144908. lajstromszámú szabadalom • Elektronikus vezérlőberendezés irányított áramterű elektromos lyukszerelvényezéshez
2 144.908 intenzitását olyan értékre állítsa be, melynél a hibapotenciál gyakorlatilag megszűnik. Így az O, O' tengelypontok helyzete rögzített, az I0 áramsáv szélessége állandó. Az erre alkalmas berendezés blokksémája a 2. ábrán látható. Homogén fajlagos ellenállású környezetben a szonda geometriai méretei által meghatározott I, = n6l 0 gerjesztőáram értéknél a két mérőelektróda pár felezési pontjaiban levő O és O' pontokban az eredő áram Iy tengelyirányú komponense O, másszóval ekkor az I0 gerjesztőáram a fúrólyuk tengelyétől elég nagy rad. távolságig az O—O' magasságú hengeres térrészre korlátozottnak tekinthető. Az e térrészen belül levő M2 mérőelektródán mért abszolút potenciál értéke a gerjesztőáram sűrűség konstans értéken tartása mellett, tehát a gerjesztő áramsáv szélességének állandó értéken tartása esetén a tengely O, O' pontjain a tengelyre merőlegesen fektetett síkok által kimetszett térrész fajlagos ellenállásával arányos. Inhomoigén környezet esetén, az inhomogenitás jellegének megfelelően 1,$!,,,, terelőáram értéikék automatikus beállítása szükséges ahhoz, hogy az áramsáv szélessége állandó értékű maradjon. A találmány szerinti automatikus vezérlőberendezés számára. az M1; M 2 mérőelektródák közötti feszültségkülönbség szolgáltatja a vezérlőfeszültséget. Az előírt szélességű áramsáv esetén U Mi = = Ujifo, vagyis a JU különbségi feszültség értéke 0. Ha az áramsáv szélessége az előírttól eltér, akkor UJJ -, < lT Af 2- Ennek megfelelően a A U hibafeszültség fázishelyzete az eltérés irányának megfelelő, amplitúdója pedig az eltérés nagyságával arányos. Ha a A U hibafeszültség értéke 0, a vezérlőberendezés nyugalmi kimenőárama I1( 0 értékű, zlU^O esetén, a jel fázishelyzetétől függően, I, < I,, n értékű szabályozott terelőáram lép fel a kimeneten, melynek hatására a bemenőfeszültség nullához tart. így, alkalmas szabályozási meredekség esetén, az áramsáv előírt magassága a kívánt pontossággal tartható. A találmány szerinti vezérlőberendezés a fenti szabályozási eljárás megvalósítására szolgál. Elvi működését a 2. ábra szerinti egyszerűsített tömbvázlat szemlélteti. A bemenő hibajel több fokozatú erősítőben (11) erősítésre kerül. Az erősített hibafeszültségből diszkriminátor fokozat (12) a fázishelyzetnek megfelelő értelmű, és az amplitúdóval arányos egyenfeszültséget állít elő. A szabályozó erősítő (14) erősítését az így előállított egyenfeszültség szabályozza. Az I0 gerjesztőáramot keltő generátor (13) szolgáltatja a szabályozó erősítő meghajtófeszültségét is. Ha szabályozó egyenfeszültség nem lép fel (JU = O), a szabályozó erősítő olyan kivezérlést ad a végerősítő fokozatnak (15), hogy a kimenetén fellépő terelőáram íj m , n <C\a <C Ii max határértékek között áll be, és ezzel A U —• O szabályozó hatás jelentkezik. A fentiek szerinti elvi működésű vezérlőberendezés műszaki jelleimzői a következőkben foglalhatók össze: A szabályozás I10 nyugalmi terelőáramérték körül történik, így — szemben a visszacsatolt erősítő jellegű szabályozással, melyet A U = O, és J1 = O értékpár jellemez — a szabályozás teljesen stabil, s a hibafeszültség előírt legkisebb tolerancián belül tartható. Az I-L terelőáram és a gerjesztőárarn frekvencia-, fázis- és formaazonosságát elektronikus kényszerkapcsolat biztosítja. A hibafeszültségnek az átviteli rendszer (karottázs kábel) által okozott frekvencia és fázistorzulása a kimenő áramot nem befolyásolja, mivel az erősített hibafeszültségből a diszkriminátor csupán a szabályozás célját szolgáló egyenfeszültséget képez. Az erősítő frekvencia és amplitúdó karakterisztikájának alkalmas megválasztásával az átviteli rendszerben létrejött, a bemenetre beindukált zavaró feszültségek a szabályozási folyamatból kiküszöbölhetők. A vezérlőiberendezés mechanikus pulzátort nem tartalmaz, így a jelalak formahűséige jobban biztosítható. A mérési frekvencia tág határok között tetszés szerint megválasztható. A szabályozás zajszintje, tehát a mérőáramsáv megvalósítható-A sm in szélességi ingadozása nagyságrenddel kedvezőbb. A berendezés üzemi stabilitása, üzembiztossága, élettartama lényegesen nagyobb, A vezérlőiberendezés tisztán elektronikus jellege nagy szabályozási gyorsaságot, ennek megfelelően nagy húzási sebességet tesz megengedhetővé. A találmány szerinti elektronikus vezérlőberendezés teljes tömbvázlatát a 3. ábra szemlélteti. A mérőelektródakon fellépő feszültségek bemenő transzformátor (11,1) primer tekercsének kapcsaira vannak vezetve. A bemenő transzformátor aszimmetrikus kapcsolású szekunder tekercse változófeszültség-erősítő (11,2) számára szolgáltat meghajtó jelet. Az erősítő kimenőjelének frekvenciaspektrumából az alul áteresztő szűrő (11,3) csak az alapharmonikust viszi át. A gerjesztőáramgenerátor (13) vezér-rnultivibrátorának (13,1) jele a fenti szűrővel azonos típusú szűrőn (12,3) át, állítható fázistoló tagon (12,4) keresztül, ellenütemben a diszkriminátor (12) összegező áramkörébe (12.1) jut. A két, ellenfázisú referenciajel és az erősítő kimeneteléről becsatolt, az egyik referenciajellel azonos fázisú hibajel felhasználásával az összegező áramkör (12,1) két összegfeszültséget állít elő. E két összegfeszültségből az egyenirányító — kivonóáramkör (12,2) különbségi egyenfeszültséget képez, melynek értelme a bemenő hibajelnek a gerjesztőáramhoz viszonyított fázishelyzetétől függ és nagysága a hibajel amplitúdójával arányos. A diszkriminátor egyenfeszültségű kimenetéről hibapotenciált jelző, ellenőrző galvanométer működtethető. A szabályozó egyenfeszültség a szabályozó erősítő (14) erősítésének szabályozására szolgál. A szabályozás — egy lehetséges kiviteli alakban — úgy történik, hogy a vezérmultivibrátor (13,1) jele állítható fázisforgató tagon (14,2) át heptoda-csöves szabályozó fokozat (14,1) segédrácsa számára szolgáltat meghajtó jelet, a szabályozó egyenfeszültség pedig a heptoda vezérlőrácsára kerül. Az anődkörből kicsatolt szabályozott amplitúdójú jel a meghajtófokozatot és végfokozatot tartalmazó végerősítő (15) vezérlésére szolgál. A végerősítő kimenete szabályozott I-, terelőáramot szolgáltat. A gerjesztőáram-generátor (13) egy állítható frekvenciájú vezér-multivibrátort (13,1) és szabályozható erősítésű teljesítményerősítő fokozatot (13.2) tartalmaz.
