Устройство для геоэлектроразведки

(21 (22 (46 (72 ячко,ков ский ин 53) 550.8356) 1. Мизюорных схемы для индуиев, "Науко56.2. Автор817642 к 088.8)Л.Я. Элемензмерительнойивной электра думка", 19 ы транэис аппаратураэведки. О, с,253 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(кт и ское свидетельство СССР Р л 0 01 Ч 3/10 1981.3. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 3445370/18-25,кл 0 01 Ч 3/10 р 1982 (прототип) (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ, содержащее генератор импульсов, последовательно соединенные источник постоянного тока, коммутатор и генераторный датчик, последовательно соединенные приемный датчик, усилитель и компаратор напряжений, неинвертирующий вход которого подключен к выходу цифроаналогового преобразователя, вход которого соединен с выходом суммирующего счетчика, подключенного входом к выходу первого счетчика через первый дешифратор циклов и к первому входу первого накапливающего измерителя временйых интервалов, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения точности измеренийпереходного импеданса, в него введены второй накапливакщий измерительвременных интервалов, формировательимпульса, двухвходовая схема ИЛИ,последовательно соединенные трехвходовая схема И, второй счетчик, второй дешифратор и одновибратор, первый выход которого соединен с управляющим входом коммутатора и с первымвходом схемы ИЛИ, а второй выход - свторым входом первого накаплиВающего измерителя временных интервалови с первым входом схемы И, второйвход которого соединен с выходомгенератора импульсов, а третий входсхемы И подключен к входу формирователя импульса и к первому выходукрмпаратора, вход сброса второгосчетчика подключен к выходу схемыИЛИ, второй вход которого соединенс выходом формирователя импульса,вход первого счетчика подключен квыходу второго дешифратора, а первый вход второго накапливающегоизмерителя временных интервалов,второй вход которого соединен сИзобретение относится к техничес.кой физике, а конкретно к техническим средствам индуктивной электроразведки, выполняемой методом переходных процессов, и может быть использовано при поисках месторождений полезных ископаемых и структурногеологическом. картировании,Известны устройства для индуктивной электрораэведки методом переходных процессов, содержащие генераторимпульсов тока, генераторный и приемный датчик, измеритель ЭДС переходного процесса, состоящий из последовательно соединенных стробирующих аналоговых ключей, аналоговых 15накопителей и усилителей 11 и 2 .Недостатком данных устройств длягеоэлектроразведки методом переходных процессов является низкая точность измерения переходного импеданса почвы в зоне аэрации, что обусловлено динамическими погрешностямистробирующих аналоговых ключей ианалоговых накопителей,Наиболее близким к изобретению 25по технической сущности является устройство для геоэлектроразведки,содержащее генератор импульсов,последовательно соединенные источникпостоянного тока, коммутатор и гене.раторный датчик, последовательно соединенные приемный датчик, усилительи компаратар напряжений, неинвертирующий вход которого подключен квыходу цифроаналогового преобразователя, вход которого соединен с выходом суммирующего счетчика, подключенного входом к выходу первого счетчика через первый дешифратор циклови к первому входу первого накапливающего измерителя временных интерва- "0лов. Устройство содержит также запоминающий пиковый детектор и вычитающий счетчик 3 .Недостаток известного устройстваограниченная точность измерения переходного процесса, т,е, импедансапочвы в зоне аэрации, что относитсяк области малых наблюдаемых времен,где усиливается влияние высокочастотных помех и широкополосных шумов на входе измерителя на точностьотсчета времени, когда ЭДС переходного процесса как на возрастающем,так и на спадающем участках являетсянемонотонной функцией.