Измерительное устройство для геоэлектроразведки

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Соеэ СоввтсиикСфциапистичееимлреспублик р 940110(51)М. Кл, С 01 Ч 3/16 1 Ьеудеустюай кемлтет СИР ле делам иэабретеикй и вткрцтнй(53) УДК 550837(088.8) Дата опубликования описания 30.06,82(5 Й) ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ Изобретение относится к геоэлектроразведке переменными электромагнитными полями, например, с помощью дифференциального приема составляющих поляИзвестно измерительное устройство для геоэлектроразведки, содержащее два измерительных канала, каждый иэ которых содержит приемник поля, усилитель, частотно-измерительный блок и фазный детектор, причем выходы измерительных каналов подсоединены к вычитающей схеме, нагруженной регистратором 11.Недостатком указанного устройства является то, что точность измерения сигналов, а следовательно, и чувст" вительность устройства зависит от стабильности фазы сигналов, а также от идентичности амплитуд, фаэ и спектров помех, поступающих на датчики поля, идентичности шумов и стабильности амплитудно-Фазовой характеристики тракта усиления сигнала.Нестабильность фаз принимаемых сигналов и неидентичность помех, поступающих, на датчики электромагнитного поля, особенно велики в системах морской электромагнитной разведки ввиду значительного затухания и укорочения электромагнитной волны в морской воде. Неидентичность вибрации датчиков поля в движущихся системах геофизической электроразведки также приводит к неидентичности помех на входе тракта усиления сигнала. Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является измерительное устройство для геоэлектрораэведки, содержащее два измерительных канала, каждый иэ. которых содержит входные усилители и регуляторы уровня сигналов, соединенные с входами блока вычитания, подключенногок регистратору 1.2.940110 3Недостатком этого устройства является невысокая тоцность измерений, обусловленная неидентицностью помех в каналах и нестабильностью фазы измеряемого сигнала.Цель изобретения - повышение точности измерений и, как следствие этого повышение чувствительности систем геофизической электро- разведки к аномальным объектам. Поставленная цель достигаетсятем, цто в известном измерительномустройстве для геоэлектроразведки,содержащем два измерительных каналакаждый из которых содержит входныеусилители и регуляторы уровня сигналов, соединенные с входами блокавычитания, подключенного к регистратору, дополнительно каждыйизмерительный канал содержит последовательно соединенные фильтр верхней боковой полосы частот, включающейосновную частоту сигнала, блок нелинейного преобразования и полосовойфильтр огибающей сигнала, включенныемежду выходом входного усилителя ивходом регулятора уровня сигналов.На чертеже дана блок-схема устройства.На блок"схеме обозначены входныесигналы О 1, О входные усилители(согласователи) 1 и 2, полосовыеФильтры 3 и 4 верхней боковой полосы частот; блоки 5 и 6 нелинейного преобразования сигнала (выпрямите- З 5ли, нелинейные делители и т.п.); полосовые Фильтры 7 и 8 огибающей;регуляторы 9 и 10 уровня сигнала(регулируемые делители напряженияи т.п.); блок 11 вычитания (нульорган, операционный усилитель ит.п.); регистратор 12.Работа устройства основана наследующем принципе,Известно, что период колебаний ф 5нормального электромагнитного поляв геоэлектроразведке выбирают значительно меньшим длительности огибающей сигнала от искомого объекта(геоэлектрической аномалии, трубы,газопровода и т.п.). Кроме того,спектр мультипликативных помех,возникающих в процессе движения носителя (вибрации датчиков и излучателя, электрогидродинамические эф- кфекты обтекания носителя и т.д,)лежит гораздо выше спектра огибающей сигнала от объекта. 4При ограничении спектра сигнала полосовым фильтром сверху и снизу до границ верхней боковой полосы частот исключается фликкер-шум тракта усиления и ограничивается спектр низкочастотных аддитивных и высокочастотных помех.При нелинейном преобразовании периодических сигналов блоком нелинейного преобразователя их спектр содержит постоянную составляющую и высшие гармоники периода сигнала,При дальнейшем ограничении спектра сигнала полосовым фильтром огибающей до границ основных спектральных составляющих огибающей сигнала от объекта, лежащих, как правило, в инФранизкочастотной области, эффективно фильтруются: 1) постоянная составляющая и составляющая, связанная с дрейфом нелинейного преобразователя;2) высшие гармоники сигнала; 3) комбинационные частоты динамических помех и шумов тракта усиления с периодическим сигналом.После таких преобразований спектра сигналов указанными блоками дисперсия шума, связанная с описанными мешающими факторами, значительно уменьшается, Остаточная неидентицность сигналов, вызванная мешающими факторами, устраняется регуляторами уровня сигнала, служащими для выравнивания их амплитуд, и блоком вычитания. При этом влияние нестабильности фазы входных сигналов на точность вычитания исключается. Устройство работает следующим образом.Измеряемые периодические сигналы О,1 Оподаются соответственно на входные согласующие каскады 1 и 2, с выхода которых они поступают на полосовые Фильтры 3 и 4 верхней боковой полосы цастот, где их спектры ограничиваются до границ верхней боковой полосы частот, вклюцающей частоту сигналов. С выхода полосовых фильтров 3 и 4 сигналы поступают на блоки нелинейного преобразования сигналов 5 и 6, трансформирующие их спектр, как описано выше. С выхода нелинейных элементов 5 и 6 сигналы поступают на входы полосовых Фильтров 7 и 8 где выделяется их огибающая, с выхода которых огибающие поступают на регуляторы уровня 9 и 10, где они выравниваются по велицине, С выхода ре940110 Формула изобретения Составитель Л. Воскобойниковедактор А, Маковская Техред К.Мыцьо Корректор 1 О.МакаренкоП Заказ 2/ Тираж 717 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб додписн лиал ППП "Патент", г. Ужг ул. Проектная,5гуляторов уровня 9 и 10 сигналы пос тупают на вход вычитающего устройства 11, с выхода которого разность , сигналов поступает на регистратор 12.5При этом сигнал 0 поступает с выхода датчика электромагнитного поля системы геоэлектроразведки, сигнал О - с выхода другого датчика электромагнитного поля или с генератора электромагнитного поля. Как показывают расчеты, в таком устройстве отношение сигнал/шум, например, при монохроматической поме-хе с частотойЮп возрастает в 6(ЮИ) с раз, где Г - основной период огибающей сигнала от объекта.Во столько же раз уменьшается дисперсия помехи и увеличивается точ ность вычитания сигналов. Например, для Юр =2 Г 10,С = 1 получим вы игрыш приблизительно в 2,410 раз.Это позволяет повысить чувствительность измерений с помощью предлагаемого устройства. Измерительное устройство для геоэлектроразведки, содержащее два измерительных канала, каждый из которых содержит входные усилители и регуляторы уровня сигналов, соединенные с входами блока вычитания, подключенного к регистратору, о т л и ч а ющ е е с.я тем, что, с целью повышения точности измерений, каждый изме-ч рительный канал содержит последовательно соединенные фильтр верхней боковой полосы частот, включающей основную частоту сигнала, блок нелинейного преобразования и полосовой фильтр огибающей сигнала, включенные между выходом входного усилителя и входом регулятора уровня сигналов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1,Гончарский В,Н, и др.Технические основы аэроэлектроразведки. Киев, "Наукова Думка", 1969, с. 176- 179.2. Патент США У 3562633 кл. 324-6, опублик, 1971 (прототип) 1