Устройство для геоэлектроразведки

(61) Дополнительное к авт. свнд.ву 22) Заявлено 12,07.72 21) 1808394/18 л,Ч 3 с присоединением заявки-т,23) Приоритет осударствеииыйСовета Иииистрооо делан изобри отирыти мите СССР нии 3) Опубликовано 25.04,78 Бюллетень 5) Дата опубликования описания .0, Л. 3. Бобровников, В. А. Поп В. Д, Жильников 2) Автор изобре я й геологоразведочный инстиОрджоникидзе Заявител УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ ение относится к усо-фазовых измерений и может быть прим ной технике при изучк трических разрезовоторых четырехполюсн Изобре амплитудн ляризации измерител ров геоэл также нек роиствам длявызванной понено также в ении иараметатмосферы а иков. Известны устроиства для амплитудно-фазовых измерений вызванной поляризации, предусматривающие последовательное возбуждение в земле электромагнитного поля токами 1 О нескольких частот с помощью генератора фиксированных частот и поочередное измерение на каждой частоте амплитуд и фаз сигналов в точке измерения с помощью одночастотного амплитудно-фазового измерителя с последующим определением параметров поляризуемостипутем математических расчетов,Ввиду необходимости передачи с генератора на измеритель сигналов опорной фазы с помощью радиоканала, поочередного измерения амплитуд и фаз на каждой рабочей о частоте и определения параметров поляризуемости путем математических расчетов, известные устройства оказываются сложными и низкоточными. Эти недостатки в значительнои мере устраны в устройствах для параллельных двух2частотных амплитудно-фазовых измерений вызванной поляризации.Известное устройство для параллельных двухчастотных амплитудно-фазовых измерений вызванной поляризации содержит последовательно соединенные датчик сигналов, предва. рительнье усилители, к выходу которых под. ключено два избирательных усилителя, умно. житель частоты, формирователи импульсного напряжения из сигналов синусоидальной формы, делитель. частоты, дискретный фазовра 1 цатель, триггер и индикатор фазовых углов.В этом устройстве предусматривается умножение частоты одного из сигналов до значения частоты другого сигнала, а затем преобразование синусоидальных сигналов в последовательности коротких импульсов, соответствующих моментам перехода синусоидальных сигналов через. нулевое значение их амплитуды, и измерение временного интервала между этими двумя последовательностями импульсов. большое число элементов устройства, выполняющих операции по различному преобразованию ин. франизкочастотных сигналов, снижает надежность этого устройства в полевых условиях, Кроме того, из всего синусоидального сигнала за весь период в известном устройстве исполь. зуется только его значение в один момент -- нулевое значение. 11 рц наличии помех (а в цсэ. левых условиях избавиться от цих никогда це удатся) момент перехода суммдршя о сит. цала чсреэ нулевое значение кслесэлстся в ши. роких ц)эедглах, что приводит к значительным погрешностям измерения фазовых углов.Целью изсэбрстеция является повышение надежности измерительного устройства, а также увеличение точности измерений. Это достигается тем, что к выходам двух п избирательных усилителей подключен сумматор, соединенный с квадратором и измерителем амплитуды сигцдлд удвоенной нижней рабочей частоты.Устрдцецце из измерительного устройства умножителей и делителей частоты синусоидальных инфраниэкочастотных сигналов, преобразователей синусоидальцых сигналов в импульсные и фаэовращателя повышает надежность его работы, а измерение фазовых углов с помощью обычного амплитудного вольтметра, из-меряющего амплитуду сигнала удвоенной никцей рабочей частоты, позволяет использовать весь синусоидальный сигнал на каждый период его следования и тем самым увеличить точность измерений.25На чертеже дана структурная схема предложенного устройства.