Пель изобретения - повышение точности измерений переходного импеданса,Поставленная цель достигается тем, что в устройсгво для геоэлектро разведки, содержащее генератор импульсов, последовательно соединенные источник постоянного тока, коммутатор и генераторный датчик, последовательно соединенные приемный датчик, усилитель и компаратор напряжений, неинвертирующий вход которого подключен к выходу цифроаналогового преобразователя, вход которого соединен с выходом суммирующего счетчика, подключенного входом к выходу первого счетчика через первый дешифратор циклов и к первому входу первого накапливающего измерителя вре,менных интервалов, дополнительно вве,дены второй накапливающий измеритель временных интервалов, формирователь импульса, двухвходовая схема ИЛИ, последовательно соединенные трехвходовая схема И, второй счетчик, второй дешифратор и одновибратор, первый выход которого соединен с управляющим входом коммутатора и с первым входом схемы ИЛИ, а второй выход с вторым входом первого накапливающего измерителя временных интервалов и с первым входом схемы И, второй вход которой соединен с выходом генератора импульсов, а третий вход схемы И подключен к входу формирователя импульса и к первому выходу компаратора, вход сброса второго счетчика подключен к выходу схемы ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом формирователя импульса, вход первого счетчика подключен к выходу второго дешифратора, а первый вход второго накапливающего измерителя временных интервалов, второй вход которого соединен с входом суммирующего счетчика, подключен к второму выходу компаратора напряжений.На фиг.1 изображена структурная схема устройства для геоэлектрораэведки, на фиг,2-6 - эпюры сигналов в различных точках устройства, поясняюц 1 ие принцип его работы.Устройс гво для геоэлектрораэвед - ки методом переходных процессов содержит генератор 1 импульсов, последовательно соединенные источник 2 постоянного тока, коммутатор 3 и генераторный датчик 4, последовательно соединенные приемный датчик 5, усилитель б и компаратор 7 напряжений, неинвертирующий вход которого подключен к выходу цифроаналогового преобразователя 8, вход которого соединен с выходом суммирующего счетчика 9, подключенного входом к выходу первого счетчика 9, подключенного входом к выходу первого счетчика 10 через первый дешифратор 11 циклов и к первому входу первого накапливающего измерителя 12 временных интервалов, второй накапливающий измеритель 13 временных интервалов, формирователь 14 импульса, двухвходовую схему ИЛИ 15, последовательно соединеннье трехвходовую схему И 16, второй счетчик 17, второй дешифрагор 18 и одновибратор 19, первый выход которого соединен с управляющим входом коммутатора 3 и с первым входом схемы ИЛИ 15, а второйвыход - с вторым входом первого накапливающего измерителя 12 временных интервалов и с первым входомсхемы И 16, второй вход которой соединен с выходом генератора 1 импульсов, а третий вход схемы И 16 подключен к входу формирователя 14 импульса и к выходу компаратора 7,вход сброса второго счетчика 17 под Оключен к выходу схемы ИЛИ 15, второйвход которой соединен с выходом формирователя 14 импульса, вход первогосчетчика 10 подключен к выходу второго дешифратора 18, а первый входвторого накапливающего измерителя 13временных интервалов, второй входкоторого соединен с входом суммирующего счетчика 9, подключен к второму выходу компаратора 7 напряжений.На эпюрах приведены сигнал 20 напервом выходе одновибратора 19(фиг.2, выходной сигнал 21 усилителя б (фиг.3), сигнал 22 на выходекомпаратора 7 напряжений (фиг.4),выходной сигнал 23 генератора 1 импульсов фиг,5), цифровой выходнойкод 24 второго счетчика 17 и импульсный сигнал 25 на выходе второго дешифратора 18 фиг,б) .Устройство для геоэлектроразведки работает следуюшим образом.Выходной сигнал 20 одновибратора19, первоначальный запуск которогопроизводится внешним сигналом непоказан, поступает на управляющий 35вход коммутатора 3 и через схему ИЛИ15 на вход сброса второго счетчика 17,Под действием сигнала 20 управления в генераторном датчике 4 возникают коммутационные импульсы тока,которые во времени должны быть разделены паузой. Во время пауз в приемном датчике 455 наводится ЭДС вторичного поля свыходным сигналом 21, которая усиливается усилителем б и с его выходапоступает на инвертирующий вход компаратора 7 напряжений, на неинвертирующий вход которого поступает пороговое напряжение сравнения Опор-Чпр т,где ЧЧпр - выходной код суммирующего счетчика 9; г -эталонное напряжение внутреннего источника цифроаналогового преобразователя 8.Компаратор 7 напряжений производит сравнение выходного напряженияусилителя 6 с пороговым напряжениемОпор и формирует на своем выходе логический сигнал вида 22, поступаюший на вход Формирователя 14 импульса и на третий вход схемы И 16,Формирователь 14 импульса черезсхему ИЛИ 15 производит сброс второго счетчика 17 всякий раз, когда 65 уровень выходного логического сигна ла 22 компаратора 7 становится нулевым.