Устройство для измерения интервального времени

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ШИ 61) 1 у 1 ЕНИЯ ПИ ТОР 6Ром ие Всельскогоодов разеле ват ме ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЬМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИЙъ НИЕ ИЗОБРЕ ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Наро-фоминское отд нсоюзного научно-исследо еинститута геофизических тведки(56) 1. Ивакин Б.Н., Карус Е.ВКузнецов О.Л. Акустический методисследования скважин. М., "Недра",1978, с, 152-1542. Медвидь Я.В., федорив Р.ф.Повышение точности измеренич интервального времени прн акустическомкаротаже скважин. - В кн.: Геофизическач аппаратура, вып. 64, М.,:которого соединены со средними контактами. первого и второго ключей,незаземпенные контакты последнихсоединены с незаземпенной обкладкойбуферного конденсатора и первымиконтактами третьего и четвертого клефчей, второй контакт третьего ключасоединен с инвеосным входом усилителя постоянного тока, в цепь отрицательной обратной связи которого включен накопительный конденсатор, а выход усилителя постоянного тока, являющийся выходом устройства, соединен с вторым контактом четвертого ключа, вход управления первого ключа, является первым входом устройства, вход управления третьего ключа соединен с выходом первого и входом второго одновибраторов, выход последнего соединен с входом упоавления четвертого ключа, а вход первого одновибратора является вторым входом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повыЬ 1 ения точности определения интервального време- щ ни, онодополнительно содержит генератор образцовой частоты, регулируемый Формирователь временных интервалов, регулятор и схему совпадений, С при этом первый вход регулируемого формирователя временных интервалов соединен С входом первого одновибратора и первым входом схеьы совпадений, второй и тоетнй входы регулиоуе мого формирователя временных интервалов соединены с внходами генератора образцовой частоты,и регулятора, вь 1 ход регулируемого формирователя временных интервалов соединен с вторым входом схемы совпадений, выход которой соединен со входом управления второго ключа,Изобретение относится к вычислительной и измерительнойтехнике,предназначено для измерения среднегозначения разности длительностей двухслучайных чередующихся временных интервалов и., в частности, может быть 5 использовано в аппаратуре акустического каротажа скважин для измерения интервального времени - времени раса пространения упругих колебаний в исследуемой среде на заданном расстоя 40 . нии.Известно устройство, состоящее из двух измерителей временных интервалов и блока вычитания, с выхода которого на регистратор, подается 15 напряжение пропорциональное разности длительностей временных интерва-. лов (1 Д .Недостатком этого устройства является зависимость выходного напряжения от частоты следования импульсов, а также трудность обеспечения идентичности характеристик двух измерителей временных интервалов и наличие аппаратурных пульсаций 5 выходного параметра, вызванных неодновременным поступлением на нако,пительный элемент зарядных импульсов тока.Известно также устройство, в ко. тором снижены аппаратурные пульса 30 ции, однако не полностью, так как зарядный импульс тока протекает на протяжении времени пропорционального разности длительностей входных импульсов, оазряд осуществляется 35 мгновенно с помощью доэирующего конденсатора и разрядного ключа (2 .Наиболее близким по технической сути к изобретению является устройство для измерения интервального 40 времени, содержащее генератор постоянного тока, полюса которого соединены со средними контактами первого и второго ключей, незаэемпенные контакты последних соединены с незаземленной обкладкой буферного конденсатора и первыми контактами третьего и четвертого ключей, второй контакт третьего ключа соединен с инверсным входом усилителя постоянного тока, в цепь отрицательной обратной связи которого включен накопительный конденсатор, а выход усилителя постоянного тока, являющийся выходом устройства, соединен с вторым контактом 55 четвертого ключа, вход управления первого ключа является первый входом устройства вход управления третьего ключа соединен с выходом первого и входом второго одновиб раторов, выход последнегосоединен с входом управления четвертого ключа, а вход первого одновибратора является вторым входом устройстГз 365Это устройство позволяет измерят.