Устройство для измерения линейных размеров реверсивно- движущихся ферромагнитных изделий

 

Изобретение относится к промысловой геофизике. Цель изобретения - повышение точности и расширение скоростного диапазона измерений за счет исключения погрешностей и точного вьщеления момента перехода полярности метки на изделии через ноль. Посредством элемента 1 нанесения магнитных меток на изделие наносится магнитная метка. За точку отсчета при измерении перемещений принимается переход через ноль поперечной составляющей поля метки. Сигнал с выхода генератора 7 подмагничивания поступает на обмотку возбуждения феррозондов элементов 5 и 6. Если феррозонд дает выходной сигнал на второй гармонике тока подмагничивания, то сигнал с генератора 7 предварительно делится по частоте триггером 8. Одновременно сигнал с генератора 7 поступает на два формирователя импульсов укороченной длительности . За счет инвертирования сигнала подмагничивания инвертором 13 последовательности импульсов на выходе формирователей 11 и 12 смещены. Выходы с триггера 9 на управляющие входы мультиплексора 14 подобраны такими, что в каждый цикл измерений на вход мультиплексора поступает та из двух последовательностей опорных сигналов, которая не совпадает по фазе с выходным сигналом феррозонда. В момент прохождения мимо одного из элементов 5 или 6 воспроизведения i (Л 4 N5 СП 4ik СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Ш4 С 01 В 7/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4175036/24-28 (22) 23.10.86 (46) 23.09.88. Бюл. У 35 (71) Южное отделение Всесоюзного научно-исследовательского института геофизических методов разведки (72) Л.Ф.Крайзман, В.А.Степанян и А.П.Черняев (53) 621.317.39:531.717 (088 .8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1260669, кл. G 01 В 7//04, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ РЕВЕРСИВНО-ДВИЖУЩИХСЯ

ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к промысловой геофизике. Цель изобретения — . повышение точности и расширение скоростного диапазона измерений за счет исключения погрешностей и точного выделения момента перехода полярности метки на изделии через ноль. Посредством элемента 1 нанесения магнитных меток на изделие наносится магнитная метка. За точку отсчета .при измерении перемещений принимает„„SU„„1425430 А1 ся переход через ноль поперечной составляющей поля метки. Сигнал с выхода генератора 7 подмагничивания поступает на обмотку возбуждения ферроэондов элементов 5 и 6. Если феррозонд дает выходной сигнал на второй гармонике тока подмагничивания, то сигнал с генератора 7 предварительно делится IIQ частоте триггером 8. Одновременно сигнал с генератора 7 поступает на два формирователя импульсов укороченной длительности. 3а счет инвертирования сигнала подмагничивания инвертором 13 последовательности импульсов на выходе формирователей 11 и 12 смещены.

Выходы с триггера 9 на управляющие входы мультиплексора 14 подобраны такими, что в каждый цикл измерений на вход мультиплексора поступает та из двух последовательностей опорных сигналов, которая не совпадает по фазе с выходным сигналом ферроэонда.

В момент прохождения мимо одного из элементов 5 нли 6 воспроизведения

1425430

10

f5

45 участка с нулевой намагниченностью происходит фазовый сдвиг сигнала на выходе феррозонда на 180, и, следовательно, последовательности импульсов, формиИзобретение относится к промысловой геофизике, в особенности к изме ениям ферромагнитных изделий, по

Цлине которых судят о глубине скважины в процессе бурения.

Цель изобретения — повышение точности и расширение скоростного диапа- зона измерений за счет исключения погрешности и точного выделения моь ента перехода полярности метки на безделии через ноль.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2а— — диаграммы для одного феррозонда.

Устройство содержит элемент 1 на" йесения магнитных меток, ключи 2 и

3, блок 4 электронной обработки, элеенты 5 и 6 воспроизведения магнитн rx меток, генератор 7 подмагничив ния, первый триггер 8, триггеры

9 и 10 Шмитта, формирователи 11 и

1 импульсов, инвертор 13, мультиексор 14, второй триггер 15, элем нты И 16 и 17 элемент ИЛИ 18 р версивный счетчик 19, регистратор

21) и калибровочный блок 21.

Устройство работает следующим образом.

Посредством элемента 1 нанесения магнитных меток, представляющего сОбой катушку соленоида, на измеряемОе изделие наносится продольная магнитная метка, для чего изделие (канат, кабель) пропускается через виутреннюю полость катушки. 3а точку отсчета при измерении перемещений принимается переход через ноль поперечной составляющей поля метки (фиг. 2, точка Т,„). Элементы 5 и 6 воспроизведения магнитных меток представляют собой магниточувствительные активные элементы типа феррозондов, датчиков Холла и др., сигнал на которых меняет фазу при изменении направления магнитного поля, т.е. руемых триггером Шмитта. В результате происходит совпадение этих импульсов с опорными. Эти импульсы суммируются в реверсивном счетчике. 2 ил. при переходе через ноль вектора поперечной составляющей поля намагничивания. Для вьщеления этого перехода используется схема, содержащая элементы 11 - 13. Сигнал с выхода генератора 7 подмагничивания поступает на обмотку возбуждения феррозондов элементов 5 и 6. Если ферроэонд дает выходной сигнал на второй гармонике тока подмагничивания, то сигнал с генератора 7 предварительно делится по частоте триггером 8 (показан пунктиром). Одновременно сигнал с генератора поступает на два идентичных формирователя импульсов укороченной длительности по амплитудным точкам сигнала подмагничивания.

