Устройство для геоэлектроразведки

СНИХО,ИВЛЮвещих 91 П 1) ИН 1 Ч 3/1 АНИ ИЗО ВТОРСНОМ СТ ранзис аратур щего ки в матора делител ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНР(56) 1. Мизюк Л.Я. Элементы тторных схем измерительной апп ыдля индуктивной разведки.Киев Наукова думкаф, 1970,с, 253-256.2, Авторское свидетельство СССР9 817642, кл. С 01 Ч 3/19, 1981(54)(57) УСТРОИСТВО ДЛЯ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ, содержащее генератор импульсов тока, состоящий из схемы уп"равления, коммутатора и источникапостоянного тока, незаземленные генераторный и приемный датчики и изме.ритель, состоящий из устройства выборки-запоминания и последовательносоединенных интегратора, ключа, импульсного усилителя, выходного клв.-ча, накопителя, модулирующего ключа, усилителя и регистратора, приэтом выход коммутатора, сигнальныйи управляющий входы которого подключены соответственно к выходу источника постоянного тока и первому выходусхемы управления, соединен с входомгенераторного датчика, выход приемного датчика подключен к сигнальномувходу устройства выборки -запоминания, управляющий вход которого соединен со вторым, а первый управляющий"вход модулирувщего ключа - с третьимвыходом схемы управления, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения ЭДС переходного процесса, оно дополйитель но содержит входной ключ источник порогового напряжения, аналоговый сумматор, компаратор, элемент задержки, триггер, схему выделения заднего фронта, делитель и последовательно соединенные счетчик и накапливающий сумматор, при эзом выход входного ключа, сигнальный вход которого подключен к вйходу устройства выборки -запоминания, а управляющий вход к четвертому выходу схемы управления, соединен с выходом интегратора, вко"ды аналогового сумматора подключены , к выходам устройства выборки-запоми Е нания и интегратора, а выход компаратора, входы которого подключены к, выходам аналогового сумматора и источника напряжения, соединен непосредственно и через элемент задержки свходами установки в ф 1 и в фОЯ соответственно, Триггера, прямой выходкоторого подключен к управляющим входам ключа и выходного ключа, входу схемы выделения заднего фронта, выход которой соединен с входом делителя н входом сброса в 10 фф интегратора, и к входу установки в ф 0 ф счетчика, сигнальный вход которого соединен со вторым выходом схемы управления, причем выход накапливающего сумматора подключен к масштабирующему входу регистратора, а второй управляющий вход модулирую. ключа и вход установ- фОФ накапливающего сумсоединены с выходомИзобретение относится к техничес .",ким средствам индуктивной электроразведки по методу переходных процес. ов и предназначено для использования при поисках месторождений по.леэных ископаемых и структурно-геологическом картировании,Известно устройство для индуктивной электрораэведки, содержащее генератор импульсов тока, незаземленные генераторный и приемный датчики, 10измеритель ЭДС переходного процессаи регистратор 1 .Недостаток данного устройстванизкая точность измерения ЭДС переходного процесса. 15Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для геоэлектроразведки методом переходных процессов, состоящее из генератора импульсов тока, который содержит схемууправления, коммутатор, источникпостоянного тока, неэаземленных негенераторного и приемного датчиковизмерителя, состоящего иэ последовательно соединенных стробирующегоключа, предварительного накопителя,ключа импульсного усилителя, выходного ключа, накопителя, модулирующего ключа, усилителя и регистратора.,причем последовательно соединенныестробирующий ключ и предварительный ЗОнакопитель могут быть выполненыв виде последовательно соединенныхустройства выборки-запоминания иактивного интегратора, а выход коммутатора, сигнальный и управляющий35входы которого подключены соответственно к выходуисточника постоянноготока и первому выходу схемы управления, соединен,с входом генераторного датчика, выход приемного датчика подключен к сигнальному входуустройства выборки-запоминания, управляющий вход которого соединен совторым, а первый управляющий входмодулирующего ключа с третьим выхо.дом схемы управления 2).Недостатком извеотного устройства является невысокая точностьизмерения ЭДС переходного процесса,при большой задержке стробирующихимпульсов относительно задних фронтов коммутационных импульсов тока.Указанный недостаток связан с тем,что интервал накопления предваритель.ного накопителя устройства не зависит от задержки стробирующих импульСОВ и ЯвлЯетсЯ пОстОЯнным, При этомчисло стробирующих импульсов на интервале накопления предварительногонакопителя выбиРается таким образом,чтобы при.