Устройство для геоэлектроразведки

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ н 851305(5)М. Кл. С О 1 Ч 3/10 с присоединением заявки Ио(23) Приоритет -Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытийДата опубликования описания 300781(72) Авторы изобретения А,А.Вакульский, А.В.Жук, Л.Я.Миэюк и М,И.Цема физико-механический институт АН Украинской ССР(54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ Изобретение относится к геоэлектрораэведке рудных месторождений и может применяться для идентификации сигналов, представляющих собой суперпоэицию компонент одного класса.Известны устройства для геоэлектрораэведки, основанные на стробировании полезного сигнала и измерении полученных импульсов, содержащие датчик, входной ключ, стробирующий блок, блок управления и регистратор импульсов 11.Общими недостатками таких уст" ройств являются низкая разрешающая способность, а также низкая производительность, связанная с необходимостью проведения большого количества дополнительных вычислений и пост- роений методом палетки.Известно также устройство, содержащее в измерительной части магнитный датчик, измерительный канал, аналого-цифровои преобразователь, вычислительное устройство, регистратор, блок синхронизации и управления и датчик опорного сигнала 12).Однако разрешающая способность измерений, выполняемых этим устройством, невысока. Известно также устройство дляиндуктивной электрораэведки, содержащее в измерительной части магнит ный индукционный датчик, входнойключ, согласованный фильтр, стробнруюЮй ключ, интегратор и регистрирующее устройство. С помощью этогоустройства удается снизить влияние 10 Флюктуационных и когерентных помехот поверхностных отложений за счетвведения в него фильтра, согласованного по форме с откликом исследуемого геологического объекта 31.Недостатками данногб устройстваявляются низкая разрешающая способность при разделении сигналов отрудных тел, особенно в районах сосложным геоэлектрическим разрезом,обусловленная тем, что согласованный фильтр не позволяет разделятьсигналы одинаковой структуры, атакже низкая производительность имногоканальность в его выполнении.25 . Цель изобретения - повышениепроизводительности геологоразведочных работ и разрешающей способностиустройства.Поставленная цель достигаетсятем, что в известное устройство, содержащее последовательно соединенные приемный датчик, входной ключ,согласованный фильтр, умножитель,аналого-цифровой преобразователь,вычислительное устройство, регистратор, а также датчик опорного сигнала и схему управления, соединеннуюсо входным ключом, вычислительнымустройством и аналого-цифровым преобразователем, введен формировательэкспоненциально-возрастающего напряжения, включенный между схемой управления и умножителем, а датчикопорного сигнала подключен ко второму сигнальному входу вычислительного,устройства, При этом вычислительноеустройство содержит последовательносоединенные прямой анализатор Фурье,блок деления и обратный анализаторфурье , вход прямого анализаторафурье соединен с выходом аналогоцифрового преобразователя, выход обратного анализатора Фурье - с регистратором, а два входа блока делениясо схемой управления и датчиком опорного сигнала соответственно.На фиг. 1 изображена структурная схемИ предлагаемого устройства 1на фиг. 2 - эпюры напряжений, поясняющие принцип его работы,Устройство содержит индукционныйдатчик 1, входной ключ 2 согласованный фильтр 3, умножитель 4, формирователь 5 экспоненциально-возрастающего напряжения, аналого-цифровойпреобразователь б, вычислительноеустройство 7, прямой анализатор Фурье8, блок 9 деления, датчик 10 опорного сигнала, обратный анализарорфурье 11, схему 12 управления и регистратор 13,Принцип действия устройства длягеоэлектроразведки основан на разложении на составляющие компонентысигнала-отклика (переходного процесса) по аномальному параметру. Приэтом предполагается наличие в сигнале суперпозиции компонент одинаковыхпо структуре с полезным сигналомот рудной аномалии, так как флюктуационные и когерентные помехи подавляются согласованным фильтром, который максимизирует соотношениесигнал/помеха лишь по отношению кслучайным флюктуационным и когерентным помехам, не изменяя природысамих сигналов, а внося лишь, искажение, состоящее в неравномерном ихусилении.