Устройство автостробирования сигналов акустического каротажа

ЯОА СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1/40 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИЙ ПИ ОБРЕТЕНИ 8 ТОРСИОМУ СВ(21) 3457222/18-25 : ных интервалов,о т л и ч а ю щ е е- (22) 24.06.82 с я тем, что, с целью повышения на- (46) 07.11.83. Бюл. 1 . дежности и то 4 ности выделения первых (72) В,И, Антоненко . : вступлений сигналов ближнего и даль- (71) Краснодарская группа подразде- него каналов акустического каротажа, лений НИИИоргеофизики. в него дополнительно введены два ана- (53) 550.83,(088,8) логовых ключа, два формирователя уп- (56) 1. Авторское свидетельство СССР равляющих импульсов, два узла ана- В 771589, кл, 6 01 7 1/40, 1977. логовой памяти, формирователь стробирующих и блокирующих импульсов и2. Авторское свидетельство СССР логический узел, причем выходы гене- М 687432, кл. С 01 У 1/40, 1977. ратора линейно изменяющегося напряже 3. Авторское свидетельство СССР нияподсоединены к формирователю М 750413, кл. 6 01 Ч. 1/40, 1978 стробирующих и блокирующих импульсов (прототип). непосредственно и через аналоговыеключи и узлы аналоговой, памяти, входы . (54) (57) УСТРОЙСТВО АВТОСТРОБИРО- логического узла соединены с выхода-ВАНИЯ СИГНАЛОВ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖК, ми формиРователя стробнрУющих и блосодержащее узел синхронизаций, гене- кирующих импульсов и узлом выделератор линейно изменяющегося напряже- . ния сигналов, выходы логического узла ния, формирователь временных интерва- подсоединены к форйирователю временлов и узел выделения сигналов, при . ных интервалов, а выходы последнего этом узел синхронизации подсоединен через .формирователи управляющих им- Я к генератору линейно изменяющегося пульсов подсоединены к управляющим напряжения и к формирователю .времен- входам аналоговых ключей в 4Изобретение относится к промысловой геофизике, в частности к аппаратуре акустического каротажа, и может применяться при измерении кинематическнх параметров сигнала.Изучение кинематики акустических волн в скважинах - .основная задача акустического каротажа, а такое изучение возможно только при надежном выделении первых Фаз поступающего . сигнала. Наличие шумов самой различной природы затрудняет выделение сигнала, поэтому надежное выделение сигнала до сих пор остается основной проблемой при разработке аппаратуры акустического каротажа.Известно устройство, которое содержит усилитель сигнала, пороговое устройство и стабилизатор частоты шумовых сбоев. Сигнал выделяется пу, тем автоматического регулирования порога срабатывания и путем поддержания его выше уровня шумов, следующих с максимальной частотой,при пропускании на выход редких срабатываний. Устройство позволяет существенно повысить точность. Фиксации момента прихода сигнала 1 .Однако даже единичные помехи в устройстве могут нарушать работу выделителя и ухудшать точность измерений. Для дальнейшего повышения достоверности выделения сигнала необходимо уменьшить время ожидания полезного сигнала, т.е, блокировать . "мертвое времяф или стробировать первые вступления сигнала.Известно устройство для выделения сигналов, которое содержит узлы слежения за первым встуйлением ближнего канала и стробирование сигнала дальнего канала через расширитель импульсов и позволяет наряду с пороговым выделением сигнала стробировать первые вступления 2Использование расширителя импульсов увеличивает эффективность слежения за сигналом дальнего ка-, нала, однако в тонкослоистых разрезах такая система не дает нужных результатов. Кроме того, устройство схематически сложно, требует кропотливой настройки и может бить венадежньм в эксплуатации;Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для автоматической , Фиксации сигнала при акустическом каротаже, содержащее узел синхронизации, генератор линейно изменяющегося напряжения; формирователь временных интервалов и узел выделения сигнала, при этом узел синхронизации подсоединен к генератору.линейно изменяющегося напряжения и к формирователю временных интервалов. Основными элементами устройства являются усилитель информационногосигнала, пороговое устройство,формирователь врЕменных интервалов,инерционное звено, генератор строб-импульсов и Формирователь управляющегонапряжения. Инерционное звено содержит генератор пилообразного напряжения, ограничитель длительностипилы, триггер, одновнбратор, компаратор и пиковый детектор. Основные 10 элементы устройства обеспечивают выделение сигнала по порогу, интегрирование информационного сигнала впределах строб-импульса и автомати.ческую регулировку усиления сигнала.15 Элементы инерционного звена составляют вторую часть устройства, предназначенного для автоматическогослежения за информационным сигналом.