Преобразователь азимута

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пи 981598фМ(22) Заявлено 11,06.81 (21) 3299784/22-03с присоединением заявки рй(51) И. Кл. Е 21 В 47/02 Гееударстаапак квиитет СССР по далем иаабретеккк к открытий(72) Автор, изобретения Н. П. Рогатых Уфимский авиационный институт им,Орджоникидзе .(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ АЗИМУТА Изобретение относится к промысловой геофизике и может использоваться в автономных и кабельных инклинометрах для определения азимута геофизических скважин.Известен индукционный датчик магнит-ного курса, содержащий два ортогональ ных феррозонда с сигнальными обмотками возбуждения 11 . 0Недостатком известного устройства .является невозможность непосредственного определения магнитного курса (азимута) без дополнительных преобразований. Известен также преобразователь азимута, содержащий ортогональные ферроэонды, датчик длины кабеля, фазовращатель, генератор опорного напряжения, два идентичных канала, состоящих из генератора с полосовым фильтром, изби рательного усилителя, фазового детектора, удвоителя частоты, модулятора, а также РС-фаэовращатель, два триггера Шмитта, преобразователь "фаза-временной интервал" и счетчик 2 3,Недостатком известного устройства является то, что под действием темпера туры окружающей среды меняются фазы и амплитуды выходных напряжений избирательных усилителей, причем эти изменения различны для каждого усилителя, что приводит к значительной погрешности в измерении азимута, кроме этого, наличие избирательных усилителей усложняет схему устройства и повышает трудоемкость изготовления и наладки устройства. Цель изобретения - повышение точнос ти измерения азимута.Указанная цель достигается тем, что в преобразователь азимута, содержащий генератор, ортогональные феррозонды, модуляторы, фазовращатель, преобразователь "фаза-временной интервал", счетчик, введены сумматор, электронные ключи. и пиковые детекторы, при этом3 98159 сигнальные обмотки феррозондов через выключатели соединены с входами пиковых детекторов, выходы которых подключены к модуляторам и сумматор включенмежду выходами модуляторов и преобразователем "фаза-временной интервал",На фиг. 1 представлена функциональная схема преобразователя азимута; на фиг. 2 - осциллограммы его работы. 10Преобразователь азимута содержит генератор 1, ортогональные феррозонды 2 и 3, подключенные обмотками возбуждения к генератору 1, а сигнальными обмотками - к электронным ключам 4 и 5, 15 выходы последних через пиковые детекторы 6 и 7 соединены с входами модуляторов 8 и 9, другие входы модулятора подключены к фазоврашателю 10, соединенному с генератором 1, сумматор 11 включен между выходами модуляторов 8 и 9 и входом преобразователя "фаза- временной интервал 12 второй вход которого соединен с генератором 1, а выход - со счетчиком 13. 25 Устройство работает следующим образом,Генератор 1 запитывает обмотки феррозондов 2 и Зпеременным током, Поддействием переменного магнитного потока, создаваемого в сердечниках токомвозбуждения, и постоянного магнитногополя Земли в сигнальных обмотках феррозондов наводятся ЭДС, представляющие собой разнополярные импульсы, амплитуды которых изменяются пропорционально синусу у одного феррозонда) икосинусу (у другого феррозонда) углаповорота феррозондов в магнитном поле40Земли, т,е. азимута, Осциллограмма на;напряжения на сигнальной обмотке одного из феррозондов показана на фиг. 2 П.,Для устранения влияния шума, обусловлен-ного высшими гармониками и процессами,перемагничивания середечников феррозон 45дов и получения чистого сигнала, исполь, зуются электронные ключи 4 и 5, управляемые узкими импульсами (фиг, 25)поступающими с генератора 1, которыеоткрывают ключи 4 и 5, за счет чегонапряжения сигнальных обмоток феррозондов 2 и 3 подаются на входы пиковых детекторов 6 и 7 в течение короткого времени, определяемого длительностью управляющих импульсов. В результате на входах пиковых детекторов 6и 7 возникают "чистые" сигналы, представляющие собой импульсы, амплитуды которых изменяются пропорциональносинусу