Преобразователь зенитного угла

(51) 4 .Е 21 В 47/02 РЕТЕНИЯ ВИДЕТЕЛЬСТВ Н АВТОВСНОМ ьство СССР 7/02, 1981. 4) ПРЕ7) Изо РАЗ ете мож ения для определ ложения тра ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПОДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ(71) Уфимский авиационный институтим.Серго Орджоникидзе и Всесоюзныйнаучно-исследовательский и проектноконструкторский институт геофизических исследований геологоразведочныхскважин(56) Авторское свидетелУ 1002548, кл. Е 21 В 4 ТЕЛЬ ЗЕНИТНОГО УГЛАотносится к области быть использовано пространственного пони скважины. Цель изобретения - повышение точности измерения зенитного угла, Преобразователь зенитного угла содержит рамку 1 с эксцентричным грузом 2, токосъем 3, маятник 4 с установленным на нем постоянным магнитом 5 радиального намагничивания, грузом 6 и жидкостным маятниковым переключателем (ЖМП) 7. На рамке 1 установлены две. секции коррекционной обмотки 8, соединенные последовательно. Вдоль оси маятника 4 расположен магнитомодуляционный датчик 9 угла. Датчик 9 и ВИП 7 угла с помощью токосъема 3 электрически связаны с электронным блоком включаюЭс щим генератор, два инвертора, два э ключа и усилитель, При вертикальностиоси маятника 4 воздушный пузырек ЖМП 7 находится в среднем положении, По- С тенциал на его центральном электроде1435769 ранен полусумме потенциалов на крайних электродах, то есть равен нули,При наклоне преобразователя изменяется потенциал центрального электрода,который может быть как положительнь.м,так и отрицательным, С электронногоблока в коррекционную обмотку 8 поступают положительные или отрицательные импульсы. В результате взаимодействия импульсного направленного поля Изобретение относится к бурениюпромысловых и геологораззедочных скважин и может быть использовано в составе инклинометрической аппаратуры приопределении пространственного положения траектории скважины,Целью изобретения является повышение точности измерения змщтного угла.На фиг,1 изображена кинематическаясхема преобразователя зенитного углавид спереди; на фиг,2 = то же, видсбоку; на фиг,З - структурная схемаэлектронного блока преобразователя.Преобразователь соцевжит рамку 1с эксцентричным грузом 2, на оси которой установлен токосъем 3, маятник4 с установленными на нм постоянныммагнитом 5 рациального намагничивания,который расположен в маятнике 4 свозможностью установки его оси намаг Оничивания перпендикулярно оси вращения рамки 1 при вертикальном положении преобразователи, грузом 6, жидкостным маятниковым переключателем(ЖИП) 7, укрепленным на маятникеперпендикулярно оси его вращения, Нарамке 1 вдоль продольнй оси установлены две секции коррекционной обмотки8, соединенные последовательно, авдоль оси маятника 4 магнитомодупяци",ЗОонный датчик 9 угла, реагирующий наугловые повороты постоянного магнита5, ЖМП 7 и датчик 9 угла с помощь.о токосъема 3 электрически связаны с электронным блоком, в котором генератор 3510 прямоугольных импульсов подключенк входу первого инвертора 11 и первого ключа 12, выход первого инвертора 11 подключен к входу второго клюобмотки 8 и постоянного поля магнита 5 маятник 4 стремится повернуться по направлению результирующего вектора, Воздушный пузырек ЖМП 7 занимает среднее положение между крайними электродами, Выполнение датчика 9 угла в виде магнитомодуляционного преобразователя углового перемещения постоянного магнита 5 однозначно определяет положение маятника 4, 1 з,п, ф-лы, 3 ил,2ча 13, выходы ключей 12 и 13 подключены к входу усилителя 14, выход которого соединен с выводом коррекционной обмотки 8, другой вывод коррекционной обмотки 8 заземлен, управляющий вход ключа 12 подключен к выходувторого инвертора 15, а управляющийвход ключа 13 - к входу второго инвертора 15 и к центральному электроду ЖМП 7, два крайних электрода которого подключены к плюсу и минусунапряжения питания через резисторы 16,Преобразователь работает следующимобразом,Когда ось маятника 4 вертикальна,воздушный пузырек ЖМП 7 находится всреднем положении (фиг.1) и потенциал на его центральном электроде бу"дет равен полусумме потенциалов накрайних электродах. т.