Устройство для измерения зенитного угла

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 801180493 А 1 В 47/022 П ПИСАНИ ОБРЕТЕНИЯ ТЕЛЬС ОМУ Н АВТ нои о а, отличающеесяния конструкции имерения, оно снабодяшими световододовая маска с коыми кодовыми допределяет разрядиник и приемник ссвязаны сами, выходиеют прямоы расположые сторонь) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗЕНИТНОГО УГЛА, включающмку, источник и приемникотвесом, установленный с вовраШения вокруг оси, перпенди ния т водящ диск но ра число при э мешеи дорожкамиие сечения ко угольную ены один диска и ыходного й ширине ЕРЕ- корвета, мож- уляр(54)(5 НИЯ 3 ус, р диск с ностью ричем ру гого ади усу ветово против по его сечени марн одовь рож РСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР АМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ си корпус ю упройе чности из ими и отв анесена к сположенн которых о том источ ы вне ко рпуса и ветовод орых им ветовод по разидлина дов рави к. тем, что,повыше- жено подами, а на нцентричрожками, ость кода, вета раз- кодовы1180493 1Изобретение относится к измерительнойтехнике, а именно,к геофизическим исследованиям скважин, и может быть использовано в геологоразведочной технике приразработке малогабаритных инклинометров,а также других приборов.Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение точности измерения,На фиг, 1 приведено устройство дляизмерения зенивМого угла в любой плоскости; на фиг. фф - т же, для измерениязенитного"углав апс льной плоскости; нафиг. 3 - прааегр п, оепип кодовой мае.ки; на фиг. 4 - Ъ -варианты используемых сечений Свдведтоводов.ЗУстройство дМФзмеревния зенитного угла(фиг. 1).содержит корпус 1 скважинногоприбора, с которым жестко связаны опоры 2н 3. Й опорах 2 и 3 на осях в подшипниках4 установлена рамка 5 с отвесом 6. Осьвращения рамки совпадает с осью прибора.В жестко связанном с рамкой 5 (фиг. 1)илп с корпусом 1 (фиг. 2) держателе 7 установлен с возможностью вращения в подпипциках 8 диск 9, ось 10 вращения которого установлена перпендикулярно оси прибора. Диск имеет отвес 1. На диск 9 нанесена кодовая маска 12, состоящая из концецтрично расположенных кодовых дорожек(фиг. 3). Активные участки 13 каждой кодовой дорожки имеют возможность пропуска света определенной длины волны, Пооое стороны диска 9 по его радиусу располо:кецы одна против другой выходные плоскости 14 подводящего 15 и отводящего 16световодов, перекрывающие все кодовыедорожки. В качестве световодов могут бытьиспользованы световоды любой конфигурации, имеющие выходное рабочее сечение прямоугольнойй формы.Г 1 одводящий 15 и отводящий 16 световоды связаны соответственно с источником 17света и приемником 18 света, расположенными вне скважины. С приемником 18 светасвязан блок 19 обработки, а с блоком 19 обработки связан блок 20 индикации.Рассмотрим конструкцию кодовой маскина примере четырехразрядного кода Грея(фиг. 3). Кодовая маска 12 имеет 4 кодовые дорожки, каждая из которых разбитаца6 частей, причем активные участки 13кодовой дорожки 1-го (младшего) разрядапропускают свет длиной волны 1., активныеучастки дорожки 2-го разряда пропускаютсвет длиной волны 2, 3-го разряда - 3и 4-го -- 4.Подводящий световод 15 освещает все4 кодовые дорожки, причем в зависимостиот положения диска 9 на оси будут освещаться их активные или пассивные участки.Совокупность активных и пассивных участков дорожек кодовой маски, попавших в поле действия света, задает кодовую комбинацию, для которой активный участок соответствует логической 1, пассивный участоксоот четствует логическому О,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 2В таблице приведены кодовые комбинации 4-разрядного кода Грея и соответствующие им сигналы, подаваемые в отводящий световод, причем наличие импульса света заданной длины волны означает присутствие 1 в соответствующем разряде, а его отсутствие - наличие О,В соответствии с таблицей каждой кодовой комбинации соответствует определенное значение зенитного угла, взятое с шагом Л Э, где Л 8= ;., - О;.Устройство для измерения зенитного угла (фиг. 1) работает следующим образом.От источника 17 света по световоду 15 свет подается на кодовую маску диска 9 и, пройдя через соответствующие активные участки, свет определенных длин волн попадает в отводящий световод 6 и поступает в приемник 18 света, а с него в цифровом виде - в блоки 19 обработки и 20 индикации. В исходном состоянии, когда корпус 1 прибора расположен вертикально, на диске 9 устанавливается нулевая кодовая комбинация 0000, соответствующая углу Ио. При отклонении корпуса 1 от вертикали в любом направлении рамка 5 под действием отвеса 6 ориентируется вместе с преобразователем угол - код в апсидальцой плоскости, а кодовый диск 9 под действием отвеса 11 возвращается в исходное положение, поворачиваясь вокруг своей оси. Вместе с корпусом 1 отклоняются и торцы световодов 15 и 16.Угол отклонения равен зенитному углу, значение которого считывается с кодовой маски отводящим световодом в соответствии с таблицей. Например, если диск повернется на угол 69, то через активные участки кодовой маски пройдет свет с длинами волн 14 ХзЬ, который поступит на приемник 18 света, с выхода которого будет передана на блок 19 обработки эквивалентная ему кодовая комбинация 1101, а из блока 19 обработки сигнал поступит на блок 20 индикации.Устройство, показанное на фиг. 2, работает аналогично, только в нем не происходит ориентирования преобразователя угол в к в апсидальной плоскости ввиду отсутствия ориентированной рамки.При увеличении количества кодовых дорожек будет увеличиваться разрядность кода, а принцип работы устройства не изменится,Предлагаемое устройство по сравнению с известным проще по конструкции, так как в нем аннулированы электродвигатель и три диска. Вынос источника и приемника света за пределы прибора позволяет значительно уменьшить габариты скважинного прибора, что очень важно для обеспечения возможности использования устройства в скважинах малого диаметра. Использование в устройстве световодов, связываюших кодовую маску с источником и приемником света, обладающих высокой разрешающей спо80493 Сигнал в отводящемсветоводе Зенитный угол Кодовая комбинация 0000 0001 0011 0010 3 2Лз г ГЛЛ 0110 0111 0101 0100 1100 1101 О 1110 В 2 1010 1011 1001 1000 113собностью, также позволяет существенноуменьшить габариты скважинного прибора,Предлагаемое устройство обладает также повышенной точностью по сравнению с известным. Повышение точности осуществляется за счет возможности использования кодового диска с большим числом разрядов и высокой разрешающей способностью, характерной для оптических преобразователей, использующих световоды. Например, при диаметре одного волокна световода, раваном 0,1 мм, диаметре кодового диска 4 см и числе разрядов (например, кода Грея), равном 10, можно получить точность измерения порядка 0,1 О. Повышению точности способствует также использование для передачи сигнала из скважин на поверхность световодов, обладающих высокой помехоустойчивостью, что очень важно при использовании скважинного прибора в устройствах, в которых установлены рарличнь 1 е 10 электрические механизмы, например ввгрунто.проходческих машинахСоставитель А. Цвет Тсхрсд И. Верее Тираж 539 НИИПИ Государственного ком по делам изобретений и о 35, Москва, Ж - 35, Раушска ППП Патент, г. Ужгород, Редактор Н. ТупицаЗаказ 5 Ь 6627В ковКоррект(Подписькитета СССРткрытийя наб., д.ул. Проект