Импульсы С формирователя временныхинтервалов поступают на генераторпилообразного напряжения, которыйгенерирует пилообразное напряжение,,соответствующее, по длительности ин- .тервальныи импульсам, которое подает ся на вход компаратора. Передний,фронт импульса компаратора Формируется в момент. равенства пилообразного напряжения на его неинвертирующем входе и напряжения на инвер- .тирующем входе, поступающего с пикоЗ 0 вого детектора, Передний фронт оп-,ределяет началО стробирующего им-.пульса. Окончание стробирующего импульса определяется длительностьюодновибратора и ограничивает скорость перемещения стробирующего импульса при пропадении или резкомуходе сигнала.Использование инерционного звена, ограничивающего скорость перемещейия,строб-импульсов, 46 повнаает .степень автоматизации прификсации информационного сигнала 31.Основной недостаток этого устройства состоит в том, что оно имеет щ 5 .один канал и прй слежении эа вступлением сигнала в ближнем канале. идальнем канале время ожидания сигнала намного большЕ, чем в ближнем,а в дальнем канале и беэ этого ве-,роятность ложного срабатывания обично больше, чем в ближнем канале.,Применение двух независимых устройствусложняет устройство слежения инедает заметного улучшения эксплуатационных характеристик Дване 55 связанных ме ду собой устр,йства слежения не исключают воэможности срабатывания по шумам так,.что, например, временной интервал ближнего канала окажется больше,. чем временной 60 интервал дальнего канала, .что будетгрубейшей ошибкой. Кроме этого, вустройстве не предусмотрена регулировка ширины "окна" строб-импульсаи, следовательно, возможность сле жения за выбранной Фазой сигнала.Устройство не обеспечивает режима ожидания сигнала, т.е. прн кратковременном пропадании сигнала нанесколько циклов строб-импульс быстро передвигается в область поперечных или лэмбовских волн и возможен 5 "захват" выделения эа лэмбовскую , волну, Этк недостатки приводят к определенному проценту брака зарегистрированного материала.Цель изобретения - повышение на дежности и точности выделения первых вступлений сигналов ближнего и дальнего каналов акустического каротажаПоставленная цель достигается 5 тем, что в устройство автостробирования сигналов акустического каротажа, содержащее узел синхронизации, генератор линейно изменяющегося на-.пряжения, формирователь временных . интервалов и узел выделения сигналов, при этом узел синхронизации подсоединен к генератору линейно изменяющегося напряжения и к Формкрователю временных интервалов, до-.полнительно введены два аналоговых ключа, два формирователя управляющих импульсов; два узла аналоговой памяти, формирователь стробкрующкх и блокирующих импульсов и логичеС- кий,узел, причем выходы генератора.лкйейыо йзменяющегося напряжения подсоединены к Формирователю стробируз- щих к блокирующих импульсов непосредственно и через аналоговые ключи и узлы аналоговой памяти, входы логи ческого узла соединены с выходами формирователя стробкрующих и блокирующих импульсов и узлом выделения сигналов, выходы логического узла: подсоединены к формирователю времек ных интервалов, а выходы последнего через Формирователи управляющих им- пульсов подсоединенй к управляющим входам аналоговых ключей.На фиг.1 показана ФункцкокалькаМ . схема устройства автостробировакия сигналов акустического каротажа, на Фиг. 2 - временные диаграммы работы устройстваУстройство состоит из узла 1 скн-,5 хронизации, выделителя 2.сигналов, генератора 3 линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН), двух аналоговйх ключей 4 и 5, двух формирователей 6 и 7 управляющих кмпульсов, двух уз- лов 8 и 9 аналоговой памяти,формк 5 рователя 10 стробирующих и блокирую" щих импульсов, логического узла 11 к Формирователя 12 временных импуль-.сов.Узел 1 синхронизации соедкнеа,с Ю ГЛИН 3 и Формирователем 12. ГЛИН 3 подсоединен к формирователю .10 не" посредственно и через аналоговые, ключи 4 и 5 и узлы 8 и 9 аналоговой памяти. Входы логического узла 11 .65 подсоединены к выделителю сигналов 2 и формирователю 10 стробирующих и блокирующихимпульсов, а выходы соединены с Формирователем 12 временных интервалов. Выходы формирователя 12 через формирователи 6 и 7 подсоединены к управлФощим входам аналоговых ключей 4 и 5.Названные узлы построены по общеизвестным схемам и могут быть собраны иа любых элементах.В .рабочем режиме узел 1 синхронизации вырабатывает синхроимпульс 13, который запускает ГЛИН 3 и формирователь 12. На выделитель 2 сигналов поступает информационный сигнал ближнего 14 и .