Датчик угла отклонения от вертикали

 

О Il И (А H И Е (>и488915

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сова Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДИтИЛЬСтВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) 3аявлено03.04.74 (21) 2013945/22-.3 (Ql) M. Кл.Е 21ь 47/02

Q.0 Ic 1/00 . с присоединением заявки №Гасударственный номитет

Совета Иинистроа СССР

an делам изобретений и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.10.75.-Бюллетень № 39 (45) Дата опубликования описания 07,01.76 (53) УДК623.241..7 (088.8 2

М. М. Стронгин, В. А. Турков и А. М. Хазен (72) Авторы изобретения (71)заЯBHT< b Институт механики московского государственного университета (54) ДАТЧИК УГЛА ОТКЛОНЕНИЯ ОТ ВЕРТИКАЛИ

Изобретение касается геофизических

| исследований скважин„а именно измерения угла отклонения от вертикали, и может использоваться в телеметрической аппаратуре контроля процесса бурения. Известные датчики угла отклонения от вертикали, содержащие феррозонд, электромагнит с полюсными наконечниками, не обладают достаточной точностью и надежностью измер ения.

11ель изобретения — повысить точность и надежность измерения.

Для этого в предлагаемом датчике феррозонд выполнен в виде кольца и расположен между полюсными наконечниками электромагнита, один из которых выполнен неподвижным и имеет форму конуса, а другой подвижным и имеет форму шара.

На фиг..1 изображен кольцевой ферроя>нд с обмотками; на фиг. 2 — опытный 20 образец датчика, разрез.

Датчик имеет кольцевой феррозонд 1 с

»<>моткой 2 питания, намотанной тороидальы>, и выходными обмотками 3.

Феррозонд расположен под коническим 2«> неподвижным полюсным наконечником

Подвижный полюсный наконечник 5 выполнен в виде шара, перемещающегося по поверхности якоря 6 электромагнита, имеющей вид чаши, в основании которой размещена катушка 7 питания 8 — корпус датчика. Для улучшения демпфирования шара чаша может наполняться жидкостью. Оба полюсных наконечника, якорь электромагнита и корпус изготовлены из магнитомягкого материала и составляют магнитную цепь, Феррозонд закреплен в углублении втулки

9, изготовленной из немагнитного материала, которая ограничивает движение шара в вертикальном направлении. Во втулке выполнена проточка для заглубления ш»ра при измерении угла отклонения от вертикали порядка 90о. Внешние части ма нитопровода экранируют феррозонд от воздействия посторонних магнитных полей.

Датчик работает следующим образом.

Обмотка питания феррозонда подключается к генератору переменного тока, а ка тущ к» электромагнита — к источнику постоянного ток». При вертикальном положении датчи48891S ка подвижный полюсный наконечник, находится точно в центре якоря под феррозондом. Составляющая магнитного поля в плоскости феррозонда, на которую он реагирует, практически равна нулю для направлений чувствительности феррозонда. Э.д.с. на концах выходных обмоток отсутствует.

При отклонении датчика от вертикали на некоторый угол подвижный полюсный наконечник перемещается в новое положение, при этом нарушаЕтся симметрия магнитного поля. Появляется компонента магнитного поля, лежащая в плоскости феррозонда, которую можно разложить на составляющие по направлениям чувствительности феррозонда. На концах выходных обмоток появляется э.д.с. удвоенной частоты питания ф -.ррозонда, амплитуда которой пропорциональна измеряемым компонентам поля, т. е. пропорциональна углу отклонения от вертикали.

Работоспособность датчика в условиях вибрации обеспечивается отсутствием подвеса, увеличиванием коэффициента демпфирования подвижного полюсного наконечника (вследствие заполнения датчика демпфи5 руюшей жидкостью и взаимодействия поля вихревых токов в подвижном полюсном наконечнике, возникающих при вибрации с полем электромагнита).

Предмет изобретения

Датчик угла отклонения от вертикали, содержащий феррозонд, электромагнит с полюсными наконечниками, о т л и ч а юш и и с я тем, что, с целью повышения

1 точности и надежности измерения, феррозонд выполнен в виде кольца и расположен между полюсными наконечниками электромагнита, один из которых выполнен неподвижным и имеет форму конуса, а другой — подвижным и имеет форму шара.

4889 15

Щдг 1

Фиг. 2 и.. и 1 о тнр ж 648 Подписное

3 333

111IÈÈ11И Государственного комитета Совета Министров СССР но делам изобретений и открытий

Москва, 113035, Раушская наб., 4

Предприятие «Патент», Москва, Г-59, Бережковская наб., 24

Составитель 1I,Еербачннок ц

1 едакгор Л.Лашкова Техред И.Карандашова Корректор Е.Рожкова