Схема И 16 обеспечивает подключение выхода генератора 1 импульсов к входу второго счетчика 17, если уровень выходного сигнала 20 управления одновибратора 19 равен нулю, а уровень выходного сигнала 22 компаратора 7 равен единице.Второй счетчик 17 совместно с вторым дешифратором 18, порог срабатывания которого равен М , служит для формирования импульса 25 з-пуска одновибратора 19, задержанного относительно переднего фронта выходного логического сигнала 22 компаратора напряжений 7 на эталонный интервал времени Т з = йз/ ртгде "т частота выходного сигнала 23 генератора 1 импульсов. При этом импульсный сигнал 25 запуска формируется в том слкчае, если длительность уровня логической единицы сигнала 21 на отрезке паузы выходного сигнала управления 20 больше или равна эталонному интервалу времени Тз, в противном случае второй счетчик 17 через схему ИЛИ 15 обнуляется выходным сигналом формирователя 14 импульса и импульс 25 запуска на выходе второго дешифратора 7 8 не формируется.Длительность эталонного интервала времени Тэ выбирается с учетом ТТ,; Тз - - 0,2-0,3)Ти, где Тпу длительность переднего фронтавыходного сигнала 21 усилителя 61 Т длительность импульса выходного сигнала 20 одновибратора 19. При этом выполнение первого условия исключает влияние высокочастотных помех и широкополосных шумов на отрезке времени Тп,р на точность отсчета искомых интервалов времени ьо и впереходного процесса 21. Выполнение второго условия снижает влияние переднего фронта коммутационного импульса тока вида 20 на ЭДС вторичного поля вида 21.В результате формирования импульса 25 запуска, задержанного относительно заднего фронта сигнала 20 управления на время овТз, производится автоматический запуск одновибратора 19 и на его выходе формируется сигнал 20 управления с периодом следования То импульсов, определяемым из выражейия Т= 7+Чц,.ов Первый накапливающий измеритель 12 временных интервалов производит измерение и статистическое усреднение результатов измерения временного интервалао +Т на отрезке накопления Тщ, - ю"ь в +т в ), где щ - число импульсов 25 запуска, соответствуюшее порогу срабатывания первого дешифратора 11 циклов, которые с выхода вто 1104456рого дешифратора 18 поступают на вход первого счетчика 10.Второй накаппивающий измеритель 13 временных интервалов производит измерение и статистическое усредне-ние результатов измерения и статистическое усреднение ) временного интервала в- на отрезке накопления Тнч ив- о)что позволяет косвенным методом вычислять значение искомого временного параметра с, 10Статистическое усреднение результатов измерения временных интерваловЬв+Тэ 1 из- уменьшает влияние шумов и помех на точность измерен л ния искомых параметров а и а 15 ЗДС переходного процесса вида 21 при заданном значении Опор.Автоматическое дискретное изменение порогового напряжения сравнения дрор компаратора 7 в устройстве для геозлектроразведки обеспечивается подключением входа суммирующего счет. чика 9 к выходу первого дешифратора 11 циклов, на котором формируются импульсы с периодом следованиями=эов 25В устройстве для геоэлектроразведки точность измерения временных интервалов 2 и в определяется частой выходного сигнала 23 генератораимпульсов и может составлять десяткинаносекунд, а дискретность отсчетапорогового напряжения сравнения 0,компаратора 7 зависит от числа раэрадов цифроаналогового преобразователя 8 и может составлять доли милливольта. Таким образом, предлагаемое устройство для геоэлектрораэведки благодаря введению второго накапливающего измерителя временных интервалов, формирователя импульса, двухвходовой схемы ИЛИ, трехвходовой схемы И, второго счетчика, второго дешифратора и одновибратора обеспечивает повышение точности измерения параметров 1 що , ц и ь в в широком интервале измерения искомых временных параметров "ь и св и позволяет существенно повысить достоверность косвенного измерения переходного нмпеданса приповерхностных слоев почвы на фоне высокочастотных помех н широкополосных шумов.1104456 гз Г 5 Составитель Л.ВоскобойникоТехред М. Гергель актор Л.Гратилло орректор А.Дзятк аказ 5206/33 Подпис 303 илиал ППП "Патент", г. Ужгород, у Проектная-, 4 ТиражИПИ Государстпо делам изоМосква, Ж711енного комитета СССРретений и открытийРаушская наб., д. 4