Устройство для измерения начальнойамплитуды сигналов свободнойядерной прецессии

 

В. М. Иоф (72) Автор изобретения

=,3

Азербайджанский институт нефти и химии им..М. Азизбекова — ) (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ПЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАЧАЛЬНОЙ АМПЛИТУЙЫ

СИГНАЛОВ СВОБОЙНОЙ ЯДЕРНОЙ ПРЕЦЕССИИ

Изобретение относится к методам геофизических исследований горных пород; а именно к технике. ядерно-магнитного каротажа и ядерных магнитных - резонансных (ЯМР) исспедований образцов горных пород.

Известны устройства дпя обработки сигналов свободной ядерной прецессии, содержащие усилитель, интегратор, детектор, блок управпения и синхронизации, осущест1О впяюшие вычиспение начапьной амппитуды сигналов по двум значениям огибакицих, измеренным в разные моменты времени bl.

Недостаток этих устройств заключаетl 15 ся в наличии значитепьной систематической ошибки опредепения начальной амппитуды, обусловленной продетектированной составпяющей помехи. Йодетекторная фипьтрация в этих устройствах мапоэффективна поскольку обуславливает искажение формы сигнапа и, как следствие, значитепьную состематическую ошибку определения начапьной амплитуды, вызванную этими mc2 кажениями (смещенность оценки амппитудьi) .

Наибопее близким к предлагаемому по техническому решению явпяется устройство дпя измерения начапьной амплитуды сигналов свободной ядерной прецессии, содержащее усипитепь переменного тока, интегрирующее звено, формироватепь корректирующего фактора, выход которого подключен к одному из входов множитепьного звена, ячейку запоминания и бпок управления, в котором поспедоватепьно соединены усилитель переменного тока и детектор огибающей, блок управпения, синхрониэирукюций работу звеньев, два интегрирующих звена, одно иэ которых осущест« вляет интегрирование сигнала в течение дпнтепьного промежутка времени, а другое - в течение короткого промежутка, перекрывающегося с первым, две ячейки запоминающие полученные резупьтатыасхема деления, определяющая отношение ве.. нин,проинтегрированных на двух различных интервалах времени сигналов, формирователь

805148

01(Ц=Еои — T э

-д С

ЖОВ cos W С (4) (5) (g j» + -Qt g 5t

4 = ( (6) корректирующего фактора, служащий для получения значения начальной амплитуды

Уо,которая умножается в множитепьнсм звене на сигнал от интегратора с коротким интервалом времени интегрирования

С23

Недостатком этого устройства является то, что поспедетекторная обработка сигнала (интегрирование) снижает лишь случайную ошибку .определения Uo, но не влияет на смещенность, обусловленную детектированием сигнала в смеси с помехой, что снижает точность.

Бель изобретения — пОвышение точности измерения начальной амплитуды. сигналов свободной ядерной прецессии.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство дпя измерения началь. ной амплитуды сигналов свободной ядерной прецессии, содержащее усилитель переменнеге тока, интегрирующее звено, формирователь корректирующего фактора, выход которого подключен к одному из входов множительного звена, ячейку запоминания и блок управления„введены последоватепьно включенные копебатепьный контур, настроенный на частоту прецессии, и экстремум-детектор, причем вход контура подкпючен к выходу усилителя, а выход экстремум-детектора соединен со

30 вторым входом множительного звена, выход которого подключен к ячейке запоминания, стробирующий вход которого подключен к управляющему выходу экотремумдетектора, а выход формироватзпя корректирующего фактора соединен с выходом интегрирующего звена. .Введение колебательного:контура с экстремум-детектором позволяют получать в е.омент, соответствуюций максимуму. сигнана, напряжение на выходе множитепь40 ного звена, пропорциональное начальной амплитуде сигнала, которое стробируется импульсом экстремум-детектора в момент, соответствукхций. максимуму сигнала, чем устраняются влияние искажений формы снг-45

- нала и повышается точность.

На чертежа изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство работает следующим обра зом.