и косинусу азимута (фиг. 2 6),Соответственно на выходах пиковых детекторов возникают постоянные напряжения, пропорциональные синусу и косинусуазимута поступающие на входы модуляторов 8 и 9, опорные напряжения которых, снимаемые с фазоврашателя 10,сдвинуты между собой на 90 О,После суммирования выходных напряжений модуляторов фаза выходного напряжения сумматора 11 изменяется пропорционально азимуту, Преобразователь12, на входы которого подаются сигналы одинаковой частоты, фаза между которыми пропорциональна азимуту, формирует последовательность импульсов сдлительностью, пропорциональной азимуту. В счетчике 13 временной интервал заполняется импульсами высокойчастоты, которые далее подсчитываютсяи преобразуются в код. В данном преобразователе азимута отсутствуют избирательные усилители, обладающие фазовыми и амплитудными температурными уходами, которые вносят погрешность в измерение азимута. Кроме этого, отсутствие избирательных усилителей, упрощает схему стройства, снижает трудоемкость его изготовления, и настройки, Для выделения информационного сигнала используются электронные ключи и пиковые детекторы. Наличие электронных ключей позволяет избавиться от паразитных выбросов и переходных процессов в сигналах измерительных обмоток феррозондов, я пиковые детекторы с высокой точностью позволяют выделить амплитуду сигнальных импульсов, при этом выходное напряжение детекторов не зависит от формы входных импульсов. Под действием температуры окружающей среды в не-. которых пределах может меняться амплитуда напряжения возбуждения феррозондов, вырабатываемого генератором 1. Это ведет прежде всего к значительному изменению угла между импульсами информационного сигнала, что, при наличии избирательных усилителей, ведет к значительной ошибке в определении азимута. Предлагаемое устройство лишено этого недостатка. Преобразователь азимута обладает внешним сходством с усройствами, в которых для выделения сигнала феррозондов используются фазовые детекторы, но при наличи фазовых детекторов, на выходе последнихприсутствуют паразитные процессы, чтоведет к погрешности, рсобенно при измеряемых углах, близких к -п( =0,1,2), так как в этом случае информационный сигнал у одного из феррозондов отсутствует, но паразитные шумысигнальной обмотки трансформируютсяна выход соответствующего фазовогодетектора. Для получения постоянногонапряжения на выходах фазовых детек Оторов устанавливаются низкочастотныефильтры, обычно пассивные РС-фильтры,которые должны обладать большой постоянной времени для эффективного сглаживания импульсных сигналов, что приводит к значительному затуханию полеэного сигнала, Применение же активныхфильтров на выходах фазовых детекторовусложняет устройства, При этом устройства с фазовыми детекторами характе ризуются погрешностью от влияния угламежду сигнальными импульсами.Предварительные лабораторные испытания показывают, что точность измеренияазимута с помощью предлагаемого устройства составляет + 0,6 ,формула изобретенияПреобразователь азимута, содержащий генератор, ортогональные феррозон 98 бды, модуляторы, фазоврашатель, преобразователь "фаза-временной интервал" и счетчик, отличающийсятем, что, с целью повышения точности измерения азимута, он снабжен сумматором, пиковыми детекторами, электронными ключами, при этом ортогональные феррозонды подключены обмотками возбуждения к генератору, а сигнальные обмотки феррозондов подключены к электронным ключам, причем выходы последних через пиковые детекторы соединены с входами модуляторов, другие входы которых подключены к фазовращателю, соединенному с генератором, выходы модуляторов подключены к входам сумматора, выход которого подключен к входу преобразователя, фаза-временной интервал", второй вход последнего связан с генератором, а выход преобразователя подключен к счетчику. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР% 636480, кл. Е 21 В 47/02, 1977. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2721562, кл. Е 21 В 47/02,1979.ВНИИПИ Заказ 9663/4 Тираж 623 Подписноефилиал ППП Патент .Ужгороп,ул. Проектная