дальнего 15 каналов. Выделитель 2 сигналов вырабатывает информационные импульсы 16 и 17 по превышению порога или по переходам фаэ сигналов через нуль соответственно ближнего к дальнего каналов. Выработанные импульсы поступают на логический узел 11, который представляет собой логику ЗИИЛИ с формирователями. На этот же логический узел 11 поступают строб-импульсы от формирователя 10; Работу Формирователя 10 определяет ГЛИН 3, последний запускается от узла 1 синхронизации в момент излучения акустического импульса и вырабатывает линейно нарастающие напряжения О, (+ЭО) и (-АО) - 18. Регулируя величину ЬЦ , изменяют ширину Строб- импульса. В узлах 8 к 9 аналоговой памяти хранятся соответственно напряжения . О, и ОНркнаип работы Формирователя 10 .стробирующих и блокирующих импульсов ясен из временных диаграмм (Фиг.2). формирователь 10 может содержать несколько компараторов,срабатывающих при сравнении напряжений О и 1 АОг с напряжением узлов памяти О. и Оу формирователь 10 Фюрмкрует блокирующий импульс 19, временное положение положительного Фронта которого регулируется оператором для запрета срабатывания устройства по помехам до первого вступления, Начало строб-импульса 20 ближнего канала определяется прк сравнении нарастающего напряженияь Ог с йапряжением узла 8 :памяти ближнего канала О задний Фронт строб-импульса соответствует моменту сравнения напряжения 04 с. унапряжеиием - ЬОг.Строб-импульс 20 поступает на логический узел 11 и разрешает прохождение информационного импульса 16 на стоп-вход формирователя 12, который формирует временной интервал 21 ближнего канала. В случае пропадания информационно.го импульса 16 триггер временногоинтервала 21 будет опрокинут в исходное состояние импульсом 22, сформированным по заднему фронту строб- импульса 20.По заднему фронту временного интервала 21 формирователь 6 вырабаты- ,5 вает импульс 23, в течение которого открывается аналоговый ключ 4, заряжая конденсатор узла аналоговой памяти 8 до напряжения 01, равного напряжению О в момент прихода пер-.1 О вого информационного импульса 16. При изменении временного положения импульса 16 положение строб-импульса 20 будет следовать за импульсом 16, т,е. будет обеспечиваться временное 1 стробирование сигнала. Формирование импульса 23 (при пропадании импульса 16) может быть отключено, и тогда устройство будет находиться в режиме ожидания сигнала. По дальнему каналу Формирователь 10 вырабатывает первый строб-импульс 24 и вторбй строб-импульс 25. Первый строб- импульс 24 связан с местоположением первого вступления ближнего канала, и его начало устанавливают порядка 60 мкс (для базы зонда 0,5 м), т.е. минимальное время, раньше которого информационный сигнал дальнего канала ве должен прийти. Длительность строб-импульса 24 может быть установлена равной (или меньше) максимальной величине интервального времени Ьй, которое для базызонда 0,5 м порядка 300-350 мкс. Налйчие этого строб-импульса резко 35 уменьшает вероятность ложных срабатываний по дальнему каналу и разность временных интервалов не может превысить допустимую .Ь 1300 мкс.Начало и конец второго строб импульса 25 определяются при сравнении напряжений + ЬБ с напряжением Б узла 9 памяти. Первый импульс 17 информационного сигнала дальнего канала от выделителя 2 сигналов так же, как и в ближнем канале, опрокидывает триггер узла 11, Формируя временной интервал 26. При пропадании сигнала триггер временного интервала.,26 опрокидывается импульсом 27,сформированным по заднему фронту, а импульс 28, сформированный Формирователем 7 по заднему фронту временного интервала 26, открывает аналоговый ключ 5 и заряжает конденсатор памяти узла аналоговой памяти 9 до напряжения Ид, равного текушему напряжению Бр в момент прихода первого информационного сигнала дальнего канала, Слежение за сигналом и режим ожидания сигнала обеспечиваются так же, как и в ближнем канале, но в пределах первого строб- импульса 24, связанного с сигналом ближнего канала. Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает автоматическое стробирование сигналов ближнего и дальнего каналов с возможностью регулирования ширины строб-импульса вплоть до слежения эа выбранной фазой сигнала, кроме того, стробирование сигнала в дальнем канале связано с временным положением.сигнала в ближнем канале и не выходит эа пределы реально возможного интервального времени, которое может быть установлено, например, для скважинного зонда с базой .0,5 м в пределах от 60 до 300 мкс. Преимущества предлагаемого устройства позволяют увеличить надежность выделениясигналов акустического каротажа и повысить точность измерения как кинематических, так и динамических параметров информационного сигнала.1053038 77 Составитель Н. ЖуравлеваТехред А.Бабинец Корректор А. Повх Редактор М, Тка э 8866/44 ст бр 4 5 Филиал ППП ."Патент", г. Ужгород, ул. Проектн Тираж 7 НИИПИ Госуда по делам иэ 035, Москва,Подписноенного комитета СССений и открытийРауюская наб д