Устройство автостробирования сигналов акустического каротажа

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛВТОСТРОБИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА , содержащее узел синхронизации, генератор линейно изменяющегося напряжения , узел вьзделения сигналов, дна узла памяти с формирователями управляющих импульсов, формирователь стробирукяцих импульсов и логический узел, при этом генератор линейно нарастающего напряжения подсоединен к узлу синхронизации и к формирователю стробирующих импульсов непосредственно и через узлы -памяти, логический узел соединен с формирователем стробирукщих импульсов, с узлом выделения сигнала, с узлом синхронизации и с формирователями управляющих иьтульсов узлов памяти, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости устройства, в него дополнительно введены формирователь окна ожидания сигнала, элемент установки длительности периода и ширины окна, второй логический узел и два узла накопления сигналов, причем О) формирователь окна ожидания сигнала подсоединен к элементу установки длительности периода и ширины окна, к генератору линейно изменяющегося напряжения, к узлам памяти и к второму логическому узлу, а последний соединен с узлом вьщепения сигнала, ел с узлом синхронизации и через узлы накоплений сигналов с формирователя sj №1 управлякхцих импульсов узлов памяти. ел

1157501

20

30

40

Изобретение относится к промысловой геофизике, в частности к аппаратуре акустического каротажа.

Вьделение первого вступления продольных волн является основной задачей акустического каротажа. Выделению сигнала препятствует наличие шумов самой разли:::ой природы, Лля повьппения надежности выделения волн используются и предлагаются самые различные способы и устройства.

Известно устройство, содержащее усялитель сигналов, пороговое устрой ство и стабилизатор частоты сбоев.

Сигнал выделяется путем автоматического регулирования порога срабатывания компаратора, при этом поддерживается порог выше уровня шумов (13

Устройство повышает надежность срабатывания по полезному сигналу, однако редко следующие импульсы помех могут вызывать единичные слои, ухудшающие точность изменений кинематических параметров акустического сигнала.

Известно также устройство для автоматической фиксации сигнала при акус тиче ском каротаже, содержащее усилитель информационного сигнала, пороговое устройство, формирователь временных интервалов, инерционное звено, генератор строб-импульсов и формирователь управляющего напряжения, В инерционное звено входит генератор пилообразного напряжения, ограничитель длительности, триггер, одновибратор, компаратор и пиковый детектор. Автоматическая регулировка усиления сигнала повьппает надежность вьделения сигнала по порогу.

Инерционное звено включает в себя элементы, предназначенные для автоматического слежения за первыми вступлениями, Передний фронт импуль- 45 са с выхода компаратора формируется в момент равенства пилообразного напряжения и напряжения, поступающего с выхода пикового детектора. Передний фронт определяет начало стробирукицего импульса, Окончание строб-импульса определяется длительностью одновибратора и ограничивает скорость перемещения стробирукицего импульса при резком уходе сигнала, Названные узлы и их взаимодействие повьгшают надежность фиксации первого вступления 12).

Основной недостаток устройства в том, что слежения эа сигналами в ближнем и дальнем каналах при акустическом каротаже не связаны, что ухудшает надежность выделения сигнала в дальнем канале.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство автостробирования сигналов акустического каротажа, включающее в себя узел синхронизации, генератор линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН 1, узел вьделения сигналов, два узла памяти с формирователями управляющих импульсов, формирователь стробирукицих импульсов и; логический узел, при этом генератор линейно нарастающего напряжения подсоединен к узлу синхронизации и к формирователю стробирующих импульсов непосредственно и через узлы памяти, логический узел соединен с формирователем стробирующих импульсов, с узлом вьделения сигнала, с узлом синхрони- . зации и с формирователем управляющих импульсов узлов памяти.

Работу устройства определяет ГЛИН, который запускается от узла синхронизации в момент излучения акустического импульса и вырабатывает три смещенные по уровню, линейно нарастающие напряжения. Разница по уровню этих напряжений задает ширину стробимпульсов по ближнему и дальнему каналам. Эти напряжения определяют также времяположения блокирующих импульсов по обоим каналам. Времяположение стробирующего импульса по дальнему каналу связано со стробирующим импульсом ближнего канала.

Преимущество этого устройства в том, что оно обеспечивает автоматическое стробирование сигналов с воэможностью регулирования ширины стробимпульса, вплоть до слежения за выб-ранной фазой сигнала, а стробирование сигнала в дальнем канале связано с временным положением сигнала в ближнем канале и не выходит эа пределы реально возможного интервального времени. Очевидно, чем меньше длительность строб-импульса, тем вьппе помехоустойчивость устройства. Однако для данного устройства ширина стробимпульса должна быть не меньше длиl 1S7SOl тельности двух периодов сигнала, т.е, когда в заданное окно попадают дватри импульса, выделенных по одноимен. ным фазам сигнала. Это определяет режим автоматического поиска сигнала и 5 слежение за ним. Однако в этом случае в окно ожидания сигнала может попадать помеха, нарушающая работу устройства Г23.

Недостатком устройства является

10 то, что при сокращении окна устройство переходит в режим слежения за фазой сигнала, и при случайном перескоке на вторую или третью фазу автоматически слежение не может возвратиться на первую фазу сигнала. Необходимо вмешательство оператора..

