Устройство и работа прибора

3.1. Компоновка прибора.

Прибор состоит из следующих конструктивно законченных блоков (Рис.3.1.) : блока ИК, выполненного на общем шасси с ТИС, блока БК-БКЗ, а также гибкого зонда с размещёнными на нём питающими и измерительными электродами. В верхней части гибкий зонд заканчивается стандартным гермо-разъёмом для подсоединения к геофизическому каротажному кабелю.

3.2. Функциональная схема прибора.

На рис. 3.2. приведена функциональная схема прибора.

Телесистема обеспечивает питание прибора, синхронизацию работы его схемы, модуляцию и передачу по первой жиле кабеля сигналов блоков БК-БКЗ иИК.

Блок БКЗ обеспечивает питание зондовых установок, приём, усиление, со­гласование со входом ТИС сигналов от зондов БК-БКЗ.

Блок ИК осуществляет питание зондовой установки ИК, приём, усиление и согласование со входом ТИС сигнала зонда ИК.

3.2.1. Функциональная схема блока ТИС.

На рис. 3.3. приведена функциональная схема блока ТИС. Схема содержит дроссель L1, трансформаторы Тр1,Тр2, источник питания ИП, формирователь синхронизирующих сигналов Ф, счётчик Сч, модулятор, усилитель-формирователь УФ.

В состав модулятора входят сумматор, два амплитудных детектора АД1 и АД2, формирователь пилообразного напряжения ФП, компаратор К, запоми­нающее устройство ЗП, ключи К, К , Ко. Кроме того модулятор содержит два источника опорного напряжения на стабилитронах У1 и У2. Прочие элементы носят вспомогательный характер и на функциональной схеме не показаны.

Схема ТИС работает следующим образом.

Ток питания прибора In 0,4A 400 Гц последовательно проходит через дроссель L1, трансформатор питания Тр1, трансформатор Тр2 и далее на блок БК-БКЗ.

Выходные обмотки Тр1 поступают на схему ИП, который вырабатывает стабилизированные уровни питания ±12В, 24В, 50В, 6В.

С выходных обмоток Тр2 синусоидальные напряжения поступают на мо­дулятор и формирователь, который вырабатывает серии импульсов, синхрон­ные с частотой тока питания, необходимые для управления модулятором и ра­боты счётчика. Состояние счётчика определяет номер текущего канала прибо­ра, подключённого ко входу ТИС.

Модулятор блока ТИС обеспечивает преобразование сигналов, поочерёд­но поступающих на вход в широтно-модулированный сигнал. При этом воз­можны следующие режимы преобразования.

Первый режим - преобразование сигнала напряжения переменного тока частотой 400 Гц, синхронного с током питания зондовых установок БК-БКЗ. В этом режиме сигнал, поступающий на вход модулятора, представляет собой у, фрагмент синусоидального напряжения длительностью в один период.

Начало и конец фрагмента расположены на максимальных значениях по­ложительных полуволн. Преобразование напряжения в интервал времени осно­вано на сравнении уровня напряжения на выходе запоминающего устройства с пилообразно изменяющимся напряжением на выходе формирователя ФП. Сравнение происходит с помощью компаратора К. При этом схема обеспечива­ет линейное преобразование амплитуды сигнала в интервал времени, причём коэффициент преобразования, а также начальное значение интервала, соответ­ствующее нулевому уровню преобразуемого сигнала, не зависят от тока пита­ния In.

Второй режим работы модулятора ТИС предназначен для преобразования сигнала напряжения постоянного тока (не связанного с током питания скважинного прибора). Включение этого режима осуществляется подачей логиче­ского сигнала ИК=1. Отличие этого режима от описанного выше состоит в том, что на вход сумматора в качестве сигнала нулевого уровня подаётся напряже­ние не от обмотки Тр2, а через ключ К от источника постоянного напряже­ния на У 2. Напряжение питания цепи заряда конденсатора ФП в этом случае осуществляется через ключ К с опорного стабилитрона У1.

3.2.2. Функциональная схема блока БК-БКЗ.

Функциональная схема блока БК-БКЗ прибора приведена на рис.3.4. Схе­ма содержит трансформаторы Т1 ... Т 10, коммутаторы К1,К2,КЗ, масштабные усилители У1, У2, логику управления.

Схема работает следующим образом.

