Устройство для электроразведки

,(Ф ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1 Щ.;Р гк СВИДЕТЕЛЬСТВУ АВТОРСН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛККТРОРАЗВЕДКИ(57) Устройство для электроразведкиотносится к электромагнитным методамисследований и может быть использовано при электроразведке аномальныхвключений в непроводящнх и слабо проводящих средах. С целью повышения чувствительности и уровня автоматизации измерения и регистрации фазовых характеристик слабых аномальных полей в устройство, содержащее генератор периодических сигналов, излучатель, приемник магнитного поля, предварительный усилитель, избирательный усилитель, блок измерения и регистра- ции, дополнительно введены генератор импульсов опорной частоты, первы 3 делитель частоты, второй делитель частоты, детектор пересечения нулевого уровня, схема И, счетчик импульсов, цифровой блок памяти, цифроаналоговый преобразователь, инвертор напряжения,первый одновибратор, второй одновиб-. ратор. Работа устройства основана на измерении приращений фазового сдвига входного сигнала за интервал времени, соответствующий некоторому числу периодов этого сигнала. 2 ил.1239673 где А(1) Т(с) где ЬТо Изобретение относится к электромагнитным методам исследования и может быть использовано при электрораз.ведке аномальных включений в непроводящих И слабо проводящих средах, 5для обнаружения инженерных коммуникаций и т,п.Цель изобретения - повышение чувствительности и уровня автоматизацииизмерения и регистрации фазовых характеристик слабых аномальных полей,На Фиг, приведена блок-схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы, иллюстрирующие работу устройства.15Устройство для электроразведки состоит из генератора 1 периодическихсигналов, излучателя 2, первого де"лителя 3 частоты, генератора 4 импульсов опорной частоты, приемника 5 элек 20тромагнитного поля, предварительногоусилителя 6, избирательного усилителя 7, детектора 8 пересечения нулевого уровня, второго делителя 9частоты, схемы И 10, счетчика 11 им 25.пульсов, цифрового блока 12 памяти,цифроаналогового преобразователя 13,блока 14 измерения и регистрации, иквертора 15 напряжения, первого 16 ивторого 17 одновибраторов,Работа устрокства основана на измерении приращения фазового сдвига . входного сигнала за интервал времени соответствующий некоторому числу. периодов этого сигналаГенератор 4 импульсов опорной частоты непрерывно генерирует импульсы высокой частоты Й 0 (фиг,2. Этиим О .пульсы поступают ка первый делитель 3 частоты с коэффициентом деления И, таким, чтобы частота следования жпульсов на выходе первого делителя 3 частоты входила в диапазон частот 45 электроразведки Х =й/Б (сотни герц) (фиг,2 О), Импульсы с выхода делителя 3 возбуждают на этой частоте ге" нератор 1, выходной ток которого (фиг 2 ) питает излучатель 2, Прием- БО ник 5 магнитного поля преобразует. электромагнитное поле в переменное электрическое напряжение Ю с частотой(фиг.2). Наличие аномального поля прьщодит к модуляции этого д напряжения по амплитуде и фазе А = А(С) Вхп и 1 Ф (й) ю- меняющаяся во времени амплитуда колебания.- круговая частота колебания;- меняющаяся во времени начальная фаза колебания, Текущая Фаза этого напряжения равна Ф(Е) = О 1. + Ф,Мгновенная частота определяется как производная от текущей фазы коле- банияОтсюда мгновенный период равен 2 ЯлМыИ + - -(С)29Ь 1+ 1 64211 дЧИ 1Величина для акомаль-ядных полей, регистрируемых в электро- разведке, пренебрежительно мала по сраь)кению с единицей, поэтому приближенно можно записать Таким образом, изменение начальнойфазы входного сигнала приводит к приросту периода колебаний на величинуТ, Однако этот прирост, приходящийся ка один период для реальных сигналов, регистрируемых в электроразведке,слишком мал и измерение его представляет значительные трудности.Для измерения величины АТ в предлагаемом устройстве используется принцип накопления, Время накоплеййя выби=рается по крайней мере в два разаменьше минимальной длительности информационных сигналов, что для реальных сигналов в электроразведке составляет большую величину - десятые доли секунды,Дальнейшая обработка сигналОв сиспользованием накопления осуществляется следующим образом.Поступающее с приемника 5 перемен.ное напряжение усиливается предвари 1239673Таким образом, происходит измерение временного интервала й Т (111), Этот интеррал измеряется числом укладывающихся в нем периодов опорной частоты Г , Емкость счетчика 11 импульсов, йроизводящего измерение, не обязательно должна быть достаточной для полного измерения этого интервала, поскольку информационные изменения измеряемого интервала незначительные по сравнению с его абсолютным значением. Поэтому коэффициент пересчета счетчика 11 50 55 тельным усилителем 6 и подается на избирательный усилитель 7, где происходит основное усиление. Полоса из; бирательного усилителя 7 выбирается исходя из ширины спектра информацион ных сигналов, обусловленных аномальными электромагнитными полями, и4составляет несколько герц,После избирательного усилителя 7 сигнал подается на детектор 8 пересечения нуле- . 