Целью изобретения является повышение помехоустойчивости устройства путем выделения сигнала в автоматическом режиме поиска сигнала.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство автостробирования сигналов акустического каротажа, содержащее узел синхронизации, генератор линейно изменяющегося напряжения, узел выделения сигналов, два узла памяти с формирователями упранляющих импульсов, формирователь стробирующих импульсов и логический узел, при этом генератор линейно нарастающего напряжения подсоединен к узлу синхронизации и к формирователю стробирукицих импульсов непосредственно и через узлы памяти, 35 логический узел соединен с формирователем стробирующих импульсов, с узлом выделения сигнала, с узлом синхронизации и с формирователями упранлякицих имйульсов узлов памяти, до- 4р полнительно введены формирователь окна ожидания сигнала, элемент установки длительности периода и ширины окна, второй логический узел и два узла накопления сигналов, причем формирова- 45 тель окна ожидания сигнала подсоединен к элементу установки длительности периода и ширины окна, к генератору линейно изменяющегося напряжения, к узлам памяти и к второму логическому узлу, 5р а последний соединен с узлом выделения сигнала, с узлом синхронизации и через узлы накопления сигналов с формирователями управляющих импульсов узлов памяти. 55

Введение в устройство формирователя окна ожидания с элементом установки длительности периода и ширины окна второго логического узла и двух узлов накопления сигналов позволяет установить предельно малую шири" ну строб-импульса, порядка 20-40 мкс и сформировать окно ожидания сигнала с длительностью порядка 10-30 мкс.

Малые длительности строб-импульса и окна ожидания обеспечивают высокую помехоустойчиность выделения первых вступлений волн, так как вероятность попацания помехи предельно мала.

Кроме этого сигнал или помеха, попадающая в окно ожидания используется как управляющий сигнал только после трехпятикратного непрерывного появления в этом окне, что исключает срабатывание устройства по непериодическим сигналам, какими обычно являются помехи.

Эти отличия являются существенными, так как повышают точность и надежность выделения первых вступлений продольных волн при акустическом каротаже.

На фиг.l приведена функциональная схема устройства автостробирования сигналов акустического каротажа; на фиг, 2 — временные диаграммы работы устройства.

Устройство состоит из узла 1 синхронизации, генератора 2 линейно . изменяющегося напряжения (ГЛИН), уэл;

3 выделения сигналов, двух узлов 4 и 5 памяти, формиронателя 6 стробирующих импульсон, логического узла 7, формирователей 8 и 9 управляющих импульсов, формирователя 10 окна ожидания с элементом 11 установки длительности периода и ширины окна, второго логического узла 12 с двух узлов 13 и 14 накопления сигналов.

ГЛИН 2 подсоединен к узлу l синхронизации, к формирователю 6 стробирующих импульсов непосредственно и через узлы 4 и 5 памяти, а выходы последних соединены с формирователем 10 окна, логический узел 7 соединен с формирователем 6 стробирующих импульсов, с узлом 3 сигнала, с вторым логическим узлом 12, с узлом

1 синхронизации, и с формирователем

8 и 9 управляющих импульсов узлов 4 и 5 памяти. формирователь 10 окна соединен с элементом 11 установки длительности периода, с ГЛИН 2 и через второй логический узел !2 - с накопителями 13 и 14 сигналов а

5 1157 последние соединены с формирователями8и9.

Устройство работает следующим образом.

Узел 1 синхронизации запускает S

ГЛИН 2 в момент излучения ультразвукового импульса, ГЛИН 2 вырабатывает несколько смещенных по времени линейно нарастающих напряжений 15 (15.1

15,5). При совпадении напряжений

15. 3 и 15.5 с напряжением 16 узла 4 (или 5) памяти формируется стробимпульс 17. Длительность стробимпульса 17 устанавливается меньше периода полезного сигнала 18, И т,е. захватывает только один импульс 19, сформированный вьщелителем 3 по отрицательной фазе (точка С) полезного сигнала 18. При таком строб-импульсе и выключенном формирователе . 10 окна устройство работает в режиме слежения за фазой, в данном случае за второй фазой сигнала (точка С) ° Формирователь 10 окна совместно с вторым логическим узлом

12 формируют импульс 20 окна в моменты совпадения напряжений 15. 1 и 15. 2 с напряжением 16 узла 4(5) памяти.

Регулируя смещение напряжений 15.1 и 15.2 устанавливают местоположение 3 импульса 20 окна ожиданий сигнала, Середина окна устанавливается в момент возможного появления первой отрицательной фазы сигнала (точка В) 501

При совпадении импульсов 19 и 20 на выходе логического узла появляется импульс, который поступает в узел

13(14) накопления. В узлах 13 и 14 накопления sадана определенная кратность, например три. Если сигнал

В появляется в одном н том же месте три раза подряд, с выхода узла 13(14) накопления на формирователь 8(9) поступает импульс, который скачком перезаряжает узел 4(5) памяти до напряжения 21 и положение строб-импульса изменяется (2.2). В следующем такте посылки устройство уже следит эа первой фазой (точка В), в временное положение окна ожидания 23 установится против точки А. Ширина импуль. са окна ожидания 23 определит время вероятного появления помех. При одиночных помехах узел 13(14) накопления не пропустит помеху, что обеспечит высокую помехоустойчивость устройства, Таким образом, введение новых узлов позволяет установить предельно малую ширину строб"импульса, порядка 20-40 мкс, что обеспечивает режим слежения эа фазой сигнала при автоматическом переходе устройства в режим поиска первого вступления продольной волны.

Экспериментальные испытания устройства показали его высокую помехоустойчивость.

1157501

21

15 .75

16 15

f7

22

23 — — —

Составитель Н. Журавлева

Редактор А. Шандор Техред M. Кузьма Корректор М. Самборская

Заказ 3364/45 Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4.