Ориентатор бесконтактный ОБ-13

Ориентатор бесконтактный ОБ-13 (ВИТР) является промышленно освоенным бесконтактным прибором индикаторного типа с аналоговой характеристикой (рис. 4.25).

Рис. 4.25. Принцип работы оптоэлектронного преобразователя в проходящем (а) и отраженном (б) свете.
1 - источник света; 2 - оптический элемент (маска, пузырек); 3 - приемник света; 4 - отражатель.

В приборе использован оптоэлектронный метод преобразования угла в электрический сигнал, что соответствует наиболее современному уровню по точности измерений. Принцип действия оптоэлектронного преобразователя, который заключается в том, что между источником света (светодиод) и приемником света (фотосопротивление, фотодиод, фототриод) располагается оптический чувствительный элемент с переменной плоскостью (например, пузырьковый уровень).

При изменении измеряемого угла (вращение относительно апсидальной плоскости скважины) меняется световой поток от источника к приемнику света и соответственно изменяется ток, протекающий через приемник света, что фиксируется поверхностным пультом. В качестве чувствительного элемента могут быть использованы: вращающаяся на оси непрозрачная механическая эксцентричная маска со щелью (а.с. № 607005) или пузырек воздуха в непрозрачной жидкости (а.с. № 620591), а оптоэлектронный преобразователь может работать как в проходящем, так и отраженном свете (рис. 4.26).

Рис. 4.26. Схема (принципиальная) оптоэлектронного ориентатора типа ОБ-13 ВИТРа.
1 - трансформатор; 2 - наземный пульт; 3 - скважинный прибор (1' - 3' - контакты переключателя); 4 - усилитель; 5 - приемник света (фотосопротивление); 6 - оптическая маска; 7 - источник света.

В механическом варианте контакт 3' может подключаться к контактам 1' или 2' переключателя П, что позволяет измерять ток через осветитель 7 (контроль состояния изоляции линии связи) или через фотосопротивление 5 (измерение сигнала). В этом случае положительный полупериод синусоидального напряжения трансформатора 1 проходит через источник света 7, в то время как отрицательный полупериод - через усилитель 4 и фотосопротивление 5. Искомое положение прибора и соответственно отклонителя - «момент ориентации» - определяется по максимальному току фотосопротивления, что соответствует наибольшему отклонению стрелки микроамперметра «И» наземного пульта. В ориентаторе ОБ-13 использован второй вариант с пузырьковой камерой. В этом случае контакты 1', 2', 3' переключателя П замкнуты; через микроамперметр «И» пульта проходят токи отрицательного и положительного полупериодов, при этом ток осветителя (положительный полупериод) является опорным, и прибор «И» реагирует на приращение тока в цепи приемника света 5 с усилителем 4. Утечки тока могут изменить значение максимума, но не повлияют на фиксирование момента ориентации.

Подобное конструктивное решение и создание на его основе оптоэлектронных ориентаторов с аналоговой характеристикой (более подробная информация дана в руководстве ориентатора ОБ-13) обеспечивает ряд существенных преимуществ по сравнению с ориентаторами релейного типа (ЛУЧ и УШО и др.): в чувствительном элементе отсутствуют электрический и механический узлы и их контакты, являющиеся основным источником отказов; это повышает надежность и работоспособность прибора; улучшена метрологическая характеристика прибора и точность определения угла установки; существенно повышена информативность прибора, так имеется возможность по движению стрелки миллиамперметра заранее получать информацию о подходе к искомому углу установки, т. е. «моменту ориентации», и об отходе от этого положения, можно также градуировать этот интервал; исключена возможность грубой ошибки на 180° - «ложный нуль».