Датчик зенітного і візирного кутів

Реферат: Датчик зенітного і візирного кутів містить герметичний корпус, поплавок з ексцентричним вантажем, урівноважений лише до певної величини по плавучості та диференту в рідині, що заповнює корпус. У корпусі розташовані датчики сили і лінійного переміщення з підсилювачем та резистором зворотного зв'язку. UA 78852 U (54) ДАТЧИК ЗЕНІТНОГО І ВІЗИРНОГО КУТІВ UA 78852 U UA 78852 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Корисна модель належить до галузі промислової геофізики і може бути використана для контролю просторового положення стовбура свердловини в процесі буріння нафтових і газових свердловин. Відомий пристрій для визначення кривизни свердловини, що містить корпус, поплавкову рамку, виконану у вигляді встановлених з зазором концентрично один до одного циліндрів, внутрішній з яких жорстко пов'язаний з корпусом пристрою [1]. Недоліком такого пристрою є недостатня точність при вимірі малих зенітних кутів. Найбільш близьким технічним рішенням до даного запропонованого датчика зенітного і візирного кутів, є пристрій для визначення кривизни свердловини, що містить герметичний корпус, рамку - поплавок з ексцентричним вантажем, при цьому поплавок урівноважений в рідині, що заповнює корпус, по плавучості і диференту [2]. Недоліком даного пристрою є складність конструкції і отже невисока надійність при контролі викривлення свердловини в процесі буріння. Задача корисної моделі полягає у спрощенні конструкції датчика зенітного і візирного кутів, підвищення точності і надійності датчика. Поставлена задача вирішується, тим що в датчику зенітного і візирного кутів, який містить герметичний корпус, поплавок з ексцентричним вантажем, урівноважений по плавучості та диференту в рідині, що заповнює корпус, відповідно до корисної моделі, поплавок по плавучості урівноважений лише до певної величини, а в корпусі додатково розташовані датчики сили і лінійного переміщення, з підсилювачем та резистором зворотного зв'язку. Суть пропонованої корисної моделі пояснюється графічним матеріалом, де зображено загальний вигляд датчика зенітного і візирного кутів - вертикальний розріз. Датчик зенітного і візирного кутів містить герметичний циліндричний корпус 1, в якому у рідині розміщений чутливий елемент, виконаний у вигляді поплавка 2, який урівноважений у рідині по плавучості та диференту, причому по плавучості - лише до певної величини. Також центр ваги поплавка зміщений відносно осі хх ексцентричним вантажем 3. У центрі поплавка закріплені осі 4, 5, що входять в крізні отвори - бушони 6, 7, які дозволяють не тільки забезпечити кутовий поворот поплавка навколо осі хх, а й лінійний зсув поплавка уздовж її осі на величину 0,5 мм. Між поплавком 2 і корпусом 1 датчика передбачений малий демпфуючий зазор, що дорівнює 0,1-0,2 мм. Кут повороту поплавка навколо осі хх вимірюється синусно-косинусним обертовим трансформатором (СКОТ), ротор 8 якого закріплений у поплавку, а статор 9 - у корпусі. Підведення живлення до СКОТ здійснюється за допомогою обертового трансформатора 10. У корпусі датчика розташовані безконтактні датчики лінійного переміщення 11, 12 і сили 13, 14, з підсилювачем 15 та резистором 16 зворотного зв'язку. Датчик візирного кута працює таким чином. Нехай датчик розташований в горизонтальній площині. Якщо корпус 1 приладу відхилити від горизонталі, то завдяки ексцентричному вантажу 3 з'явиться сила, яка повертає поплавок 2 навколо осі хх. При цьому зі статора 9 електричного перетворювача знімається електричний сигнал, пропорційний куту повороту поплавка навколо осі хх, рівний куту установки відхилювача. Переміщення поплавка 2 вздовж осі хх здійснюється завдяки ексцентричному вантажу 3, який зміщує поплавок, урівноважений у рідині по плавучості лише до певної величини, що дає змогу лінійному зсуву поплавка уздовж осі хх і на виході безконтактних датчиків переміщення 11, 12 з'являється електричний сигнал, який після посилення 15 та перетворення подається на обмотки безконтактних датчиків сили 13, 14, які повертають поплавок у вихідне положення. Напруга на резисторі 16 зворотного зв'язку пропорційна зенітному куту. U i  U0 i  Um i cos g, xx де U0 i - нульовий сигнал датчика зенітного кута. 50 55 Um i - найбільше значення вихідного сигналу з датчика зенітного кута. Датчики кута повороту вибрані такими, щоб невеликий лінійний зсув не позначався на точності кута повороту. Малий демпфуючий зазор, між поплавком і корпусом сприяє ефективному демпфуванню коливань, а також знижує ударні навантаження, що діють на опори в процесі буріння. Таким чином, конструктивні особливості виконання датчика забезпечує суттєве підвищення точності вимірювання при малих зенітних кутах та надійність експлуатації датчика в процесі буріння. Джерела інформації: 1 UA 78852 U 1. Авторское свидетельство СССР №759710, кл. Ε 21 В 47/022, Публикация 30.08.1980, Бюллетень №32. 2. Авторское свидетельство СССР №402640, кл. Ε 21 В 47/022, Публикация 19.10.1973, Бюллетень №42, (найближчий аналог). 5 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 Датчик зенітного і візирного кутів, що містить герметичний корпус, поплавок з ексцентричним вантажем, урівноважений по плавучості та диференту в рідині, що заповнює корпус, який відрізняється тим, що поплавок по плавучості урівноважений лише до певної величини, а в корпусі додатково розташовані датчики сили і лінійного переміщення з підсилювачем та резистором зворотного зв'язку. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2