379902

О П И СА Н И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОР СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидет ьстваявлено 06.11.1970 ( 1414769/26-2 М, Кл. С 01 ч 3,10 с присоединением заявк юритет Комите 1 по лел зобретеини и открытийлри Совете Министров ДК 550,837(088.8) юллетеньликовано 20.11 г.1973. та опубликования описания 23 чП.197 Авторыизобретения Ю, В, Аладинский, Н, В. Алексеев, Л. 3. Боб Ю. В. Несынов и В, А. Попов Заявитель Московский ордена Трудового Красно институт им, СергоЗнамени гео джоникидзе оразведоч ПОСОБ ФАЗОВЫХ ИЗМЕРЕНИ Й В ГЕО РОРАЗВЕД ных измерений основную операцшо, вносящую погрешность в результаты измерений, - компенсацию фазовых углов путем изменения отношений между начальными фазами оп 5 ного и рабочего сигналов в приемном устрстве.Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.При измерении фазовых углов принимаемых 10 из земли сигналов или соотношения междуначальными фазами принимаемых пз земли сигналов нескольких частот предлагается компенсировать подлежащие измерению фазовые углы путем изменения фазы управляющих ге нератором импульсов. Изменение фазы управляющих генератором импульсов приводит к изменению начальной фазы первой гармоники питающего тока (при одночастотных измерениях) или к изменению соотношения межд 20 начальными фазами первых гармоник возбуждающих электромагнитное поле токов (при двухчастотных или трехчастотных измерениях). Изменение начальной фазы первой гармоники питающего тока производят до 25 тех пор, пока оно не компенсирует фазовыесдвиги, появляющиеся при распространении электромагнитного поля в земле и являющиеся предметом геоэлектрическпх исследований.При этом измерительные устройства значи тельно упрощаются, их роль ограничивается со- ор- ойИзобретение относится к способам геоэлектроразведки, основанным на фазовых измерениях параметров электромагнитного поля, а именно к способам компенсационных фазовых измерений.Известны способы компенсационных фазовых измерений в геоэлектроразведке, в которых компенсация измеряемых фазовых углов производится в измерительных устройствах путем изменения соотношения между начальными фазами опорного и рабочего сигналов.Однако при использовании известных способов для компенсации в измерительных устройствах устанавливают калиброванные фазоврашатели синусоидальных сигналов, которые сложны, имеют малую точность и не стабильны во времени, что обуславливает недостаточную точность фазовых измерений.Предлагаемый способ позволяет упростить измерительные устройства, повысить точность и разрешающую способность. Достигается это тем, что компенсация измеряемых фазовых углов производится путем изменения соотношения между начальными фазами первых гармоник питающих токов нескольких частот или путем изменения начального сдвига первой гармоники питающего тока при одночастотных измерениях.Применение этой операции позволяет исключить из известного способа компенсацион, -С."ОЮЗЯАЛ вников, ., 1.,31 Г 1 Е.1зтолько указанием момента компенсации, т. е. измерительное устройство становится нуль- индикатором фазовых сдвигов,В регенераторном устройстве возможно применение не обычных фазоврашателей синусоидального напряжения, а импульсных фазовращателей. Известно, что импульсные фазовращатели (например, фантастронного типа) имеют стабильность и точность на один - два порядка выше, чем обычные, Кроме того, в генераторном устройстве имеется гораздо больше возможностей обеспечить высокую стабильность источников питания: можно установить самописец, автоматически регистрирующий изменение фазы управляющих генератором импульсов.Предлагаемый способ может быть реализован с помощью устройства, содержащего токовую и измерительную цепи.