Генераторное устройство для геоэлектроразведки

(56) 1. Руководство пометода переходных процред. Ф.М.Каменецкаго. Л1976, с. 64-67.2Мельшаков В.П. иамплитудно-фазовых изменой поляризации. Якутсккнижное изд-во, 1974, с(54)(57) ГЕНЕРАТОРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ, содержащее источник постоянного напряжения, включенный в диагональ четырехплечевого моста, образованного четырьмя ключевымиэлементами, во вторую диагональ которого включена возбуждающая петля, атакже конденсатор, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью стабилизации возбуждающего тока, в него дополнительно введены пятый и шестойключевые элементы, причем параллельно возбуждающей петле включены пятыйключевой элемент и последовательносоединенные шестой ключевой элементи конденсатор.Изобретение отнрсится к геоэлектроразведке по методу переходных процессов (МПП).Известно устройство для геоэлектроразведки, содержащее генератордвухполярных прямоугольных импульсов спаузами, выход которого соединен с генераторной петлей, а также приемную антенну и индикаторный блок, соединенныепоследовательно1).Использование прямоугольных воз-буждающих импульсов при индуктивнойнагрузке предъявляет высокие требования к параметрам ключевых элементов,коммутирующих ток в петле, посколькупри выключении тока на ключевых элементах возникают большие перенапряжения,Наиболее близким к изобретениюявляется устройство, содержащееисточник постоянного напряжения,включенный в диагональ четырехключевого моста, образованного четырьмяключевыми элементами, во вторую диагональ которого включены возбуждающая петля, а также конденсатор 2),Однако известное техническое решение не обеспечивает стабилизациитока, возбуждающего петлю.Целью изобретения является повыщение стабилизации возбуждающего тока.Поставленная цель достигается тем,что в генераторное устройство длягеоэлектроразведки, содержащее источник постоянного напряжения, включенный в диагональ четырехплечевогомоста, образованного четырьмя ключевыми элементами, во вторую диагональкоторого включена возбуждающая петля,а также конденсатор, дополнительновведены пятый и шестой ключевые элементы, причем параллельно возбуждающей петле включены пятый ключевойэлемент и последовательно соединенныешестой ключевой элемент и конденсатор,На фиг. 1 приведена структурнаясхема устройства; на фиг. 2 - примервыполнения ключевого элемента; нафиг. 3 - 8 диаграммы. напряжений итоков.Устройство содержит четырехплечевой мост, образованный первым 1, вторым 2, третьим 3 и четвертым 4 ключевыми элементами, к одной диагонали которого подключен источник 5 питающего напряжения, к другой - индуктивная возбуждающая петля 6, параллельно которой подключены пятыйключевой элемент 7, а также последовательно соединенные шестой ключевойэлемент 8 и конденсатор 9,Кроме того,в качестве примера использованиягенераторного устройства для гео электроразведки приведены последовательно соединенные приемная антенна 10 и индикаторный блок 11, кото-рые измеряют сигналы из Земли, наведенные генератором, Ключевой эле мент выполнен на двух встречно включенных высоковольтных транзисторах 12и 13.Устройство работает следующимобразом.15 При формировании плоской вершины положительного импульса возбуждающего тока Д р 8 (фиг. 3) ключевыеэлементы 2, 3 и 8 разомкнуты и в ра-,боте не участвуют, а ключевые элемен 20 ты 1, 4 и 7 совместно с активно-индуктивной нагрузкой - возбуждающейпетлей 6 образуют схему импульсногостабилизатора тока. При замкнутыхключевых элементах 1 и 4 возбуждаю щая петля б подключается к источнику 5 питающего напряжения, обеспечи"вая протекание через возбуждающуюпетлю 6 импульсов тока 3 Э (фиг, 4),при размыкании ключевых элементов 1 30 и 4 замыкается ключевой элемент 7и за счет энергии, накопленной в индуктивности возбуждающей петли 6,через ключевой элемент 7 и возбуждающую петлю 6 протекают импульсы тоЗ 5 ка Э (фиг. 5). Регулировка амплитуды возбуждающего тока обеспечива;ется изменением соотношения междудлительностями импульсов Зи .3.При включении тока в возбуждающей 40 петле 6 ключевые элементы 1-4 и 7 раз"мыкаются и замыкается ключевойэлемент 8, обеспечивая заряд конден, сатора 9 за счет энергии, накопленной в индуктивности возбуждающейпетли 6. Поскольку при этом образуется колебательный контур, состоящий из элементов 6 и 9, спад токапроисходит по косинусоидальномузакону50Э Ю - Зо сои г -1 ЬС55 где Ф, " текущее время,Е и С - значения индуктивности возбуждающей петли 6 и емкости конден.сатора 9;Эо - установившееся значениевозбуждающего тока, обеспечивающее заряд конденсатора 9 до значения напряжения равногоГ ыс=3 о6 В момент равенства нулю тока возбуждающей петли 6 С = С все ключевые элементы 1-4,7 и 8 размыкаются, ток в петле прекращается, а заряд, накопленный в конденсаторе 9, сохраняется практически неизменным в течение всей паузы.При формировании переднего фронта отрицательного импульса С = С.3 возбуждающего тока замыкается ключевой элемент 8, обеспечивая разряд конденсатора 9 через возбуждающую петлю 6 (фиг. 6). При этом по синусоидальному закону нарастает возбуждающий ток, достигая к моменту времени С = С практически установившегося значения Э (фиг. 7). В момент равенства нулю напряжения на конденсаторе 9 ключевой элемент 8 размыкается, а замыкаемые поочередно ключевые элементы 2-3 или 7 обеспечивают стабилизацию тока в возбуждающей петле в течение всей вершины отрицательного импульса возбуждающего тока, как это показано на фиг, 7.При выключении тока в возбуждающей петле ключевые элементы 2,3 и 7 размыкаются, замыкается ключевой элемент 8, обеспечивая заряд конденсатора 9 током 36 за счет энергии, накопленной в индуктивности возбуждающей петли (фиг. 6). При формировании паузы между импульсами закрыты все ключевые элементы 1-4, 7-8, вмомент формирования переднего фронта положительного импульса возбуждающего тока замыкается ключевой эле мент 8, обеспечивая нарастание токаза счет энергии, накопленной в конден.саторе 9, Рассмотренный процесс вцальнейшем повторяется. Форма напряжения,в нагрузке Ос приведена на фиг,7, 10 Ток на ключевых элементах 2-4 - Эприведен на фиг. 8.В паузах между возбуждающими импульсами с помощью измерительногоблока 11 измеряется и регистрируется 15 переходный процесс магнитной составляющей электромагнитного поля, наведенного в приемной антенне 10.По сравнению с известным предлагаемое техническое решение, позволяет 20 исключить дополнительные схемы стабилизации тока возбуждающей петли.Общее снижение габаритов и веса аппаратуры может достигать двух и бо.лее раз. В 2-3 раза повышается общая точность измерений переходногопроцесса за счет стабилизации токав возбуждающей петле.По сравнению с базовым приборомаппаратурой МППУповышается точЗ 0 ность измерений переходного процессакак за счет стабилизации возбуждающего тока, так и за счет стабилизации длительности и формы переднегои заднего фронтов импульсов возбужЗ 5 дающего тока, заметно улучшаютсяэнергетические показатели генераторной установки за счет использованияреактивной энергии, эапасаемой виндуктивности возбуждающей петЛи, 40 облегчаются условия работы ключевыхэлементов, что приводит к повышениюнадежности их работы.