минимальной задержке стро- щбирующих импульсов и максимальнойнаведенной ЭДС выходной потенциалпредварительного накопителя не вызыцвал насыцение импульсного усилителя,выход которого иэ насыценного состояния сопровождается продолжительным временем, которое может превышатьдлительность стробирования. Большимзадержкам стробирующнх импульсовсооТветствует малое отношение сигнал шум (косая) на входе измерителяи для его повышения необходимо увеличивать число стробирующих импульсовна интервале накопления предварительного накопителя, Однако известноеустройство не обеспечивает работу спеременным интервалом напопленияпредварительного накопителя, что иприводит х потере точности измеренияЭДС переходного процесса,Цель изобретения - повышение точности измерения ЭДС переходного проицесса путем согласования числа стробирующих импульсов на интервале накопления предварительного накопителяинтергратора) и величины их задержки относительно заднего фронта коммутационного импульса тока.Поставленная цель достигается темчто в устройство для геоэлектрораз-фведки, содержащее генератор импульсовтока, состоящий из схемы управления,коюутатора и источника постоянноготока, незаземленные генераторныйи приемный датчики и измеритель, состоящий из устройства выборки-запоминания и последовательно соединенныхинтегратора, ключа, импульсного усилителя, выходного ключа, накопителя,модулирующего .ключа, усилителя ирегистратора, при этом выход коммута.тора, сигнальный и управляющий входы которого подключены соответственно к выходу источника постоянноготока и первому выходу схемы управ"ления, соединен с входом генераторного датчика, выход приемного датчика подключен к сигнальному входуустройства выборки-запоминания, управляющий вход которого соединен соВторым первый управляющий вход модулирующего ключа с третьим выходами схемы управления, введены вход-.ной ключ, источник порогового напряжения, аналоговый сумматор, компаратор, элемент задержки, триггер,схема выделения заднего фронта, де"литель и последовательно соединенные счетчик и накапливающий сумматор,при этом выход входного ключа, сиг-нальный вход которого подключен квыходу устройства выборки-запоминания, а управляющий вход - к четвертому выходу схемы управления, соединенс входом интегратора, входыаналогового сумматора подключены квыходам устройства выборки-запоминания и интегратора, а выход компаратора, входы которого подключены квыходам аналогового сумматора и источника порогового напряжения., соединен непосредственно и через элемент задержки с входами установкив 1 и,в 0, соответственнотриггера, прямой выход которого под 50 65 ключен к управляющим входамключа и выходного ключа, входу схемы выделения заднего фронта, выход ко" торой соединен с входом делителя и входом сброса в 0 интегратора, , и к входу установки в ф 0. счетчика, сигнальный вход которого соединен со вторым выходом схемы управления, причем выход накапливающего 10 сумматора, подключен к масштабирую" щему входу регистратора, а второй управляющий вход модулирующего ключа и вход установки в 0 накапливающего сумматора соединены с выхо. - , дом делителя.На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства для геоэлектроразведки 1 на фиг. 2 - эпюры сигналов, поясняющие принцип действия устройства.Устройство для геоэлектроразведки (фиг. 1) методо)ч переходных процессов содержит генератор 1 импульсов тока, состоящий из схемы 2 управления, коммутатора 3 и источника 4 постоянного тока, неэаземленные генераторный 5 и приемный бдатчики и измеритель 7, состоящий из устройства 8 выборки-запоминания и последовательно соединенных интегратора 9, ключа 10, импульсного усилителя 11, выходного ключа 12, накопителя 13, модулирующего ключа 14, усилителя 15 и регистратора 16, при этом выход коммутато ра 3, сигнальный и управляющий входы которого подключены соответственно к выходу источника постоянного тока 4 и первому выходу схемы 2 управления, соединен с входом гене раторного датчика 5, выход приемного датчика б подключен к сигнальному входу устройства выборки-запоминания, управляющий вход которого соединен со вторым, а первый управляющий вход модулирующего ключа 14 с третьим выходом схемы 2 управления, входной ключ 17, источник 18 порогового напряжения, аналоговый сумматор 19, компаратор 20, элемент 21 задержки триггер.22, схему 23выделения заднего фронта, делитель 24 и последовательно соединен- ные счетчик 25 и накапливающий сумматор 26, при этом выход входного ключа 17, сигнальный вход которого 55 подключен к выходу устройства 8выборки-запоминания, а управляющий вход - к:четвертому выходу схемы 2 управления, соединен.с входом интегратора 9, входы аналогового сумма тора 19 подключены к выходам устрой" ства 8 выборки-запоминания и инте,гратора 9, а выход компаратора 20, входы которого подключены к выходам аналогового сумматора 19 и источника 18 порогового напряжения, соединен непосредственно и через элемент задержки 21 с входами уст.новки в 1 и 0 соответственно триггера 22 прямой выход которого подклюЧен к управляющим входам ключа 10 и выходного ключа 12, входу схемы выделения заднего фроу= та 23, выход которого соединен с входом делителя 24 и входом сброса в фОф интегратора 9, и к входу установки в 0 счетчика 25, сиг" нальный вход которого соединен со вторым выходом схемы управления, причем выход накапливающего суммато ра 26 подключен к масштабирующему входу регистратора 16, а второй управляющий вход модулирующего клюа ча 14 и вход установки в ф 0 накапливающего сумматора 26 соединены с выходом делителя 24.