На фиг. 1 изображена блок-схема генераторной цепи устройства, на фиг. 2 - блок-схема приемно-измерительной цепи.1 оковая цепь, или генераторное устройство (фиг. 1), состоит из последовательно соединенных задающего генератора 1; двоичного делптеля частоты 2; двухканального формирователя, каждый из каналов которого содержит соответственно делители частоты 3 и 4 в любое число раз, дифференциаторы б и б, импульсные фазовращатели 7 и 8, диоды 9 и 10; сумматора 11; делителя частоты 12 в два раза; блока 18 запуска; инвертора 14 и блока 15 управления импульсным фазовращателем,Измерительное устройство (фиг. 2) состоит из входных клемм 1 б, усилителей 17 и 18, формирователей 19 и 20, сумматора 21 и нуль- индикатора 22,1 енераторное устройство работает следующим образом, Задающий генератор 1 вырабатывает напряжение заданной частоты 1 о. Сигнал с задающего генератора 1 поступает на двоичный делитель частоты 2. С выхода двоичного делителя частоты сигнал поступает на входы двух параллельно соединенных каналов формирования, в каждом из которых частота делителя с помощью делителей 8 и 4. Далее сигналы прямоугольной формы поступают на дифференциаторы б и б, где они преобразуются в последовательности коротких разнополярных импульсов, соответствующих передним и задним фронтам прямоугольных напряжений, С помощью импульсных фазовращателей 7 и 8 производится задержка этих импульсов на время т,=аг фазовращателем 7 и т=сопз 1 фазовращателем 8. Задержанные относительно исходных на время т и т импульсы положительной полярности поступают через диоды 9 и 10 на два входа сумматора 11. С выхода сумматора 11 на вход двоичного делителя частоты 12 поступает последовательность однополярных импульсов, соответствующая сумме последовательностей импульсов, поступающих на два входа сумматора 11. Двоичный делитель 12 частоты восстанавливает прямоугольную форму напряжения. Вы 379902 Если из суммарного напряжения сформировать прямоугольное, то его спектр легкоопределяется:502;. а, =ЦУ (о 1) - 2о2;,а=уя (о сои шй(шо =1о2. 2- - , п81 п) - з 1 п (-,)л.( )-"(" "1б= -У (1)з 1 п ишь д(а).=7 60 65 ходное напряжение делителя частоты поступает на вход блока 18 запуска, где оно преобразуется в импульсы достаточной амплитуды и длительности для управления работой инвер тора 14. В выходном токе инвертора 14 содержатся составляющие с частотами о, и а.На вход 1 б измерительного устройства поступают из земли сигналы двух частот жи в,. С помощью усилителей 17 и 18 выделяют ся первые гармоники этих частот, а с помощью формирователей 19 и 20 осуществляется прецизионное преобразование синусоидальных сигналов в последовательность коротких импульсов, а также преобразование одной ча стоты в другую. Сигналы равной частоты сфазовым сдвигом один относительно другого поступают на сумматор 21, где фазовый сдвиг преобразуется во временной интервал. Нуль- индикатор 22 создает сигнал перестройки для 20 генераторного устройства, поступающий наблок 15 управления импульсным фазовращателем 7. С помощью блока управления время задержки т=чаг импульсного фазовращателя 7 изменяется до тех пор, пока сигнал на стройки с нуль-индикатора 22 не станет равным нулю. В этот момент берется отсчет фазового угла со шкалы импульсного фазовращателя 7.Изменяя фазу управляющего генератором 30 импульса, на такую же величину изменяютсоотношение между начальными фазовыми сдвигами основных гармоник питающего тока, Действительно, пусть исходный суммарный сигнал записан в виде:У (1) =- з 1 п а 1 + зш (2 о 1+ ,) == 2 ии - (Зв 1+ 9 а) соБ- (э 1+ Фв)Отсюда, решал уравнение У (1) =О, можно 40 найти, что суммарный сигнал может иметь нулевые значения при3 3 36 - о45317 - )вСпектр сформированного напряжения может быть представлен в видеУ,(1) =. - +з 1 п п 1+27+- з 1 п2 о 1 ++2,94 . Г18,Отсюда видно, что при изменении фазы управляющих импульсов на угол - , соотноше 18 ние между начальными фазами основных гармоник в спектре выходного тока генератор- ного устройства также изменяется на угол - ,18Применение предлагаемого способа позво ляет также проводить компенсационные фазовые измерения при непрерывном движении измерительного устройства. 15 Предмет изобретения Способ фазовых измерений в геоэлектроразведке, основанный на возбуждении в земле электромагнитного поля токами одной или не скольких частот и компенсационных измерениях фазовьх сдв.гов, отличающийся тем, что, с целью упрощения измерительных устро;".ств, повышения точности и разрешающей способности измерениГ., изменяют соотноше иис между начальнычи фазами первых гармоник питающих токов до равенства нулю суммарного фазового сдвига между принимаемыми сигналами.