Оно содержит последовательно соединенные датчик сигналов 1, предварительный усилитель 2, два избирательных усилителя 3 и 4,входы которых соединены с выходом усилителя 2, а выходы соединены со входом сумматора 5, квадратор 6, подключенный к выходусумматора, и измеритель,7 амплитуды сигнала удвоенной нижней рабочей частоты, подключенный к выходу квадратсра 6,Предложенное устройство работает следующим образом,Электромагнитное поле в земле возбуэкдается токами двух частот, соотцосиенис междукоторыми равно 3. Амплитудные значения величин токов выбираются в отношении 2:1, 4 ОПринятый. из земли с помощью датчика 1двухчастотный сигнал усиливается в блоке предварительного усилителя 2 и фильтруется с помощью избирательных усилителей 3 и 4. Затемполученные напряжения синусоидальной формы суммируются с помощью сумматора 5. Суммарный сигнал подается на квадратор 6. Ввыходном токе квадратора 6 содержится составляющая, пропорциональнаяй, Э - й)ф . (и,сы 2)Е+ Ю+ с)э 20.Ю ып бп2 Р =огдеср и цэ - фазовые сдвиги сигналов с частотамии, и И, но так каки,.=3 с,)ц а приизучении геоэлектрических разрезов с)эазовыеуглы можно представить в виде суммы линейно изменяющихся с частотой фазовых углов,обусловленных индукционными эффектамис)эи фазовых углов ВП сэ, не зависящих отчастоты при изменении частоты 5 - 10 раз,т.е.ср" чинд+ фарпс ф инд+ 4 вд -) ЬО то, подставив уравнешгя (2) и (3) в урдвне. цие (1), получим2 сэ в,(э + ср 1 фс2Таким образом при отсутствии поляризуемсэсти среды амплитуда сигнала с частотой 2 с,э ца выходе квадратора равна нулю, а отличие ес от нуля служит мерой поляриэуемости среды,Измерение амплитуды сигнала удвоенной нижней рабочей частоты производится измерителем 7,Измеритель 7 может быть выполнен в виде избирательного усилителя, настроенного на частоту 2 э , детектора, ицтегратора и отсчетного прибора, Так как измеритель 7 измеряет не. посредственно параметр ВП, то требование к нему оказывается значительно сниженным. В частности, точность измерения амплитуды сигнала с частотой 2 сэ, может составлять 5 - 10 йОтметим, что в качестве .двух избирательных усилителей 3 и 4 с сумматором 5 может быть использован гребенчатый фильтр или полосовой фильтр, пропускающий сигналы с частотами ссэи сээ. Кроме того, электромагнитное поле в земле может возбуждаться током прямоугольной формы, в котором содержится первая и третья гармоника в соотношении 1:1/3. Г 1 ри этом коэффициенты передачи избирательных усилителей должны быть выбраны в соотношснии 1:2/3.Можно измерять также амплитуду постоянной составляющей на выходе квадратора:Я(2и получить таким образом сведения о проводимости среды. Кроме того, имея результаты. измерений переменной и постоянной сэсоставляющих на выходе квадратора, можно исключ ить нестабильность параметров избирательных усилителей и квадратора путем проведения нормированных измерений. Вместо квадратора может быть использовано устройство возведения сигналов в третью или четвертую степень (например варистор с кубической вольтамперной характеристикой). В этом случае соответствующим образом выбирается соотношение рабочих частот и амплитуд нескольких сигналов, но из-за более сложного спектрального состава сигнала на выходе указанных узлов измерение полезного сигнала, пропорционального фазовому углу ВП, затрудняется.Формула изобретенияУстройство для геоэлектрораэведки, содержащее последовательно соединенные датчик сигнала и предварительный усилитель, к выходу которого подключено два избирательных усилителя, отличааисееся тем, что, с целью повышения надежности устройства и увеличения точности измерений, к выходам двух избирательных усилителей подключен сумматор, соединенный с квадратором и измерителем амплитуды сигнала удвоенной нижней рабочей частоты.603934 Составитель В. 3 верехред О. Луговаякраж 702 Корректор Д. МельничеиПодписное ственного комитета Сове елам изобретений и о осква, Ж 35, РауаскаякПатент, г. Ужгород,ОНИИПИ Госудано33035, МФилиал ППП ул. Ироектн Редактор Е. Скляревская . Заказ 2063/37 а Министров крытнйнаб. д. 4/5