Устройство для геоэлектроразведки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 171646 3)5 6 01 ЧЗ/06 ГОсудАРстВенныйПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР МИТЕТОТКР ЫТИ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ И(21) 4659813/25 :. (57) Изобретение относится к области гео- (22) 09;03.89физики, в частности к устройствам для изме- (46) 29 02 92 Бюл М 8" . рения относительной разности фаз (71)Московскийгеологоразведочныйинсти-сггектральных составлякацих. в методе вытутим.Серго Орджоникидзезванной поляризациина временном токе. (72) В.А,.Шульгин, Л.Г.Яхович, З.Н,Орлов,"и Цель изобретения - расширение функцио- Б,А.Корнилов: . нальных возможностей с одновременным (53) 550,837 (088.8); - . уменьшением Трудоемкости измерений и по- (56) Бобровников Л.З., Кадыров И.Н;, Попов:. вышением информативности. Устройство. по- В,А. Электроразведочная аппаратура и обо- зволяет измерять относительную разность рудование, М;: Недра, 1979, с.257 - 265., фазспектральных составляющих одиночныхТам же, с.265 - 274.: ..импульсов произвольной природы и формы ипроизводить статистический:анализ бол.ьших (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗ- массивов значений фазового.параметра бла- ВЕДКИгодаря наличию блока выделения импульсавычислительного блока и регистратора. 3 ил. Изобретение относится к геофизике;. вчастности к устройствам для измерЕнияот- носительной разности фаз спектрэльнйхсоставл я ющи х в методе вызванной поляризации на,переменном токе.Известно устройство для геозлектра-, разведки, содержащее генераторвозбужда- ющего поля, обычно в виде имвулъсюв прямоугольной формы, замкнутый на:заземленную линию АБ, приемную заземлейнуб линию Мй, входной широкополосныВ.усилитель, режекторный фильтр, блок выделе. ния гармоник, детектор и регистратор, Устройство позволяет измерять. чэстотнФ: поляризационный эффект. Недостмком. известногоо устройства я вл я ется наличие генераторной группы, необходимость уста.- новки линии АБ, а также слабая помехозащищенность, обусловленная йаличием широкополосных. усилителей, сильно подверженных интермодуляционным искажениям.Известно устройство, реалйзующее фа- ф зовый. вариант измерений вызванной поля ризации. Устройство содержит, генераторвозбуждения, нагруженный на заземлен- (. ную линию АБ, приемную заземленную.ли-:ф, нию ММ, предварительный усилитель, блок: О узкополосных измерительных усилителей, настроенных.на частоту первой и третьей гармоники возбуждающего тока, блок импульсных преобразователей,. выделяющих Ф точки перехода гармонических составляю- ф щих через ноль, измерительный блок, осуществляющий измерение разности. фаз между сигналами первой и третьей гармони. ки по их точкам перехода через. ноль и преобразующий эту разность в цифровую форму; и автономный калибратор, подклюценный к предварительному усилителю. Устройство работает в двухчастотном режиме25 30 35 ао Устройство (фиг.1) содержит приемную линию Мй, гальванически связанную с исследуемой средой, второй предварительный 45 усилитель 2, блок выделения импульсов 3, первый предварительный усилитель 4, блокузкополосных измерительных усилителей 5, настроенных на первую и третью спектральные составляющие разложения регистриру и определяет фазовый угол ъп, отнесенный к частоте первой гармоники. Функционирование известного устройства осуществляется следующим образом, Сигнал от генератора возбуждения, проходя через исследуемую среду, искажается, так как различные спектральные компоненты импульсов сигнала приобретают различный фазовый сдвиг. Искаженный сигнал регистрируется приемной заземленной линией ММ, усиливается предварительным усилителем, затем иэ сигнала с помощью узкополосных измерительных усилителей выделяются две спектральные компоненты, например первая и третья гармоники, которые одновременно подаются в блок импульсных преобразователей, который преобразует разность фаз первой и третьей ,гармоники сигнала во временной интервал, измеряемый измерительным блоком,По величине разности фаз в точке измерений судят о поляризуемости исследуемой среды.Недостатком известного устройства являются ограниченные функциональные возможности, а именно необходимость использования генератора возбуждения с периодическим сигналом, малая информативность измерений, так как в одной точке измерений определяется только одно усредненное значение р независимо от сложности исследуемого разреза.