разность длительностей двух чередующихся импульсов без аппаратурныхпульсаций выходного напряжения. Однако недостаток его состоит в том,что не представляется возможнойрегистрация смещенных оценок временных параметров импульсных акустических сигналов.При регистрации параметров акустического каротажа в аналоговом видев более крупном масштабе всегдапроизводится запись не полного выходного параметра, а только его изменяющейся части. Для разных горно-геологических условий и конкретного видаскважинных зондов акустическогокаротажа АК в основном известны пределы изменения оценок импульсныхакустических сигналов. Так, например,используя серийную аппаратуру АК сформулой зонда И 0,5 И, 1,5 П,где И - излучатели, П - приемникзонда; цифры в формуле - расстояния между элементами зонда; в карбонатных горных породах (скоростьзвука Ч = 7000 м/с) неизменяющеесяинтервальное время Ь = 60 мс и ономожет быть скомпенсировано. Такжемогут быть скомпенсировано и время(время прихода упругой волны на приемник зонда из излучателей).Неизменяющаяся часть в этом случаедоходит до 300 мс. В песчано-глинистом разрезе все перечисленные параметры увеличиваются,Известные компенсаторы, используемые в каротажных станциях, привсей их простоте отличаются неудобством использования, кроме того приих применении с изменением масштабазаписи того или иного параметранадо каждый раз подбирать величину отклоняющего компенсирующегонапряжения, что связано с понижениемпроизводительности труда геофизика-оператора.Цель изобретения - повышениеточности .определения интервальноговремени.Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения интервального времени, содержащее генератор постоянного тока, полюса которого соединены со средними контактами первого и второго ключей, неэаземленные контакты последних соединены с незаземленной обкладкой буферного конденсатора и первыми контактами третьего и четвертого ключей, второй контакт третьего ключа соединен с инверсным входом усилителя постоянного тока, в цепь отрицательной обратной связи которого включен накопительный конденсатор, а выход усилителя постоянного тока, являющийся выходом устрой10 ства, соединен с вторым контактомчетвертого ключа, вход управленияпервого ключа является первым входом устрой .тва, вход управлениятретьего ключа соединен с выходомпервого и входом второго одновибраторов, выход последнего соединенс входом управления четвертого ключа, а вход первого одновибратораявляется вторым входом устройства,дополнительно содержит генераторобразцовой частоты, регулируемыйформирователь временных интервалов,регулятор и схему совпадений, приэтом первый вход регулируемого формирователя временных интервалов соединен с входом первого одновибратора и первым входом схем совпадений, второй и третий входы регулируе,мого формирователя временных интервалов соединены с выходами генератора образцовой частоты и регулятора,выход регулируемого формирователя временных интервалов соединен а вторым входом схемы совпадений, выход которой соединенс входом управления второго ключа.На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг 2 -временные диаграммы импульсов на" .пряжения.30 Устройство состоит из генератора образцовой частоты 1, регулируемого формирователя 2 временных интервалов, регулятора 3, схемы совпадений 4, первого ключа 5, генератора 5 6 постоянного тока, второго ключа 7, буферного конденсатора 8, первого одновибратора 9, третьего ключа 10, накопительного конденсатора 11, уси" лителя 12 постоянного тока, четвер того ключа 13 и второго одновибрато" ра 14, Клеммы 15, 16 - входы устройства, а клемма 17 - выход. Полюса генератора 6 соединены со средними контактами первого и вторбго ключей 5, 7, незаземленные.контакты которых соединены с незаземленной обкладкой буферного конденсатора 8 и через нормально разомкнутыеконтакты третьего и четвертого ключей 10 и 13 соответственно соединены с входом и выходом усилителя 12 постоянного тока, в цепь отрицательной обратной связи которого включен накопительный конденсатор 11. Первый вход регулируемого Формирователя 2 соединен с входом схемы совпадений 4, входом первого одновибратора 9 и клеммой 16, Второй вход регулируемого формирователя 2 соединен с выходом генератора 1, 60 третий вход регулируемого формирователя 2 соединен с регулятором 3.