На фиг. 2 приведены коммутационный импульс 27 тока на выходе коммутатора 3, выходной сигнал 28 прием. ного датчика 6, представляющий аддитивную смесь сигнала и шума, стробирующие импульсы 29 на управляющем входе устройства 8 выборки-запоминания и .сигнал 30 на его выходе а также импульсы 31 на управляющем входе входного ключа 17, выходной сигнал 32 интегратора 9, сигнал 33 на выходе аналогового сумматора 19 и сигнал 34 на прямом выходе триггера 22.Устройство работает следующим образом.Коммутатор 3 подключает источ" ник 4 постоянного тока к генератор- ному датчику 5, В соответствии с импульсами управления, поступающими с первого выхода схемы 2 управления, на управляющий вход коммутатора 3, в генераторном контуре 5 возникают коммутационные импульсы 27 тока, которые во времени разделены паузой. Во время пауз производится замер ЭДС переходного процесса вторичного поля, возникающего после отключения генераторного датчика 5 от источника постоянного тока 4, коммутатором 3. ЭДС вторичного поля 28 наводится в приемном датчике бВ зависимости от интересующего момента времени переходного процесса устройство 9 выборки-запоминания производит выборку и хранение ЭДС переходного процесса, Стробирование (выборка) переходного процесса производится в момент поступления стробирующих импульсов 29,со второго выхода схемы 2 управления на управляющий вход устройства 8 выборки- запоминанияна выходе которого формируется сигнал 30, амплитуда которого определяется ЭДС переходного процесса для заданной задержки стробирующих импульсов 29Интегратор 9 интегрирует выходНОе напряжение 30 устройства выборки-запоминания за время ь , определяемое длительностью импульсного сигнала 31, поступающего на управляю. щий вход входного ключа 17. В паурах между импульсными сигналами 31 интегратор 9,хранит результат интегрирования. При выполнении условияК С (где К С - постоянная времени интегратора 9) приращение напряжения 32 на его выходе на каждом ийтервале интегрирования равно ве" личине выходного напряжения 30 устройства выборки-запоминания.Количество стробкрующих импуль сов 29 на интервале накопления интегратора 9 зависит от их,задержки относительно заднего фронта коммутационного импульса 27 тока и величины ЭДС переходного процесса и определя- щ ется моментом срабатывания компаратора 20, порог срабатывания которого определяется из выражения ОпорОвюлаи где 06,ща( - максимальное входное напряжение импульсного усилителя 11 25 не приводящее к его насыщению) . ,Компаратор 20 срабатывает, если вь 1 полняется условиеи- н 1- "порТФА ъ 1ЗО где А)+( - вйходйое напряжение устройства 8 выборки-запоминания, соответствующее ( п +1) - му стробирующему импульсу 29;ХА; -35 выходное напряжение 32 интегратора 9 в конце интервала иакЬпления, не вызывающее насыщение импульсно 1 го усилителя 11- число стробирукнцих импуль" 4 О сов 29 на интервале накопленияпХ А 1 фАп+4-(выходное напряжение 33 аналогового сумматора 19, которое сравнивается 45 с выходньэа напряжениемпористочника порогового напряжения 18.В интеграторе 9 на интервале накопления накапливается потенциал 32, пропорциональный количеству,й стро бирующих импульсов 29 и амплитуде ЭДС переходного процесса 29 при заданной задержке стробнрующих импульсов 29,После окончания накопления ключ 10 под действием выходного сигнала 34 триггера 22 на время(где су - время задержки элемента 21 задержки подключает выход интегратора 9 к входу импульсного усилителя 11. Выходной сигнал 32 интегратора 9,. в результате статистического накопления очищенный от шумов, усиливается импульсным усилителем 11 и Через выходной ключ 12, который работает синхронно с ключом 10, накапливается в накопителе 13, где накопление производится многократно с целью уменьшения влияния низкочастотной периодической помехи.Подготовка (сброс в 0) интегратора 9. к следующему интервалу накопления производится выходным сигналом схемы 23 выделения заднего фронта, на вход которой поступает сигнал 34, который одновременно производит установку в фОф счетчика 25, производящего подсчет числа стробирующих импульсов 29 на каждом из интервалов накопления интегратора 9.После окончания процесса накопления в накопителе 13, конец которого определяется выходным сигналом делителя 24,потенциал на его выходе модулируется ключом 14, усиливается усилителем 15 и производится отсчет регистратором 16, масштабирование входного напряжения которого производится выходным кодом накапливающего сумматора 26, который определяет общее число стробирукнцих импульсов на интервале накопления накопителя 13, Сброс в 0 накап-. ливающего сумматора 26 производится выходным сигналом делителя 24 после регистрации ЭДС переходного процесса.Предлагаемое устройство позволяет повысить точность измерения ЭДС переходного процесса на 20-30.