1 О вого уровня, где происходит преобразование входного сигнала в напряжение прямоугольнои формы 11 (фиг.2). Этим самым устраняется влияние паразитной амплитудной модуляции. Выходное напря жение детектора пересечения нулевого уровня 8 поступает на второй делитель 9 частоты, коэффициент деления Н которого выбирается таким образом, чтобы период импульсов на выходе второ го деЛителя 9 Т = НТ не превышал половины минимальной длительности информационных аномальных сигналов (фиг.2 Е). Интервал между импульсами . на выходе второго делителя 9 равен пе риоду входных импульсов Т. На первый вход схемы И 10 подается напряжение с выхода второго делителя 9 частоты,на второй - с выхода генератора 4 импульсов опорной частоты К . На , 30 выходе схемы И 1 О импульсы опорной ,частоты Г присутствуют только во время действия импульсов с выхода второго делителя 9 (Фиг.2 а). При появлении фронта выходного импульса второго делителя 9 первый одновибратор 16 генерирует короткий им- пульс, который подается на, вход установки "0" счетчика импульсов 11 (фиг.2). Счетчик 11 импульсов уста навливается в состояние О" и после этого начинается счет импульсов опорной частоты Е , поступающих найего счетный вход с выхода схемы И 10. 45 импульсов выбирается исходя из реального динамического диапазона изменения начальной фазы входного сигнала под воздействием аномальных полей.Состояние счетчика 11 импульсов в конце интервала накопления несет информацию об изменениях начальной фазы входного сигнала, произошедших за время накопления. После окончания этого интервала второй одновибратор 17, на вход которого поступа-, ют ироинвертированные инвертором 15 напряжения импульсы с второго делителя 9, генерирует импульс (фиг.2 и) поступающий на управляющий вход цифровогоблока 12 памяти, в результате чего в последний переписывается содержимое счетчика 11 импульсов в параллельном цифровом коде. Выходной код блока 12 памяти поступает.на цифроаналоговый преобразователь 13, где преобразуется в аналоговуюФорму. Аналоговое напряжение с выходацифроаналогового преобразователя 13 подается на блок 14 измерения и регистрации. Для устранения влияния йестабильности частоты в предла 1 аемом устройстве применен общий генератор 4 импульсов опорной частоты, который используется как для получения тока питающего излучатель, так и при измерении фазовых приращений.Предлагаемое устройство имеет линейную передаточную характеристику,т.е, зависимость выходного напряжения,поступающего на блок регистрации, от приращений начальной Фазы входного сигнала и поэтому обладает одинаково высокой чувствительностью как к сильным аномальным полям, так и слабым. Разрешающая способность устройства определяется частотой й генератора 4 импульсов опорной частоты, Чувствительность ограничивается только качеством детектора 8 пересечения нулевого уровня и может быть достаточно высокой.1В предлагаемом устройстве отсутствуют узлы, компенсирующие начальный Фазовый сдвиг излучаемого и регистрируемого электромагнитных полей, которые имеются в известных устройствах для электроразведки, поскольку измеряется и регистрируется не абсолютное значение фазовых приращений, а конечно-разностный аналог производ-,ной по времени фазового сдвига. Поэто. Эти преимущества предлагаемого устройства по сравнению с известными позволяют при его применении существенно повысить эффективность решения задач наземной и морской геофизической разведки электромагнитными методами. 20 Формула изобретения Устройство для электроразведки, содержащее генератор периодических25 сигналов, выход которого подключен к излучателю, последовательно соединенные приемник магнитного поля и предварительный усилитель, а также избирательный усилитель и блок измерения и регистрации, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения чувствительности и уровня автоматизации измерения и регистрации фазовых характеристик слабых аномальных полей, 35 5 ,12396 му предлагаемому устройству не присущ дрейф нуля, источниками которого являются именно узлы компенсации ме" шающего первичного поля как по переменному, так и по постоянному току.Основная часть устройства выполнена на базе элементов цифровой техники, которые нечувствительны к дрейфу нуля, Предлагаемое устройство для электроразведки не содержит узлов,. требу. 1 О ющих регулирования, т.е. оно явля-.ется полностью автоматическим. оно дополнительно содержит генераторимпульсов опорной частоты, первыйи второй делители частоты, детекторпересечения нулевого уровня, схему И,счетчик импульсов, цифровой блок.памяти, цифроаналоговый поеобразователь, инвертор напряжения, первый ивторой одновибраторы, причем генератор импульсов опорной частоты соединен с входом первого делителя частоты и первым входом схемы И, выходпервого делителя подключен к входугенератора периодических сигналов,выход предварительного усилителя подключен кпоследоватепьно соединеннымизбирательному усилителю, детекторупересечения нулевого уровня и второму делителю частоты, выход которого соединен с вторым входом схемыИ и входами первого одновибратораи инвертора напряжения, выход схемыИ подкпюче к счетному входу счетчикаимпульсов, разрядные выходы которого подключены к входам цифровогоблока памяти, выходы цифрового блока памяти соединены с входами цифроаналогового преобразователя, аналоговый выход которого подключен к блоку измерения и регистрации, выходпервого одновибратора подключен квходу установки в "О" счетчика импульсов, а выход инвертора напряжениясоединен с входом второго одновибратора, выход которого подключен к управляющему входу блока памяти.3239 б 73 егавитель Н.Абрамовахред Л,Олейник Редактор Н. Данкулич орректор М.Шароши Заказ 3393 47 Тираж 728 НИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий 3035, Москва, Ж, Раушская наб., Подписи оизводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4