Выход регулируемого Формирователя 2 соединен с вторым входом схемы совпадений 4, выход которой соеди нен с входом управления второго ключа 7. Выход первого одновибратора 9 соединен с входом управления третьего ключа 10 и входом второго одновибратора 14, выход которого соединен с входом управления четвертого ключа 13.Устройство работает следующим образом.На первый вход (клемму 15) подана последовательность импульсов длительностью(Фиг. 2 а), а на второй вход (клеьму 16) длительность(фиг. 2 6).Пусть в исходном состоянии выходное напряжение Ц = О. При поступлении импульса длительностью с; первый ключ 5 подсоединяет один полюс генератора 6 к буферному конденсатору 8 и последний на протяжении времени заряжается током 3 о до напряжения 0, =-- , где 3 =сопэ 1Зовювеличина тока генератора 6; С - величина емкости буферного конденсатора 8. По окончании действия имипульсапервый ключ 5 возвращается в исходное состояние.При поступлении на клемму 16 импульса длительностью , и под действием импульсов с выхода генера.тора образцовой частоты 1 на выходе регулируемого формирователя 2 образуется импульс постоянной длительности ьо (фиг. 2 ь) . Величина длительности То устачавливается с помощью регулятора 3.Импульс ь и со поступают на схему совпадений 4, на выходе которой образуется импульс длительностью д" "о (фиг. 2). Под действием импульса с выхода схемы совпадений 4 второй ключ 7 подключает другой полюс генератора 6 к буферному конденсатору 8 и последний переэаряжается током 3 О на протяжении отрезка времени равного по величине 2 - о (фиг, 2) . Задним фронтом импульса 2 запускается первый одновибратор 9, на выходе которого формируется импульс постоянной длительности. Под действием этого импульса эаккается третий ключ 10 и буферный конденсатор 8 подсоединяется к входу усилителя 12. В результате накопйтельному конденсатору 11 сообщается зарядЧ =Сдо =о("-",),где а =-- интервальноевремя. Следовательно, на выходе устройства (клемма 17 напряжение изменится на величину 4 Ъ С оЬс- оаЧ,- . - - . - ао: - о С СС 7где С - величина емкости накопитез 1 ьного конденсатора 11.Задним фронтом импульса с выхода первого одновибратора 9 запускается второй одновибраторл 14, Под действием импульса с выхода второго одновибратора 14 замыкается четвертый ключ 13 и буферный конденсатор 8 заряжается до значения - Ч, выходного напряжения.Но приходу второй пары импульсов 2, , работа устройства повторится и выходное г,пряжение возрастет на величинул лпричем аЧД саЧДПо приходу-ой пары импульсов выходное напряжение изменится наО 1 ф 1С р)С С гдеМ - - значение выходного напряжения в момент прихода ( -ой пары импульсов,Приравнивая правые части уравнений Ц и,2), найдем в явном виде выражение для М 6)цй Ь. ",циам-ЮЗобо 3 о где О = - ва К = -- = сове0 с ф О с При выполнении условия устойчивости(1- ф с 1 после окончания переходйого процесса ЧЯ:К а 2-0,Исходя из априорных сведений обисследуемой среде, 0 о выбираем такйм, чтобы скомпенсировать определенное значение в 2 .Следует отметить, что в случае,когда на клемму 15 импульсыне подаются, то устройство производит вычисление .смещенных оценок длительностей входных импульсов, т.е. оно может использовать как для измерения средних значенийи лтак и для измерения смещенного среднего значения интервального времени.Данное устройство может применяться во всей. серийно выпускаемойаппаратуре акустического каротажаскважин.Использование .устройства для д измерения интервального времени вбазовой аппаратуре акустическогокаротажа АКНпозволит с большойточностью .применять более крупныемасштабы записи за счет их установки только в изменяющейся части выходного параметра, что в свою очередь, позволит с большой точностьюрегистрировать параметры акустического каротажа в процессе записи,упростит труд операторов и повыситпроизводительность труда при производстве геофизических исследованийакустическим методом.1061085 о .г ель Н,Журавлева ергель остави ехред И Редактор О, Колеснико Заказ 10034/ у дВв ю тЧюю е ееешаевою ваещею ееиал ППП фПатентф, г. УЖгород, ул. Проектная 48 Тираж 710НИИПИ Государственногопо делам изобретений13035, Москва, Ж"35, Ф комитета и открытийаушская на орректор Г. Решетнодписное