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей при одновременном изменении трудоемкости изменений и повышении информативности. На фиг.1 изображена схема устройства; на фиг 2 - вариант схемы блока выделения импульса; на фиг,3- диаграммы работы блока выделения импульсов. емого импульса в интеграл Фурье, первый и второй ключи б и 7, импульсный преобразователь 8, измерительный блок 9, осуществляющий преобразование разности фаз в импульсный код, вычислительный блок 10 и регистратор 11, в качестве которых используется микро-ЭВМ, например "Электроника" ДЗс дисплейным блоком, автономный калибратор 12, на выходе котб 10 15 20 рого возможно формировать непрерывную импульсную последовательность, так и одиночные импульсы прямоугольной формы,Устройство работает следующим образом.Сигнал с приемной линии МИв виде единичных импульсов - в случае работы от искусственных импульсных источников - или в виде непрерывного случайного потока импульсов - в случае использования сигналов естественных электромагнитных полей (ЕЭМП) - поступает на второй предварительный усилитель 2., затем на блок выделения импульсов 3. который следит за тем, чтобы на вход первого предварительного усилителя 4 поступали импульсы с интервалом не менее, чем время измерения мгновенной разности фаз спектральных составляющих импульса, Выделенный и усиленный первым предварительным усилителем 4 одиночный импульспоступает на вход блока узкополосных измерительных усилителей 5.После воздействия одиночного импульса на вход блока уэкполосных измерительных усилителей 5 на его выходах возникают свободные колебания с выбранными частотами о) ИЗв и соответствующими фазами, которые проходят через ключи б и 7. открываемые по заданному фронту единичного импульса командой управления (Упр) блока выделения импульса 3, на входы импульсного преобразователя 8, в котором с помощью компараторов выделяются точки перехода затухающих синусоид иИЗо) через нуль. При этом блок выделения импульсов 3 следит за тем, чтобы следующий импульс поступил на входы измерительных узкополосных усилителей 5 не ранее времени затухания свободных колебаний предыдущего импульса, т.е. реализуются нулевые начальные условия в этих резонансных системах. Таким образом, достигается измерение разности фаэ первой и третьей гармоник каждого импульса, а не усредненной разности фаз, как это происходит в прототипе. С помощью. времяимпульсного модулятора, входящего в состав импульсного преобразователя 8, значение разности фаз преобразуется в пачку импульсов, число которых и соответствует мгновенной разности фаз спектральных составляющих одиночного импульса. Далее это количество импульсов .и подается на вход измерительного блока 9, в котором преобразуется в последовательный код, совместимый с форматом вычислительного блока 10, в качестве которого используется микроЭВМ, и в зависимости от решаемой задачи сформированный код подается неНа вход блока выделения импульсов пу поступают импульсы естественного эаекст на ромагнитного поля со второго пре 4 вари- ра тельного усилителя (поз,26). Комнараторы ст 15 и 16 положительного и отрицательйОго.уровня выделяют точку перехода импульсов ра через "нуль" (поз 27 и 28), которые,:пройдя 55 тр через сумматор 17 (поз 29), поступают.че- но рез нормально замкнутый второй упрааляе- пр мый ключ 22 и вторую дифференцирующую эт цепь 23 нв вход Я исполнительного триггера пу 20, который запускается по переднему ср посредственно на регистр 11 или группируется в массив данных, который запоминается в ОЗУ вычислительного блока 10.Последний режим измерений используется в том случае, если в качестве возбуждающего генератора используется ЕЭМП,.начальная фаза спектральных составляющих которого (до прохождения через исследуе-.мую среду) неизвестна и для получения ин формации необходима статистическая обработка.Таким образом. для получения информации о фазовом параметре ВП впредлагаемом устройстве достаточно пропустить через исследуемую среду один импульс, .и отличие от прототипа, где для получения аналогичной информации необходима, йепрерывная работа генератора.8 случае использования ЕЭМП в качест.-.ве источника паузы между импульсами имеют случайный характер и может случиться что колебательный процесс в блоке узкопо;.