Устройство для электроразведки

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 80136500 а 4 С О Ч 3 11 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССР В 968777, кл, С 01 Ч ."/10, 1982,Авторское свидетельство СССР В 1239673, кл, С 01 Ч 3/11, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ (57) Изобретение относится к электромагнитным методам исследований и может быть использовано при электро- разведке аномальных включений в различных средах для обнаружения инженерных коммуникаций. Цель изобретения - повыщение чувствительности устройства - достигается путем формирования из входного и опорного сигналов нового сигнала, приращения фазы которого превьппают приращения фазы входного сигнала, и измерений изменений фазы нового сигнала. Устройство содержит опорный генератор, четыре делителя частоты, генератор периодических сигналов, излучатель, приемник электромагнитного поля, предварительный и избирательный усилители, два детектора нуля, схему И, два счетчика импульсов, три одновнбратора, два инвертора, цифровой блок памяти, цифроаналоговый преобразователь, блок измерения и регистрации сигналов, блок задания када, три схемы И-НЕ и фильтр, Чувствительность устройства повьппается в М 4/2 раз, где И, - коэффициент деления четвертого делителя частоты, 2 ил .Изобретение относится к электромагнитным методам исследований иможет быть использовано в электроразведке аномальных включений в различных средах и для обнаружения инженерных коммуникаций.Цель изобретения - повышение чувствительности устройства.На фиг,1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - временные диаграмма, иллюстрирующие работу устройства.Устройство для электроразведкисостоит из опорного генератора 1, первого делителя 2 частоты, генератора 3 периодических сигналов, излучателя 4, приемника 5 электромагнитного поля, предварительного усилителя 6, избирательного усилителя7, первого детектора 8 пересечения нулевого уровня, второго делителя 9 частоты схемы И 10, первого счетчика 1 импульсов, первого одновибратора 12, первого инвертора 13, второго одновибратора 14, цифрового блока 15 памяти, цифроаналогового преобразователя 16, блока 17 измерения и регистрации, третьего делителя 18 частоты, третьего одновибратора 19, второго счетчика 20 импульсов, блока 21 задания кода, четвертого делителя 22 частоты, второго инвертора 23, первой 24, второй 25 и третьей 26 схем И-НЕ, фильтра 27 и второго детектора 28 пересечения нулевого уровня.Работа устройства основана на измерении приращений фазового сдвига первой гармоники сигнала, сформированного из входного и опорного си гнал о в.Опорный генератор 1 непрерывно генерирует импульсы высокой частоты(фнг.2 а). Эти импульсы поступают на первый делитель 2 частоты с таким коэффициентом деления Н чтобы частота следования импульсов на выходе делителя 2 была равна требуемой несущей частоте, т,е, Г=й /Х,. Иь пульсы с выхода делителя 2 возбуждают на этой частоте генератор 3, выходной ток Т, которого (фиг,2 б) питает излучатель 4, Приемник 5 преобразует электромагнитное поле в переменное напряжение Б (фиг.2 в), которое усиливается предварительным 6 и избирательным 7 усилителями и подается на вход первого детектора 8 пересечения нулевого уровня, Детек На счетный вход второго счетчика20 импульсов поступают импульсы сопорного генератора 1, Коэффициент 35пересчета счетчика 20 равен Н . На1выходе счетчика 20 формируются импульсы Б., с той же частотой искважно стьючто и импульсы Н 8ноотстающие от импульсов 11 на время 40 "/=с = И-М,/Г, (фиг,2 ж). Времен"ная привязка импульсов Б, и Босуществляется после прихода импульса, т,е, в начале каждого периодаТ, К концу периода Т, интервализменяется при появлении аномального сигнала на величинунНа вход четвертого делителя 22частоты поступают импульсы с опорного генератора 1, коэффициент Мделения делителя 22 выбирают от нескольких десятков до нескольких сотен,Чем больше коэффициент И, тем вьппечувствительность устройства, На выходе четвертого делителя частотыформируются импульсы 01, частотой/Х со скважностью М (фиг,2 э),На первый вход первой схем И-НЕ24 подается напряжение Б, а на 5 10 15 20 25 30 тор 8 фиксирует моменты перехода входного сигнала через нуль и формирует прямоугольные импульсы Б (фиг.2 г) со скважностью "2", согласованные по уровню с элементами цифровой техники, Выход детектора 8 подключен к входу третьего делителя 18 частоты, коэффициент деления которого М выбирается так, чтобы период Т следования импульсов на его выходе не превышал половину длительности й, информационных изменений фазы входного сигнала. Если С,2 с, то1 с при И= Т Г.Напряжение 1, (фиг2 д) с выхода делителя 18 поступает на третий одновибратор 19, формирующий короткие импульсы 11, (фиг.2 е), которые совпадают с фронтами напряжений 11, . Эти импульсы используются для параллельной записи во второй счетчик 20 импульсов числа И из блока 21 задания кода. Число Ю выбирается из условиямавс / ) ф д макс максимально возможное приращение начальной фазы входного сигнала, обусловленное наличием аномалии( в больШинстве задач электроразведки в д не превышает единиц градусов).5007 4 5 10 15 20 25 30 35 40 Х4 = - .1 Ц2 45 50 55 Формула изобретения 3 136второй вход - напряжение Б (фиг.2 и 1с выхода инвертора, инвертирующегонапряжение Б Эпюра импульсов Б,на выходе первой схемы И-НЕ 24 показана на фиг,2 к. На первый входвторой схемы И-НЕ 25 подается напряжение П а на второй вход - напряжение Б, . Эпюра выходного напряжения второй схемы И НЕ 25 показанана фиг2 лНапряжения 0 4 и Бг с Выходов первой 24 и второй 25 схемИ-НЕ соответственно подаются на входы третьей схемы И-НЕ 26, Временнаядиаграмма напряжения Б на выходетретьей схемы И-НЕ 26 представленана фиг.2 м, Это напряжение поступаетна вход фильтра 27, который служитдля выделения первой гармоники иэспектра напряжения Б, Временнаядиаграмма выходного напряжения Б фильтра 27 показана на фиг. 2 н. Это напряжение представляет собой гармоническоеколебание с частотой Г, начальнаяфаза которого меняется при воздействии аномальных полей значительнее,чем начальная фаза входного сигнала.