Устройство для геоэлектроразведки

ОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК Е (1 И 2104 з(ю 6 01 Ч ГОС ПО ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНН АВТОРСКОМУ ОВИДЕТЕЛЫ:ТВУ вич т изи ьстео СС 1977тво СССР 1975 ТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ 4(71) Ордена Ленина инститЗемли имО.В.Шмидта(56) 1. Авторское свидете Иф 637692, кл. 6 01 Ч 3/062. Авторское свидетель И 717668, кл. 6 01 Ч 3/08 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ, содержащее последовательносоединенные входной согласующий блоканалого-цифровой преобразователь икоммутатор, а также цифроаналоговыйпреобразователь, блок управления, генератор тока и регистратор, причемвыход цифроаналогового преобразователя соединен с входным согласующимблоком, а один из входов - с регистратором, выходы блока управления соединены с входным согласующим блоком,аналого-цифровым преобразователем,коммутатором, генератором тока и регистратором, а выход аналого"цифрового преобразователя соединен с регистратором, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью павьеения точностиизмерений активной и реактиеной составляющих искусственно возбуждаемыхв земле инфранизкочастотных сигналов;в него введены два запоминающих устройства, блок сравнения кодов и реверсивный счетчик, причем два выходакоммутатора соединены с входами двухзапоминающих устройств, два входаблока .сравнения кодов соединены с фдвумя выходами запоминающих устройств,а три выхода - соответственно с вхо- ф фдами суммирования, вычитания и бло- Скировки реверсивного счетчика, выход реверсивного счетчика соединен .с входом управления цифроаналоговогопреобразователя, а счетный входс блоком управления.ЬаиИзобретение относится к техничес-кой физике и может быть использовано в геоэлектроразведке при измерениях активной и реактивной составляющих искусственно возбуждаемых в Земле инфранизкочастотных;сигналов; а также изменений во времени этих составляющих для разведки и поисков месторождений полезных ископаемых методами вызванной поляризации (ВП) и нелинейной вызванной поляризации (НВП), прогнозирования землетрясений, режимных станционных наблюдений и др.Известно устройство для геоэлектроразведки, содержащее генератор переменного тока, измерительный блок и цепь обратной связи, а также компенсационную цепь, выполненную в виде двух пар источников компенсационного напряжения, причем входные цепи источников первой пары соединены с генератором тока и питающими электродами. Входные цепи второй пары источников подключены параллельно цепям выхода источников первой пары, а выходные цепи всех источников и входная цепь измерительного блока соединены последовательно и подключены к приемным элек,тродам 11.Недостатком этого устройства является то, что оно не может быть использовано для измерения инфранизко. частотных сигналов из-за необходимости применения двух пар гальванически развязанных источников компенсационного напряжения, причем одна пара источников должна иметь двухступенчатую гальваническую развязку, в которой выходное сопротивление первой ступени может изменять. ся почти на три порядка. Использование в таком устройстве многоступенчатых трансформаторов постоянного тока, нагруженных друг на друга, требует использования активных преобразователей с высоким входным сопротивлением и не позволяет полу" чить необходимую точность измерений,Известно устройство для геоэлектроразведки, содержащее последовательно соединенные входной согласующий блок аналого-цифровой преобразователь и коммутатор, а также цифроаналоговый преобразователь, блок сравнения, генератор тока и регистратор. Выходы цифроаналогово го преобразователя 1,ЦАП) соединены свходным согласующим блоком и с регистратором, выходы блока управлениясоединены с входным согласующим блоком, цифроаналоговым преобразователем, коммутатором, генератором токаи регистратором, а вход аналогоцифрового преобразователя 1 АЦП ) сое Одинен с регистратором2.Недостатком этого устройства является то, что оно не обеспечиваетнеобходимой точности при использовании его для измерений активной иреактивной составляющих искусственно возбужденных в Земле инфранизкочастотных сигналов, так как в немпредусматривается первоначальное преобразование в цифровой код всего измеряемого сигнала, а затем разделение составляющих в процессе обработки. Так как на инфранизких частотах реактивная составляющая обычноне превышает 13 от суммарного сигнала, то для измерения вариаций реак тивной составляющей с погрешностьюв 11 суммарный сигнал должен быть измерен с погрешностью не хуже 0,00005что с помощью этого устройства принципиально не может быть осуществлено,30 35 40 45 50 55 Цель изобретения - повышение точ" ности измерений активной и реактивной составляющих искусственно возбуждаемых в земле инфранизкочастотных сигналов.Для достижения этой цели в устройство для геозлектроразведки, содержащее последовательно соединенные входной согласующий блок, аналого-цифровой преобразователь и коммутатор, а также цифроаналоговый преобразователь, блок управления, генератор тока и регистратор, причем выход цифроаналогового преобразовате" ля соединен с входным согласующим блоком, а один из входов - с регистратором, выходы блока управления сое-. динены с входным согласуоцим блоком, аналого- цифровым преобразователем, ком. мутатором, генератором тока и регистратором, а выход аналого-цифрового преобразователя соединен с регистратором, введены дополнительно два запоминающих устройства, блок сравнения кодов и реверсивный счетчик, причем два выхода коммутатора соединены с входами двух запоминающих устройств, два входа блока сравнения кодов соединены с двумя выходами запоминающих устройств, а три51015 20 25 ЭО Э 5 40 Ф 45 50 5 з 1выхода блока сравнения кодов - соответственно с входами суммирования,вычитания и блокировки реверсивногосчетчика, выход которого соединенс входом управления цифроаналогового преобразователя, а счетный .