Датчик углов наклона

1 (11) Сооз Советских Социалистических РеспубликИЗОБРЕТЕН ИЯ ФЮ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,51).;.Кл.е С 01 С 9 06 Государстееииый комитет Совета Мииистроо СССР оллстень хе 5 3) УДК 528.54ретеиий по илал и откртлтий пнсаич 1 057; 72) Авторы ,изобретения И(7 Втель 4) ДАТЧИК УГЛОВ НАКЛОНА 20(45);1 ата опубликозанпя Изобретение относится к измерительнойтехнике, в частности, к датчикам угловых отклонений, и может быть использовано для определения направления при бурении глубоК:.Х СКВаж:1 Н,Известны датчики угловых отклонений, содержащие ролик-щуп, перемещающийся вдольстенки скзажтон 1). Такие датчики малочувствптельны и нс могут быть использованы, например, в скважинах с легко разрушающимися стенками.Известны также датчики наклона, содержащие дифференциальный конденсатор, обр:.ВСВанный жидкостнОЙ ампулОЙ помещен -ной ;жду его электродами, выполненнымив виде четырех электропрозодящих пластин,размещенных над газовым пузырьком ампулы симметрично относительно его краев 2).Ближайшим к Описываемоу ъстрОЙству потехнической сущности является датчик угланаклона обьектов, содержащий цилиндрическуо прозрачную ампулу со светонепроницаемой жидкостью и воздушным пузырьком. Вампуле установлена дзояковогнутая оптическая линза, в фокусах которой с одной стороны расположен источник света, а с другой -фотоэлектрический преобразователь 3).Недостатком известного датчика являетсябольшая чувствптельность к вибрации и запыленности и, как следствие, снижение точности н надежности измерения в этих условиях,Цель изобретения - повышение точности и надежности пзхерения Отклонения Обьектов от вертикали в условиях запыленности и вибрации.Для достижения указанной цели преобразователь датчика выполнен в,виде звукопроводов различно высоты, на торцовых поверхностях которьх В Одом напр аВленп От Вертнкальной осн ампулы со стороны ее сфери- ческоЙ поверхности расположены излучающие пьезопластны. а на противоположной стороне ампулы установлена принимающая сигналы пьезопластпна. Звукопроводы могут быть вывиде концентричных цилиндров.На фпг. 1 изображен предлагаемый датчик; на фиг. 2 - блок-схема дистанционной регистрации отклонения.Датчк содержит ампулу уровня 1 предпочтительно цилиндрческой формы со сферической верхней поверхностью, заполненную жидкостью р, в которой находится пузырек 5 воздуха т. Звукопрозоды 4,различной высоты,Выполненные В Виде концентричных цилиндров, размещены на поверхности ампулы 1 со стороны сферы, На торцовых поверхностях звукопроводоз 4 в одном направлении от вер- О тикальной Оси ампулы, расположены излучаю 5458621 О 15 25 25 ЗО 35 40 СССР 45 щие пьсзопластицы б. С противоположной стороны ампулы размещена принимающая пьезопластина б. При работе датчик включается в схему дистанционной регистрации отклонения (фиг, 2), содержащую генератор ударного возбуждения 7, соединенный кабелем Я с излу чающими пьезопластинамц, кабель 9, соедицякпций принимающую пьезопласти: у со входами усилителя 10, осциллограф И,Датчик работает следующим образом.,Генератор ударного возбуждения 7 вырабатывает высоковольтный импульс, который по кабелю 8 по тупаст на излучающие пьезопластицы бпреобразующие его в ультразвуковые колебания, Колебания через звукопроводы 4 и ампулу 1 поступают ца приемную пьезопластину б, которая преобразует,воспринимаемые колебания в напряжения сцнусоидальной формы, Далее по кабелю 9 преобразованный сигнал поступает на вход усилителя 10 ц фиксируется осциллографом 11, разгертка которого запускается импульсом синхронизации, гоступающим с генератора 7.При горизонтальном положении ампулы 1 пузырек 3 находится в центре ампулы под центральным звукопроводом 4 и поглощает практически всю энергию ультразвуковых колебаний, поступающих по этому звукопроводу. На экране осциллографа пропадает импульс, соответствующий центральному звуко- проводу.При наклоне ампулы пузырек смещается отцоситсльцо центра ампулы и попадает под один из следующих звукопроводов, а на экране осциллографа появляется импульс, соответствующий ультразвуковым колебаниям, поступающим по центральному звукопроводуц лропадает .импульсе, соответствующий тому звукопроводу, под,которым расположен пузырек, Таким образом, по отсутствию сигнала от одной из пьезопластин определяется величина отклонения объекта от вертикали. Азимутальный угол отклонения объекта определяется углом, на который нужно повернуть датчик относительно его вертикальной оси до совмещения воздушного пузырька с одним из звукопроводоз. Для измерения отклонения скважины от вертикали датчик размещают внутри бурильной штанги над режущим инструментом с возможностью вращения вокруг вертикальной сои.Точность измерения угла отклонения опре,деляется радиусом сферы ампулы, диаметром пузырька, количеством излучающих пьезопластцц и составляет для предлагаемого датчика несколько угловых секунд. Узконаправленность ультразвукового луча достигается соответствующим выбором диаметра и толщины излучающих пьсзопластин. Формул а изобретения 1. Датчик углов наклона, содержащий ампулу цилиндрической формы со сферической верхней поверхностью, заполненную жидкостью с пузырьком, источник и преобразователь сигнала, расположенные по разные сто,роны ампулы, о т л и ч а ю щ ц й с я тем, что, с целью повышения точности и надежности в условиях,запыленности и вибрации, в нем преобразователь, выполнен в виде звукопроводов различной высоты, на торцовых поверхностях которых в одном направлении от вертикальной оси ампулы со стороны ее сферической поверхности расположены излучающие пьезопластицы, а на противоположной стороне ампулы установлена принимающая сигналы пьезопластина.2. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что звукопроводы выполнены в виде концентричных цилиндров.545862 Составитель Л. КолюбакинаТитова Техред Н. Сметанина Корректор И. Симкин Редактор Изд,41 бсударственного кпо делам изобпосква 1-35 Р ак Тип, Харьк. фил пред. Патент 76/144 Тираж 899 Подписно ЦНИИПИ Го омитета Совета Министров СССР етений и открытий М, , аувская наб д. 4(5