е. нулю, Приэтом на выходе второго инвертора 15будет также нулевой сигнал и ключи12 и 13 при нулевом управляющем сигнале будут закрыты, При наклоне преобразователя на некоторый угол рамка1 под действием момента эксцентричного груза 2 поворачивается до совпадения плоскости вращения маятника 4с апсидальной плоскостью, маятник 4отклоняется и под действием груза 6стремится развернуться по вектору ускорения свободного падения. Наличиесухого трения в опорах маятника 4препятствует этому, При этом смещение воздушного пузырька МЖП 7 приводит к изменению потенциала третьего(среднего) электрода, по положительному значению которого открываетсявторой ключ 13 и через инвертор 15закрывается первый ключ 12, а по от" рицательному значению потенциала наоборот, На входы ключей 12 и 3 поступают прямоугольные импульсы поло 5 жительной полярности с выхода ГПИ 10 и отрицательной с выхода инвертора 11, Следовательно, в коррекционную обмотку 8 через усилитель 14 поступают положительные или отрицательные 10 импульсы в зависимости от состояния ключей 12 и 13, Коррекционная обмот.ка 8 установлена в рамке так, чтобы наводимое в ней импульсное Электромагнитное поле пронизывало постоян ный магнит 5 маятника 4 в продольном направлении рамки 1. В результате взаимодействия импульсного направленного поля коррекционной обмотки 8 и постоянного поля магнита 5 маятник 20 4 стремится повернуться по направлению результирующего вектора до положения маятника 4, в котором воздушный пузырек ЖИП 7 занимает среднее положение между крайними электродами; 25 данное положение маятника 4 является наиболее устойчивым. Выполнение датчика 9 угла в виде магнитомодуляционного преобразователя углового перемещения постоянного магнита 5 од-, 30 ноэначно определяет положениемаятника 4,Известные меры по уменьшению момента трения в опорах маятников для инклинометрических преобразователей зенитного угла; применение прецизионных подшипников качения, разгрузка опор поплавками-маятниками в жидкости и др. позволяют достичь порога чувст- щ вительности не менее 20 угл,мин. Формула изобретения1, Преобразователь зенитного угла,содержащий рамку с эксцентричным гру"зом, маятник с взаимно перпендикулярными осями вращения, жидкостный маятниковый переключатель, установленныйна маятнике, токосъем, датчик угла,источник питания, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности, он снабжен цилиндрическим постоянным магнитом радиального намагничивания,.неподвижно закрепленным намаятнике, коррекционной обмоткой, установленной на рамке по оси ее вращения, генератором прямоугольных импульсов, первым и вторым инверторами, пер 1вым и вторым ключами и усилителем,причем выход генератора прямоугольных импульсов подключен к входу первого ключа и через первый инвертор квходу второго ключа, выходы первогои второго. ключей соединены с входомусилителя, выход которого эаземленчерез коррекционную обмотку, при этомпервый и второй электроды жидкостногомаятникового переключателя соединенычерез резисторы соответственно с плюсом и минусом источника питания, третий электрод подключен к управляющему входу второго ключа и через второй инвертор к управляющему входу первого ключа,2. Преобразователь по п.1, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что постоян.ный.магнит радиального намагничиваниярасположен в маятнике с возможностьюустановки его оси намагничивания перпендикулярно оси вращения рамки привертикальном положении преобразователя.1435769 Составитель А,РыбаковТехред И Лоданич Корректор В,РоманенкоРедактор Г.Волков акаэ 5623 31 скан наб., д,г, Ужгород,ческое предпрняти роизводственно-поли оектная,ВИИИПИ Го по дел 13035, Моск