вход - с блоком управления.На чертеже изображена структурная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит последовательно соединенные входной согласующий блок 1, аналого-цифровой преобразователь 1 АЦП) 2, коммутатор 3,к двум входам которого подключеныдва запоминающих устройства 4 и 5,выходы которых соединены с двумявходами блока 6 сравнения кодов, Тривыхода блока 6 соединены соответственно с входами суммйрования, вычитания и блокировки реверсивногосчетчика 7, выход которого соединенс входом цифроаналогового преобразователяЦАП) 8. Выходы блока 9 управ.ления соединены с входным согласующим блоком, РЦП, коммутатором, реверсивным счетчиком, генератором 10тока и регистратором 11. Два информационных входа регистраторасоединены с выходами АЦП 2, ЦАП 8,а выход ЦАП 8 - с блоком 1. Входом устройства является шины "Вход"блока 1, а выходное напряжениедля создания тока в нагрузкеземле) снимается с шин "Выход" генератора 10 тока.Устройство работает следующимобразом,С датчика, например, заземленного электрического диполя не показан) на шины "Вход" блока 1 подается подлежащий измерению сигнал.В блоке 1 производится необходимаяфильтрация сигнала от помех с помощью двух синхронных детекторов,управляемых от блока 9 управяения,Кроме того, в блоке 1 имеется сумматор и ключ. С помощью ключа выходной сигнал ЦАП 8 изменяется поформе синхронно с изменениями фор"мы тока, вырабатываемого генератором 10 тока, что обеспечивается синхронным управлением ключа в блоке1 и генератора 10 импульсами управления, вырабатываемыми блоком 9.Преобразованный сигнал с ЦАП 8в блоке 1 суммируется с измеряемымсигналом, суммарный сигнал поступает на вход АЦП 2, а ЦАП 8 управляется реверсивным счетчиком 7. 0221044 В исходном состоянии выходное напряжение ЦАП 8 равно нулю, поскольку запоминающие устройства 4 и 5 "обнулены" и блок 6 сравнения кодов подает на вход счетчика 7 сигнал, запрещающий прохождение импульсов в счетчик от блока 9 управления.В первом такте измерений АЦП 2 преобразует измеренный сигнал в циФровой код. По команде, поступающей из блока 9 управления, коммута-. тор 3 подключает выход АЦП к входу запоминающего устройства 4, в которое записывается код измеренного сигнала. Во втором такте в блоке 6 сравниваются коды, записанные в запоминающие устройства 4 и 5. В данном случае Код, записанный в устройство 4, больше кода, записанного в устройство 5 (первоначального нулевого кода). Поэтому на выходе блока б сравнения кодов появляется разрешающий сигнал суммирования для счетчика 7, а сигнал блокировки снимается. С блока 9 на счетчик 7 поступают импульсы управления, количество которых задается также блоком 9. Изменение кода на выходе счетчика 7 приводит к изменению выходного напряжения ЦАП 8, т,е. вместо нулевого напряжения появляется определенное напряжение, которое во входном блоке 1 суммируется с входным напряжением, и суммарный сигнал поступает на вход АЦП 2.В третьем такте АЦП 2 преобразует суммарный сигнал в цифровой код, коммутатор 3 по команде из блока 9 подключает выход АЦП 2 к второму запоминающему устройству 5, где записывается код первого суммарного сигнала. В четвертом такте в блоке 6 вновь сравниваются коды, записанные в устройства 4 и 5. В данном случае код, записанный в устройство 4, больше кода, записанного в блок 6, и блок 6 выдает сигнал на вход суммирования счетчика 7. При этом очередная пачка импульсов от блока 9 поступает на счетный вход счетчика 7, что приводит к изменению выходного напряжения ЦАП 8, После этого коммутатор 3 по команде из блока 9 подключает выход АЦП 2 к запоминающему устройству 4.1022104 Составитель Е,ГородничееРедактор А.Козориз .Техред А,Ач Корректор С, ШекмарВае Заказ 4036/39 Тираж 710 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная 1 4 В пятом такте АЦП 2 преобразует . второй суммарный сигнал в цифровой код, который через коммутатор 3 записывается в устройство 5. В устройство 4 записан код первого сум мерного сигнала.В шестом такте сравниваются коды, записанные в устройства 4 и 5,и если код в устройстве М.больше кода в устройстве 5, устройство продол жает работать так, как это было описано в пятом и шестом тактах, до тех пор, пока код в устройстве 5 не станет больше кода в устройстве 4. В этом случае на выходе блока 6 вы з ключается сигнал,разрешения суммирования и подается сигнал разрешения вычитания, который поступает на счетчик . При этом код на выходе счетчика уменьшается, что приводит к 20 уменьшению выходного напряжения ЦАП 8. Далее процесс измерения происходит аналогично до тех пор, пока в устройствах 4 и 5 коды не окажутся равными с точностью до единицы млад- щего разряда. На атом процесс измерения заканчивается. Цифровые коды, полученные на выходе АЦП 2 и на управляющих входах ЦАП 8, записываются регистратором. Первый соответствует амплитуде активной составляющей,второй - реактивной,В предлагаемом устройстве составляющие выделяются в "чистом" виде сиспользованием одного измерительногоканала и двух независимых преобразований этих составляющих, что позволяет значительно увеличить точностьизмерений. В особенности это касаетсяреактивной составляющей инфранизкочастотных сигналов, возбуждаемых вЗемле генератором 10 тока, нагруженным на незаземленный диполь или питающую линию, Для измерения приращений во времени составляющихисходные отсчеты запоминаютсяи затем отсчитываются непосредственно амплитуды этих приращений.Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройствазаключается в повышении точностиизмерений, что позволяет проводитьизмерения на тех участках исследований, где мал уровень сигнала. Благодаря этому при одной раскладкепитающей линии можно отснять почтивдвое большую площадь, чем прииспользовании известного устройства. В результате повышается производительность труда,