190143. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és elrendezés fúrólyukban terjedő akusztikus hullámcsomagok terjedésének vizsgálatára
5 190143 6 felépítéséből, illetve a lyukműszer mérésközbeni vontatási sebességéből adódóan tény, hogy a hullámtérjedési idő változására korlátozott. A vizsgálatokból az is kiderül, hogy a terjedési idő megváltozása - a szokásos vontatási sebességének maximumát is figyelembe véve - két mérési ciklus között soha nem haladja meg a szokásosan 20-30 kHz frekvenciájú akusztikus hullám egy periódusénak idejét. Ennek felismerése vezet ahhoz a gondolathoz, hogy az eddigiektől eltérően a szabályozás alapja detektálási időpontnak az idő függvényében történő mozgásához kapcsolódjék. Jelöljünk ki az idő függvényében egy kitüntetett szakaszt - detektálási időszakaszt - a detektálási időpont környezetében, és ezen szakasz időbeni helyzetét mozgassuk az előző mérési ciklusban mért detektálási időpont függvényében. Megfelelő feltételekkel az így létrehozott szabályozás mindaddig fennállhat, amíg a detektálási időintervallumra az akusztikus hullámnak egyetlen definiált irányú jelátmenete adódik. Ezen gondolatsor alapján fogalmazzuk meg a találmány szerinti mérési eljárást. Az eljárás lényege, hogy az akusztikus hullámnak a vevőbe történő érkezését a felszíni elektronikában oly módon detektáljuk, hogy meghatározunk egy az időbeni helyzetét tekintve kitüntetett helyű és meghatározott hosszúságú detektálási időszakaszt, és ezen detektálási időszakaszban Lőrténő jeldetektálást tekintjük az akusztikus hullámvevőbe történő beérkezése pillanatának. Továbbá, e kitüntetett detektálási időszakasznak az időbeni pillanatnyi helyét oly módon szabályozzuk, hogy az előző mérési ciklusban meghatározott detektálási időpontra szimmetrikusan a kitüntetett detektálási időszakaszt eltoljuk időben az előző helyzetéhez képest. A nevezett detektálási időszakasz hosszát - azaz idejét - a mérni kívánt akusztikus hullám ismert minimális periódusidejénél kisebbre választjuk meg. Ily módon a felszíni elektronikában a mérendő terjedési időnek az adás kezdőpillanala és a vett jelnek a szabályozás által kitüntetett detektálási időszakaszban történő detektálása között eltelt időt tekintjük. A 3. ábra szemléletessé teszi az eljárás lényegét. Az ábra szerint: U« : az akusztikus hullám amplitúdója, t : idő, tsvH : a hullám kilépési időpontja az adóból, ta : a beérkező hulláin detektálási pontja, to,ti : a detektálási szakasz kezdő és végpontjai, Tp : hullámterjedés ideje, Te : a detektálási időszakasz hos8za(ideje). A szabályozás hatására a Te = ti-to hosszúságú detektálási időszakasz mozog az idő függvényében. Mivel hosszúsága az akusztikus jel periódusidejénél kisebbre van megválasztva, az észlelési szakaszra egyetlen pozitívból negatívba átmenő jelváltás esik, ez a ta detektálási pont. Ha a jelterjedés változik, azaz a td detektálási pont az adott ciklusban elmozdul, a szabályozós ezen új detektálási pontra szimmetrikusan eltolja a kitüntetett szakaszt az idő függvényében a változás irányának és mértékének megfelelően. Az eljárás egyszerű kapcsolási elrendezés kialakítását teszi lehetővé, amely az eddigieknél olcsóbb és nagyobb mérési pontosságot szolgáltató mérőeszközt eredményez. A következőkben az eljárást foganatosító kapcsolási elrendezést ismertetjük és idődiagram segítségével magyarázzuk működését. Az elrendezést a 4. ábra szemlélteti, részegységei az ábra szerint a 2 jelnégyszőgesítő, a 4 kapuzott detektor, a 6 időmérő, a 10 vezérelt integrátor, a 12 analóg tároló, a 14 különbségképző, a 16 feszültségforrás, a 19 komparátor, a 21 monoslabil multivibrátor és a 23 vezérlőegység. Az elemek úgy kapcsolódnak egymáshoz, hogy az 1 akusztikus jelbemenet a 2 jelnégyszögesltőre csatlakozik, a 7 szinkronjekbemenet a 6 időmérőre van csatlakoztatva. Továbbá a 2 jelnégyszőgesitő a 3 összeköttetés által a 4 kapuzott detektorra csatlakozik, a 4 kapuzott detektor az 5 összeköttetéssel a 6 időmérőhöz van kötve, amely a 9 másik összekötéssel a 10 vezérelt integrátorhoz is csatlakozik, és a 6 időmérő kimenete egyúttal az elrendezés 8 időjel kimenetét képezi. A 10 vezérelt integrátor a 11 csatlakozás által a 12 analóg tárolóhoz van kötve, egy másik 18 csatlakozás segítségével pedig a 19 komparátorral is össze van kötve. A 12 analóg tároló a 13 csatlakozással a 14 különbségképzőhöz van kötve, ehhez kapcsolódik a 15 vezetékkel a 16 feszültségforrás, a 14 különbségképzó és a 19 komparátor a 17 vezetékkel csatlakozik egymáshoz, a 19 komparátor kimenete a 21 monostabil multivibrátorhoz van kötve a 20 összekötés állal, valamint a 21 monostabil mullivibrátor és a 4 kapuzolt detektor a 22 összeköttetéssel van egymáshoz csatlakoztatva. A 23 vezérlőegység A kimenele a 6 időmérőhöz, B kimenete a 10 vezérelt integrátorhoz, C kimenete a 12 analóg tárolóhoz csatlakozik. Az elrendezés működését az 5. ábra jeleinek segítségével szemléltetjük, amelyen az elrendezés egyes pontjain mérhető jellemző jelalakokat láthatjuk. A J1...J22 jelalakok értelemszerűen a 4. ábra számozott pontjaira vonatkoznak, a további jelölések: te - a kitüntetett detektálási szakasz, tp - a mért terjedési idő, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