3а счет инвертирования сигнала подмагничивания инвертором 13 последовательности импульсов на выходе формирователей 11 и 12 смещены относительно друг друга на один полупериод (опорный сигнал). Выходы с триггера

9 на управляющие входы мультиплексора 14 подобраны таким образом, что в каждый цикл измерений перемещений на вход мультиплексора поступает та иэ двух последовательностей опорных сигналов, которая не совпадаег по фазе с выходным сигналом ферроэонда (фиг. 2в до точки Т„ ).

Посредством триггеров 9 и 10 Шмитта формируется последовательность импульсов той же частоты. На фиг. 2 приведены диаграммы для одного феррозонда, так как элементы воспроизведения работают не одновременно, а каждый отдельно в зависимости от направления перемещения измеряемого изделия .

В момент прохождения мимо одного из элементов 5 или 6 воспроизведения (феррозондов) участка каната с нулевой намагниченностью, что соответствует переходу магнитной метки (фнг.2, 3 14254 точка T ), происходит фазовый сдвиг сигнала на выходе феррозонда на 180 и, следовательно, сдвиг последовательности импульсов, формируемых триггером Шмитта. В результате в точке Т (фиг. 2) происходит совпадение этих импульсов с опорными, что фиксируется элементами 16 или 17 .в зависимости от направления йеремещения ферромагнитного изделия.

На выходе элементов 16 и 17 образуются импульсные метки, которые поступают на реверсивный счетчик 19, суммирующий эти метки с учетом знака, т.е. направления перемещения. Регистратор 20 фиксирует суммарную величину перемещения с учетом цены метки, т.е. прокалиброванного расстояния от центра намагничивающего элемента до элемента воспроизведения.

Одновременно через элемент ИЛИ 18 сигнал метки опрокидывает триггер

15. Тогда за счет изменения комбинации сигналов на управляющих входах мультиплексора 14 на вход элементов

16 и 17 совпадения подается другая последовательность опорных импульсов, находящихся в противофазе с сигнала30 ми на выходе триггеров 9 и 10. Таким образом, устройство подготавливается к считыванию следующей метки.

Сама эта метка наносится на измеряемое изделие при открывании одно- 35 го из ключей 2 или 3, ранеее закрытого под воздействием выходного сигнала с того же триггера 15. При этом открытый через ключ 2 или 3 элемент

1 нанесения меток протекает ток противоположной полярности, создавая магнитное поле противоположного направления.

На измеряемое изделие при этом наносится очередная метка, одновременно стирающая предыдущую. Эта метка будет считана при прохождении точки с нулевой намагниченностью

Т через феррозонд.

Выбором порога срабатывания триггеров Шмитта близким к нулю удается практически совместить точки Т> и

Т между собой и достигнуть существ венного повышения точности измерений.

Формула изобретения

Устройство для измерения линейных размеров реверсивно-движущихся ферромагнитных иэделий, содержащее разметочную. установку, состоящую из элемента нанесения магнитных меток и двух элементов воспроизведения магнитных меток, генератор подмагничивания, соединенный с ним первьщ формирователь импульсов, реверсивный счетчик, калибровочный блок, блок электронной обработки, двумя выходами соединенный соответственно с двумя входами реверсивного счетчика, и регистратор, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и увеличения скорости измерения, оно снабжено последовательно соединенными инвертором и вторым формирователем импульсов, первым триггером,- входом соединенным с выходом генератора подмагничивания, а выходом — с входами элементов воспроизведения магнитных меток, а блок электронной обработки выполнен в виде двух триггеров Шмитта, двух элементов И, первыми входами соединенных с выходами соответствующих триггеров Шмитта, последовательно соединенных элемента ИЛИ, второго триггера и мультиплексора, выходом соединенного с вторыми входами элементов И, и двух ключей, выходами соединенных с входом элемента нанесения магнитных меток, первый выход второго триггера соединен с входом первого ключа, а второй выход второго триггера — с входом второго ключа и вторым входом мультиплексора, третий и четвертый входы которого соответственно соединены с выходами первого и второго формирователей импульсов, выходы первого и второго элементов воспроизведения магнитных меток, соответственно соединены входами первого и второго триггеров

Шмитта, выходы элементов И соединены с двумя входами элемента ИЛИ и являются выходами блока электронной обработки, два выхода реверсивного счет" чика через калибровочный блок соединены с входом регистратора, а вторые входы первого и второго ключей предназначены соответственно для подключения к плюсовой и минусовой шинам

J устройства.

-1425430

А(и)

Составитель Л. Крюкова

Редактор Л. Зайцева Техред М.Дидык Корректор .Д

М.Демчик

Заказ 4756/35 Тираж 680 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4