На вход интегратора подается постоянное опорное напряжение Еоп.В момент времени, соответствующий моменту начала прецессии, звено 4 начинает интегрировать напряжение Гоп вследствие чего напряжение на входе формирователя корректируюutего фактора 5 изменяется по закону; где Т вЂ” постоянная времени интегратора.

Напряжение на выходе звена 6 изменяется в соответствии с изменением входного напряжения и функциональной зависимостью

U (1 ) б(04) (2) На выходе колебательного контура 2 напряжение U>t изменяется по закону

-с Г

И ()=0 J Ь(-т)8 «S Ыо«<,(3) о где Q — величина, обратная постоянной спада сигнала;

Q(7) - импульсная характеристика nsраллельного колебательного контура, пропорциональная величине

Огибающая напряжения U ф) > усредненная за период частоты Юо,как это следует из (3),и (4), описывается за-: коном; б 04()

В момент экстремума Ю Oj что соответствует условию:

В момент м ЯМ иа У(т Фи)у

Устройство содержит усинйтепь 1 пере- 50 менного тока, копебательный контур 2, экстремум-детектор 3; интегратор 4, функциональный преобразователь (формироватепь корректирующего фактора) 5, множитепьное звено 6, ячейку 7 запоминания и ss бпок 8 управления, синхронизирующий работу звеньев. Выходом устройства является выход ячейки 7. а напряжение Vy(t ) > соответствукщее экстремуму огибающей сигнала, как сле дует Из (5) и (6) равно:

05()= »; О б-о ио i- Си — )=

-atH4 6 8И-б б G Е- у ä = О

: 808148. Зависимость g(V<) выбирается из условия

f (U ) = EXP (K„U Р0- (t „) ) у где K — ко ициент пропорциональности j );

g Д()- функция, описывающая зависимость 6 м от 0 при заданном параметре 6 вида 6.

Произведение U (Ф j-0 (Ф}на выходе множительного звена 6 в момент 6 м равно: б(tм)= КРu0 4 Р(с м)К

XtXP f K î б (t„) ф„ где Kq Е0л - размерность. (Если выбрать << Еод = Т и, (t„)= к, о, ахи-t„(a- g (t„l) )= Ug Kg. >! поскольку б (1 „) = g

Это напряжение стробируется и зало минается ячейкой 7, Кроме повышения точности изоб ретеиие . позволяет получить упрощение устройства исключением 3-х звеньев: делительного, интегрирующего и запоминания (введение экстремум-детектора в этом смысле является заменой, поскольку исключен детектор огибакяней); расширение функциональных возможностей, обеспечиваемое высокой избирательностью колебательного контура, что позволяет проводить измерения начальной ам»

I ,плитуды сигналов с различными постоянными времени спада без каких либо подстроек.

Формула изобретения

Устройство для измерения начальной амплитуды сигналов свободной ядерной прецессии, содержащее усилитель пере-10 менного тока, интегрируишее звено, формирователь корректирукяцего фактора, выход которого подключен K одному из входов множительного звена, ячейку запоминания и блок управления, о т л и ч аю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений начальной ампли» ! туды сигналов свободной ядерной прецессии, в него введены последовательно включенные колебательный контур, настроенный на частоту прецессии, и экстремумдетектор, причем вход контура подключен к выходу усилителя, а выход экстремумдетектора соединен со вторььм входом множительного звена, выход которого под2$ ключон к ячейке запоминания, стробирующий вход которого подключен к управляющему выходу экстремум-детектора, а вход формирователя корректирукяцего фактора соединен с выхсдом интегрирующего звена.

Источники информации, принятые во внимание цри экспертизе

1. маневич B. H., Аксельрод С. М.

Устройство вычисления начальной амплитуды сигналов ядерно магнитного коротажа. - "Известия ВУЗов, Нефть и Г аз, 1974, N< 4, с. 94-96.

2. Патент США М 3479579, кл. G 01 М 27/28, 1969 (лрототип).

805 148

Составитель В. Филпипов

Редактор Л. Повхан Техред Ж.Кастепевич КорректорН. Бабинец

Заказ 10868/63 Тираж 918 Подписное

BHHHTIH 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