С выхода фильтра 27 синусоидальное напряжение поступает на второйдетектор 28 пересечения нулевогоуровня, Детектор 28 формирует прямоугольное напряжение Б, сопряженное с цифровыми элементами (фиг.2 о).Напряжение Б поступает на входвторого делителя 9 частоты, коэффициент деления которого равен коэффициенту деления третьего делителя18 частоты, т,е. М. Работа второго9 и третьего 18 делителей частотысинхронизирована, для чего на входустановки "0" второго делителя 9подаются импульсы с выхода третьегоодновибратора 19, Интервал междуимпульсами Б на выходе делителя 9равен периоду входных импульсов Т,а период повторения импульсов равенТ н =11 Т (фиг,2 п). На первый входпервой схемы И 10 подается напряжение с выхода делителя 9, а на второй вход - импульсы опорного генератора 1На выходе схемы И 10 импульсы опорного генератора присутствуюттолько во время действия импульсовс выхода делителя 9 (фиг.2 р),При появлении фронта выходногоимпульса делителя 9 первый одновибратор 12 генерирует короткий импульскоторый подается на вход установки "0" первого счетчика 11 импульсов (фиг.2 с). Счетчикустанавливается в состояние "0" и после второгоначинается счет импульсов Б , поступающих на его счетный вход с выхода схемы И 10Таким образом происходит измерение временного интервалаТ, = Т(И - 1)Этот интервал измеряется числом укладывающихся в немимпульсов опорного генератора П,.Состояние счетчика 11 в конце интервала измерения несет информацию обизменениях начальной фазы сигналапроизошедших эа время измерения,После окончания этого интервала второй одновибратор 14, на вход которого поступают проинвертированныепервым инвертором 13 импульсы с делителя 9, генерирует импульс Б(фиг.2 т), поступающий на управляющийвход цифрового блока 15 памяти, врезультате чего в блок 15 переписывается содержимое счетчика 11 в параллельном кодеВыходной код блока12 памяти поступает на цифроаналоговый преобразователь 16, где преобразуется в аналоговую форму, Аналоговое напряжение с выхода преобразователя 16 подается на блок 17 измерения и регистрации,Таким образом, путем формированияиэ входного и опорного сигналов полу"чают новый сигнал специальной форьы, причем начальная фаза его первой гармоники однозначно связана сначальной фазой входного сигнала,Приращение, которое получает начальная фаза сформированного сигнала приизменении начальной фазы входногосигнала, равно где 4 Ю = 2 п Г 4- приращение начальной фазывходного сигнала,Отсюда спедует, что при выборе коэффициента И2 приращения фазы полученного сигнала превышают приращения начальной фазы входного сигнала. Таким образом, использование предложенного устройства позволяет повысить чувствительность при регистрации фазовых приращений в И/2 раэ. Устройство для электроразведки,содержащее последовательно соединен5 136 ные опорный генератор, первый делитель частоты, генератор периодических сигналов и излучатель, последовательно соединенные приемник электромагнитного поля, предварительный усилитель, избирательный усилитель и первый детектор пересечения нулевого уровня, а также второй делитель частоты, схему И, первый инвертор, первый и второй одновибраторы и последовательно соединенные первый счетчик импульсов, цифровой блок памяти, цифроаналоговый преобразовалель и блок измерения и регистрации, причем выход второго делителя частоты подключен к первому входу схемы И, входам первого одновибратора и первого инвертора, выход последнего подключен к входу второго одновибратора, второй вход схемы И подключен к опорному генератору, а выход схемы И подключен к счетному входу первого счетчика импульсов, к входу установки 0 этого счетчика подключен вы-, ход первого одновибратора, а выход второго одновибратора соединен с управляющим входом цифрового блока памяти, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения чувствительности, дополнительно содержит третий и четвертый делители частоты, третий одновибратор, второй счетчик импульсов, блок задания кода, второй ин 5007вертор, первую, вторую и третью схемы И-НЕ, фильтр н второй детектор пересечения нулевого уровня, причем выходпервого детектора нуля подключен к 5первому входу первой схемы И-НЕ и квходу третьего целителя частоты, выход которого подключен к входу третьего одновибратора, выход третьегоодновибратора соединен с входом установки "0" второго делителя частоты ис входом параллельной записи кодавторого счетчика импульсов, информационные входы которого соединены сблоком задания кода, а выход соединен с первым входом второй схемы И-НЕи входом второго инвертора, счетюйвход второго счетчика импульсов ивход четвертого делителя частотыподключены к выходу опорного генера"тора, выход четвертого делителя частоты подключен к второму входу второй схемы И-НЕ, выход которой соединен с первым входом третьей схе Б мы И-НЕ, выход второго инверторасоединен с вторым входом первойсхемы И-НЕ, выход последней подключен к второму входу третьей схемыИ-НЕ, выход которой подключен к З 0 входу фильтра, а выход фильтра соединен с входом второго детектора пересечения нулевого уровня, выход которого подключен к счетному входу второго делителя частоты,1365007 5 уОаМаРЙгСЪвКорректор А.Тяско Редактор Заказ 6603/38 Тираж 522 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д,4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул,Проектная,4