154439. lajstromszámú szabadalom • Szelektív elektromágneses vezetőképességszelvényező eljárás és berendezés
154439 8 hogy a feladat a lényegesen egyszerűbb áramköri felépítésű, kisebb kapcsolási elemszámot igénylő frekvenciaszétválasztásos módszerrel működő többösszetevős rendszerrel is megoldható, ez a megoldás tekinthető optimálisnak. így a találmány a megfelelő rendszertani felépítésű, a méréstechnikai követelményeket jól kielégítő, frekvenciaszétválasztásos módszerrel működő, többösszetevős, függetlenített bemenetű indukciós mérési eljárást és mérőeszközt ismerteti, mellyel optimálisan oldható meg a mérési feladat. Kimutatható, hogy a lyuk tengelyében elhelyezkedő, több (n) tekercspárt tartalmazó tekercsrendszer esetén az - alábbi egyenlőség írható elő: t n n<7,n Ag, n Tí m ,n &-mm In 0 (11) , Az iszaphatás gyakorlati kiküszöbölését az alábbi egyenlőség kielégítésével lehet biztosítani : "•gn n gn "mn Xímn In í n L T = '0 (12) A fenti két összefüggés alapján bármely töb'btekercspáros rendszer méretezlhető úgy, hogy a külső tekercspáron kívüli Z tengely menti hatáskomponensek — egymásra szuperponálva — nulla eredőt adjanak és a káros iszaphatás is gyakorlatilag ki legyen küszöbölve. Ezen összefüggések jó alapot nyújtanak — a találmány szerinti — frekvenciaszétválasztásos rendszer alkalmazásához. Az ezen meggondolások alap'ján kialakított három összetevős frekvenciaszétválasztásos rendszer elvileg kifogástalan megoldást nyújt a kielégítő jelszint biztosítása és a felső határfrekvencia betartását illetően felmerült problémák tekintetében. Praktikus megvalósításának értékét azonban nagyban korlátozzák a rendszer frekvenciastabilitásával és amplitúdóstabilitásával, kapcsolatban támasztott szigorú követelmények. A lyukhőmérséklet változások hatására a lyukműszer gerjesztő egységének frekvencia ingadozása és a gerjesztőáram ingadozás általában túllépi a megengedhető értéket. A mindezen szempontból optimális eredményt kínáló három összetevős rendszer alkalmazása érdekében ezért — ezen találmány szerinti — olyan rendszertechnikai megoldás kialakítása szükséges, melynél az üzemi frekvenciák viszonylagos helyzetét kényszerkapcsolat biztosítja és a kimenő jelszintek szigorúan determináltak. A három összetevős szelektív indukciós szelvényezés — ezen találmány szerinti — gyakorlati megvalósítása tehát a frekvenciák kényszerkapcsolatát és a gerjesztő jelszintek stabilitását biztosítja az alábbiak szerint: A frekvenciák kényszerkapcsolatának biztosítására leginkább és legegyszerűbben alkalmazható egy négyszögjel frekvenciaspektrumának vagyis az ismétlődési frekvencia felharmonikusainak kötött függvénykapcsolata. Így a három üzemi frekvencia szükségszerűen f, 3f, 5f értékű, f négyszögjelfrekvenciáról származ-5 tátva. A stabil fr referencia frekvenciát'— célszerűen — felszíni elhelyezésű jelgenerátor szolgáltatja, s a lyukműszerben csak jelformálás és felharmonikus képzés történik. Az fr referenciafrekvencia célszerűen az ít legkisebb 10 üzemi frekvencia egy páros alharmonikusa. (Pl. fr = -^-, fa = 3tfr , f 3 = Sf r> fs &!•) A gerjesztő jelszint stabilitása érdekében a gerjesztő jelalak — az eddig ismert megoldá*5 sokkal ellentétben — nem szinuszos, hanem négyszögjel-alak. Így ugyanis — a végfokot biztonsággal túlvezérelve — az előerősítő lánc mindenkori erősítésváltozása hatástalan marad. A végfok karakterisztikájának szélessége vi-20 szonylag igen stabil jellemző, így a kimenő gerjesztőáram jól stabilizált értékű, mind az időbeni, mind pedig a hőfokfüggő változási haj• lamot tekintve. Az így kialakított, négyszögjellel gerjesztett 25 rendszernél a mérőkörök célszerűen, mint szelektív erősítők, szűrik és erősítik a három gerjesztő négyszögjel alapharmónikusait. így a mérési indikáció az egyes gerjesztő négyszögjelek alapharmónikus szintjének amplitudójá-30 val, ezen keresztül a környezet vezetőképességével arányos. A három jelcsatorna ily módon egymástól tökéletesen szelektálható. A fázisdiszkriminálást a lyukműszerben elvégezve és kivonóáramkörben szuperponálva a 35 három- jelcsatorna jeleit, az eredő egyenpotenciálú jel — egy ér és visszavezetés igénnyel — a felszínre továbbítható, a regisztrálóműhöz. Ugyanezen kábeléren juttatható a lyukműszerhez a tápenergia, mint 50 Hz-es hálózati feszült-40 ség, valamint az fr referencia jel is. Minthogy a rendszer ilyen kialakításban viszonylag alacsony frekvenciatartományban (5— 15 KHz) működtethető az £ dielektromos állandó és a fázisforgatás által gyakorolt — az előzőek-45 ben ismertetett — zavaró hatások nem jelentkeznek. A lyukműszer áramköreinek csökkentése érdekében a rendszer olyan megoldásban is megvalósítható, melynél a lyukműszer mérőkörei-50 ben csak frekvenciaszelektív erősítés történik és a három erősített jel közös teljesítményerősítő-illesztő fokozaton át csatlakozik a kábelre. A fázisszelekció — szükség esetén egy további kábelér, mint referenciacsatorna felhasználásá-55 val — és a jelek detektálása szuperpozíciója a felszíni egységben történik. Az így kialakított rendszertechnikai felépítésű berendezés az eddigiekben ismertetett mérés-60 technikai hiányosságok teljes kiküszöbölésére, a mérési feladat optimális megoldására képes. A szelektív indukciós szelvényező berendezés — találmány szerinti — műszertechnikai kialakítása az alábbiakban, az ábrák kapcsán 65 kerül ismertetésre. 4