лосных резонансных усилителей.5 не успе. вает затухнуть до прихода следующего импульса, произойдет корреляция мгновенных значений разности фаз соседних импульсов, т.е. искажение информации, Для исключения искажений в устройстве. имеется блок выделения импульсов 3, один из возможных вариантов которого представлен на фиг.З. Вариант блока содержит первый управляющий ключ. 13, широкополосный усилитель 14, первый и второй компараторы 15 и 16, сумматор 17 ИЛИ-НЕ, первую дифференцирующую.цепь 18 я блок задержки 19, выполненный, натгример, на триггере Шмидта, исполнительный триггер 20, первый выход которого приспей динен ко входу управления ключа 13 гвторой выход соединен с ключами 6 и 7 (фиг,1)т.е, выдает сигнал "Упр". Далее блок содержит элемент НЕ 21, второй управляемый ключ 22, вторую дифференцирующую цепь. 23, второй элемент НЕ 24 и третью дифференцирующую цепь 25.Блок выделения импульсов работает следующим образом. фронту любого импульса сигнала; принятого за начальный.Исполнительный триггер 20 открывает(поз 30) первый управляющий ключ 13 и про пускает импульс на вход блока (поз;32). Поокончании действия импульса сигнала по заднему фронту выходного:импульса сумматора 17 запускается блок задержки 19 (поз 3), который передним фронтом через третью 10 дифференцирующую цепь 25 перебрасывает исполнительный триггер -20,"который в свою очередь размыкает первый ключ 13, прекращая доступ последующих импульсов сигнала на вход блока, Одновременно им пульс блока задержки .19 размыкает ключ22; прекращая пропускание импульсов управления с.сумматора 17 на вход В исполнительного триггера 20, Тэк как запуск триггера 20 происходит только по передне му.фронту, то в случае. наложения окончанияимпульса. сигнала срабатцвания исполнительного триггера не тпроисходит, что исключает пропускание части импульсасигнала на выход блока выделения импуль 25 са, т.е. искажение начальной формы импульса.Таким образом, регулируя величину задержки, можно подобрать паузу между импульсами сигнала такой величины, когдаЗО квазисинусоидэльные колебания в измерительных резонансных усилителях 5 (фиг.1),возникшие в результате воздействия предыдущего импульса, полностью затухнут, иустройство готово измерить мгновенную35 разность фаз спектральных составляющихследующего импульса.Введение блока выделения импульсапозволяет измерить мгновенное значениеразности фаз двух спектральных составляю 40 щих единичного импульса,.прошедшего через исследуемую среду, позволяющееиспользовать.в качестве генератора возбуждения импульсные источники, одинарныеимпульсы большой мощности,45 Организация блока выделения импульсов (фиг.2) позволяет нормально функционировать предлагаемому устройству прилюбом искусственном. (непрерывном, имльсном) или естественном источнике сиглов без каких-либо переделок, т,е. имеетсширенные функциональные возможнои.В случае использования в качестве генетора возбуждения ЕЭМП уменьшаетсяудоемкость измерений, повышается экомичность и экологическая совместимостьедлэгаемого устройства со средой, приом в связи с различными амплитудой итями прохождения импульсов ЕЭМП веде появляется возможность оценки вер1716465 8,7 тикального разреза среды в точке измерения,Формула изобретения Устройство для геоэлектроразведки. содержащее последовательно соединенные приемную заземленную линию, первый предварительный усилитель, блок узкополосных измерительных усилителей, блок импульсного преобразователя и: измерительный блок, а также автономный калибратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей при одновременном уменьшении трудоемкости измерений и повышении информативности, между приемной заземленной линией и первым предварительным усилителем дополнительно введены последовательно соединенные второй предварительный усилитель и блок выделения 5 импульса, а между блоком измерительныхусилителей и .блоком импульсных преобразователей параллельно включены первый и второй ключи, управляющие входы которых присоединены к управляющему вцходу бло ка выделения импульса, к выходу измерительного блока последовательно подключены дополнительно введенные вычислительный блок и регистратор, а автономный калибратор подключен к второму 15 предварительному усилителю.Тираж Подписноеарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская на 04/5