Датчик угла отклонения от вертикали

 

О П И 4=A Й И Е ()732514

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 31.10.78 (21) 2679938/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (5I) М. Кл

Е 21 В 47/02

Государственный комитет (53) УДК 622.241 (088.8) Опубликовано 05.05.80. Бюллетень № 17

Дата опубликования описания 09.05.80 по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Г. Н. Ковшов, Б. В. Лавров и Г. Ф. Кузнецов

Уфимский авиационный институт им. С. Орджоникидзе

Министерства высшего и среднего специального образования РСФСР (71) Заявитель (54) ДАТЧИК УГЛА ОТКЛОНЕНИЯ ОТ ВЕРТИКАЛИ

Изобретение относится к промысловой геофизике и может быть использовано в системах автоматического управления проводки наклонно направленных скважин.

Известны датчики отклонения от вертикали, содержащие карданный подвес, маятник, феррозонд и источник магнитного поля (1).

Датчик имеет нелинейную характеристику преобразования при больших углах отклонения от вертикали и большую дополнительную погрешность от колебания тока возбуждения феррозонда.

Известен также датчик угла отклонения от вертикали, содержащий гравитационный ориентатор, состоящий из наружной и внутренней маятниковой рамок, выполненных в виде чашеобразной сферической поверхности и шара, источник магнитного поля, в качестве которого применен электромагнит с- полюсными наконечниками и установленный между полюсными наконечниками кольцевой феррозонд, имеющий первичную тороидальную обмотку и две взаимно перпендикулярные вторичные обмотки (2).

Датчик имеет большую дополнительную погрешность от колебаний тока возбуждения феррозонда и тока питания электромагнита.

Цель изобретения — повышение точности измерения за счет уменьшения погрешностей от колебаний тока возбуждения феррозонда и тока питания источника магнитного поля.

Поставленная цель достигается тем, что источник магнитного поля выполнен в виде соленоида, который установлен на наружной рамке соосно с ней, а кольцевой феррозонд установлен на внутренней рамке, причем ось вращения последней совпадает с осью феррозонда.

На чертеже изображена кинематическая схема датчика угла отклонения от вертикали.

Датчик содержит наружную рамку 1 и внутреннюю маятниковую рамку 2, составляющие гравитационный ориентатор. На наружной рамке соосно с ее осью вращения укреплен соленоид 3. На внутренней маятниковой рамке 2 установлен кольцевой ферро20 зонд 4. Ось феррозонда 4 совпадает с осью вращения внутренней маятниковой рамки 2.

Феррозонд 4 имеет первичную тороидальную обмотку 5 и две взаимно перпендикулярные вторичные обмотки 6.

Формула изобретения,, 732514

Датчик работает следующим образом.

Соленоид 3, подключенный к источнику постоянного тока, создает магнитное поле, вектор напряженности которого направлен по оси вращения наружной рамки. Взаимно перпендикулярные вторичные обмотки ферро- $ зонда подключены к генератору двухфазного тока и создают магнитное поле, вектор напряженности которого вращается с постоянной угловой скоростью в плоскости феррозонда. Подмагничивание сердечника ферро10 зонда осуществляется магнитным полем, равным сумме постоянного поля соленоида и вращающегося поля. В результате с первичной тороидальной обмотки снимается электрический сигнал, изменяющийся по синусоиде, максимум которой соответствует согласному, а минимум — встречному направлению постоянного и вращающегося полей.

При отклонении датчика от вертикали на некоторый угол фаза синусоиды пропорциональна этому углу.

В описываемом датчике осуществляется фазовый метод измерения угла отклонения от вертикали. Информацию об угле отклонения несет не амплитуда, а фаза выходного сигнала феррозонда, которая зависит лишь от взаимного углового положения феррозонда и соленоида и практически не зависит от колебаний тока возбуждения феррозонда и тока питания источника магнитного поля.

Датчик угла отклонения от вертикали, содержащий наружную и внутреннюю маятниковую рамку, источник магнитного поля и кольцевой феррозонд, имеющий первичную торроидальную и две взаимно перпендикулярные обмотки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения за счет уменьшения погрешности от колебаний тока возбуждения феррозонда и питания источника магнитного поля, источник магнитного поля выполнен в виде соленоида, который установлен на наружной рамке соосно с ней, а кольцевой феррозонд установлен на внутренней рамке, причем ось вращения последней совпадает с осью феррозонда.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 492649, кл. Е 21 В 47/02, 04.11.75.

2. Авторское свидетельство СССР № 488915, кл. Е 21 В 47/02, 25.10.75 (прототип).

Составитель И. Карбачинская

Редактор С. Титова Техред К. Шуфрич Корректор Е. Папи

Заказ 1688/23 Тираж 626 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент> г. Ужгород, ул. Проектная, 4