Устройство работает следующимобразом,Сигнал переходного процесса е (1),осложненный помехами (фиг, 2 а) свыхода приемного датчика 1, посредством ключа 2 подается на вход фильтра 3, который ослабляет влияниефлюктуационных и когерентных помех(фиг. 2 б) и подается на один извходов умножителя 4, на второй вход(3) которого подается экспоненциальновозрастающее напряжение (фиг. 2 в)с выхода формирователя 5, причеммомент отпирания ключа 2 и началоформирования напряжения Б = ехр (х)формирователем 5 определяются сигналами первого н второго выходовсхемы 12 управления. Перемноженныйсигнал еехр (х) (фиг, 2 г) свыхода умножителя 4 подается на входаналого-цифрового преобразователя б,который осуществляет квантованиепоступающего сигнала через экспоненциально-возрастающие моменты времени, запускаясь тактирующими импульсами (фиг, 2 д) с третьего выхода схемы 12 управления, что обеспечивает максимальный съем и формациис наиболее информативного начальногоучастка переходного процесса. Отсчеты преобразователя подаются на ана 20 лизатор фурье 8, который эа время1 вычисляет коэффициенты фурье исследуемого процесса, например, методомбыстрого преобразования Фурье (БПФ).Затем импульс (фиг. 2 е) с чет 25 вертого выхода схемы 12 запускаетблок 9, в котором осуществляетсяделение текущего спектра на спектрФурье опорного сигнала, хранящегосяВ оперативном запоминающем устройЗ 0 стве датчика 10 и производится передача результата деления в регистрыобратного анализатора 11, которыйпроизводит операцию обратного преобразования фурье. За время, равноеЗ 5 удвоенноМу вРемени вычисления коэффициентов Фурье, и время, требуемоедля выполнения операции деленияспектров (С ), определяется обобщенный спектр переходного процесса(фиг. 2 ж) по аномальному параметру.40 Полученный спектр выводится на регистратор 13, в качестве которогоможет быть применен осциллограф,цифропечатающее устройство или самописец.Сигнал е(1) на выходе фильтраможно представить в видеЕ-1 ы Х(сР)+р,2(сЬЬ)РХ(аь) (1)где 3(61) - детерминированная,ин 50 т тегрируемая в квадратефункция, определяющаяструктуру как полезногосигнала, так и помехи;Рс 1 Ра 1- Мкп 1 фЬ,.рамплитудййе коэффициенты иинформационные параметрысигнала и помех.Для аномалий в виде проводящегошара функция Е(Ю 1) может быть записана6000Е(ос)=бос,Е. ехр-(ь )жо о с ес.т, (г)гп =1тогда выражение (1)е(с)=Е РфХ(ос)65согласно интегрального уравнения ЛапласаеС)=2,ос)Ц(с)сюда, 1 ет,(4)где П(60) - обобщенный спектр суммарного сигнала е(О по аномальному параметруФ . Выражение (4) преобразуется в уравнении типа сверткиЕ(х) = ) 0(у) г(х-у)йу = П(х) 3(х),х б В " (5) причемЕ (х) = е ехр (х) ехр (х)(х) = 0 ехр(-х)3Е (х) = г ехр (х) ) ехр(хПоэтому согласно выражению (5) сигнал е(1) разлагается на составляющиекомпоненты в виде(х)=У(о)ехр(х) - спектр сигнала 20е;х=-.бп (с( ) - параметр.Таким образом, предлагаемое устройство позволяет получить на выходе обобщенный спектр исследуемого 25процесса по аномальному параметруС 6 . В устройстве решена задачаповышения разрешающей способности,причем интерпретация данных в немосуществляется автоматически в видеобобщенного спектра аномальногопараметра, что, в свою очередь,обеспечивает аперативность обработкирезультатов измерений.В предлагаемом устройстве разложение сигнала на составляющие компоненты представляется в вице обобщенного спектра, который определяется за одно измерение, что обеспечивает повышение производительности,Кроме того, устройство выполнено 40одноканальным, а его применение иетребует знания априорной информациио величине аномального параметра. Формула изобретения 1. Устройство для геоэлектроразведки, содержащее последовательносоединенные приемный датчик, входнойключ, согласованный фильтр, умножитель, аналого-цифровой преобразователь, вычислительное устройство, регистратор, а также датчик опорногосигнала и схему управления, соединенную со входньм ключом, вычислительнымустройством и аналого-цифровым преобразователем, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышенияразрешающей способности и производительности измерений, в него междусхемой управления и умножителемвключен формирователь экспоненциально-возрастающего напряжения, а датчик опорного сигнала подключен ковторому сигнальному входу вычисли"тельного устройства.2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что вычислительное устройство содержит последовательно соединенные прямой анализатор фурье, блок деления и обратный анализатор Фурье, вход прямогоанализатора. фурье соединен с выходоманалого-цифрового преобразователя,выход обратного анализатора фурьес регистратором, а два других входаблока деления - со схемой управления и датчиком опорного сигналасоответственно.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Руководство по применению метода переходных процессов в руднойгеофизике. Под ред. Ф.М, Каменецкого.Л., фНедрафф, 1976, с. 53-672, Патент Каналы 9 1007297,кл. 324-7, опублик. 1977,3, Авторское свидетельство СССР9 379903, кл, 6 01 Ч 3/12, 1973851305 ставитель Л, Воскобойникохред И.Астолош Корректор М. Демчик Редактор М. Митровк Закаэ ь 347/64 илиал ППП фПатентфф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 732ВНИИПИ Государственного копо делам иэобретений и3035, Москва, Ж-,.35, Раушск Подписяитета СССРткрытийя наб д. 4/5