато ра 3, управляемого 4 и разрядного 5 ключей, запоминающего конденсатора б, усилителя 7 постоянного тока и управляемого генератора 8 тока.Клем ма 9 является первым входом измерителя, клемл1а 10 - вторым входом измерителя, а 11 является выхд дом измерителя. Выход формирователя 1 сое дйнен с незаземпенной обкладкой конденсатор 3и порвыГ1и контактами управляемого 4и разрядного 5 ключей. 13торой кон такт управляемого клпча 4 соединен с входом усилителя 7 постоянного тока, в цепь отрицательной оСратпой связи котсрото заисмпич.пщий конденсатор .6. Вход одновибратора 2 соединен с входом управления разрядного ключа 5, выход одмовиОратора соединен с входом упраолепия управляемого ключа 4. Выход усилителя 7 постоянного тока соединен с входом управляемого генератора 8 тока. Выход управляемого генератора 8 тока (соединен с вторым контактом разрядного ключа 5. На клемму 9 измерителя подается последовательность импульсов (фиг. 2а) напряжения амплитудой А, а на клемму 10 поданапоследовательность прямоугольных импульсов (фиг. 26J Длительностью Т , равной периоду колебаний определенной амплитуды А импульсного акустического сигнала. При поступлении на входы устройства i-й пары импульсов А и Т промежуточному конденсатору 3 формирователем 1 сообщается заряд ч К,--Л-, где К,, const - коэффициент пропорциональности, а разрядной цепью с промежуточного конденсатора 3 на протяжении времени Т через разрядный ключ 5 снимается количество заряда, равное qf U-1)-T,- , где ,const коэффициент пропорциональности;U(i - 1) значение выходного напряжения в момент прихода i-й пары импульсов . Задним фронтом импульсов запускается одновибратор 2, формирующий импульс длительностью&д(фиг.2а) . Под действием импульса с выхода одновибратора управляеглый ключ 4 подсоединяет промежуточный конденсатор 3 к запоминающему конденсатору б и посследнему сообщается количество заряда, равное ьч,- q -q .- (.е. выходное нaпpяжeJ иe измерителя возрастает на величину (фиг.2г). Действием (1+1)-и пары импульсов А и запоминающему конденсатору б сообщается заряд И т.д. причем ,. и, следовательно. ли,- Ди, 7... Выходное- напряхсение U(i1 возрастает до тех пор, пока uq. О, т.е. пока не окончится переходный процесс. После см он1апня переходного процесса дц. О, с.педоиательно - М. f -14 (со ) К о - г Т т.о. линейно зависит от среднего зна ченпя колебательной скорости V .В отличие от известного устройства one рации вычитания q. - q в измерителе осуществляетсяне на запоминающем а на промежуточном конденсаторе, а на запоминающий конденсатор подается результат вычитания q. В установившемся режиме дяСоо) 0. Следовательно, выходной параметр практически не содержит аппаратурных пульсаций , вызванных неодинаковой формой и неодновременной подачей на запоминающий конденсатор зарядных и разрядных импульсов тока, чем повьлпается точность измерения. Формула изобретения Измеритель колебательной скорости импульсного акустического сигнала, содержащий разрядный ключ, формирователь зарядных импульсов тока,вход которого является первым входом изме рителя, а выход формирователя соединен с незаземленнойОбкладкой промежуточного конденсатора, одновибратор вход которого является вторым входом измерителя, и усилитель постоянного тока, в цепьотрицательной обратной связи которого включен запоминающий конденсатор, а выход усилителя явля ется выходом измерителя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения функциональных .возможностей, он содержит управляемый ключ и управ ляемый генератор тока, причем первые контакты разрядного и управляемого ключей соединены с незаземленной обкладкой промежуточного конденсатора, второй контакт управляемого ключа соединен с входом усилителя постоянного тока, а вход управления этого ключа соединен с выходом одновибратора, второй контакт разрядного ключа соединен с выходом управляемого генератора тока, вход управления разрядного ключа соединен с входом одновибратора,вход управляемого генератора тока соединен с выходом усилителя постоянного тока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Федоров р.ф. Об одном классе импульсных вольтметров. - Сб. Отбор и передача информации, вып. 34, 1972, с. 59. 2.Авторское свидетельство СССР ff 746305, кл. G 01 R 19/00, 1978 (прототип).

u(t}

а

..;r

-:vii

ui2

f

Tl