Ток питания In поступает в блок БК-БКЗ через блок ТИС и проходит через опорный резистор R1 и трансформатор Тр10, после чего через силовой комму­татор К1 и поступает на питание зондовой установки. Коммутатор К1 содержит три ключа и обеспечивает, соответственно три режима питания:

1) электрод Аэ;

2) электрод А 1;

3) электрод А2.

Управление коммутаторами осуществляется двоичным кодом с блока ТИС через дополнительную логику.

Коммутатор К2 подключает ко входу У1 сигналы с измерительных транс­форматоров, первичные обмотки которых подключены к соответствующим электродам зондовой установки, а также сигнал нулевого уровня и стандарт-сигналы 8тг и 8тч с трансформатора Т 10.

3.2.3. Функциональная схема блока ИК.

Функциональная схема блока ИК прибора приведена на рис.3.5. Схема со­держит генератор Г гармонических колебаний 50 кГц для питания излучающей (генераторной) катушки КГ зонда. Питание генератора, в свою очередь, обес­печивается встроенным источником стабилизированного напряжения постоян­ного тока ИП. Последовательно с генераторной включена фокусирующая катушка КФ, обеспечивающая компенсацию прямого поля с целью исключения его влияния на принимаемый сигнал.

Сигнал с приёмной катушки КП после усиления VI поступает на ключ Кик. В соответствии с текущим ко­дом канала ключи Кик, Ко, Кет подключают на вход фазового детектора ФД либо сигнал зонда ИК, либо опорные сигналы калибровки. Фазосдвигающая цепь Ф обеспечивает совпадение по фазе сигналов управления ФД и детекти­руемого сигнала. Продетектированные сигналы зонда и калибровки запомина­ются на конденсаторах Cl, C2, СЗ, усиливаются V2 и последовательно посту­пают на выход блока.

3.3. Принципиальная схема прибора.

Принципиальная схема прибора АЯЖ 5.139.108 ЭЗ дана в приложении к техническому описанию.

Схема включает в себя узел ИК (лист1), плату телесистемы U5, фильт­рующий дроссель L4, а также узел питания, состоящий из трансформатора Т1 и расположенных на плате U6 выпрямителей V9 ... V13, параллельного стабили­затора +24В на V5 и V6. Стабилизатор напряжения на выходе выпрямителя +24В (VI 2) обеспечивает через трансформатор Т1 стабилизацию по всем ос­тальным уровням питания напряжениями постоянного тока ±12В, +50В, +6В.

На плате U6 также находится усилитель ВИМ-сигнала на V2 и V3. Эле­менты VI (U6) и VI ... V4 выполняют защитную функцию при обрыве цепи прохождения тока In.

Разъём XI осуществляет соединение с блоком БК-БКЗ, схема которого да­на в приложении отдельно.

3.3.1. Принципиальная схема ТИС (АЯЖ 5.284.084 ЭЗ).

Функционально (см. рис.3.3.) схема ТИС делится на две основные части:

формирователь синхроимпульсов и модулятор, состоящий, в свою очередь, из формирователя модулируемого сигнала и формирователя пилообразного на­пряжения.

Трансформатор Т1, имеющий три выходные обмотки, формирует синфаз­ные с In напряжения переменного тока, необходимые для работы схемы.

На рис.3.6. и 3.7. приведены временные диаграммы, иллюстрирующие ра­боту формирователя синхроимпульсов.

С обмотки 7-8 трансформатора Т1 снимается переменное синусоидальное напряжение 400 Гц. Цепочкой R13, СЗ осуществляется его фазовый сдвиг на тг/4, затем цепочкой R14, С4 ещё на тг/4. В результате на выходах компараторов D8...D10 формируются три идентичных, но сдвинутых по фазе меандра. По­скольку выходное сопротивление обмотки незначительно, конденсатор C2 сдвига фазы практически не вносит и служит для фильтрации импульсных по­мех. Передний фронт меандра с D 10/7 определяет границы канала. Посредст­вом триггеров D26 и управляемых ими одновибраторов D28 D29.2, а также триггера D29.1, формируется ряд синхросигналов, используемых как в работе формирователя, так и модулятора. Импульсами с D26/13 и D29/1,2 управляется счётчик D22 с коэффициентом пересчёта 29, выходной код которого, поступая через буфер D24 на узлы ИК и БК-БКЗ, определяет номер текущего канала, подключаемого ко входу ТИС.

Общий Вид прибора К1А-723М.

Контрольные вопросы:

31. Изложите назначениеаппаратуры электрокаротажа К1=723М

32. Изложите устройство К1=723М