Способ возбуждения электромагнитного поля в геоэлектроразведке и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 83721 ц)5 С 01 Ч 3/08 ИЕ ИЗ ПИС Т возбужденияля в геоэлек строи о омагнитног оеологииья Электрорудовасния измере- ельнискоес.99-123 КТРОИАГВЕДКЕВЛЕНИЯ осится к области полезных ископа Изобретенигеоэлектрораз мых. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР У СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Бобровников Л.Б. и др.разведочная аппаратура и обние. М.: Недра, 1979, с.57.Основы амплитудно-фазовыхний вызванной поляризации,ков А.П, и др Якутск, Якукнижное издательство, 1974,(54) СПОСОБ ВОЗБУЖДЕНИЯНИТНОГО ПОЛЯ В ГЕОЭЛЕКТР1 УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСЩЕ(57) 1, Способ возбуждения электромагнитного поля в геоэлектроразведке токами двух частот с помощью генератора, работающего в режиме переключения, в котором поддерживают постоянным соотношение между первыми гармониками возбуждающих токов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью стабилизации параметров электромагнитного поля, формирование тока нагрузки производят из первичного источника тока синусощальной формы основной частоты .ети Г с низкой частоты Ец, котоая ниже Г в 2 или большее числойаз и частотой заполнения 2 разведке по п.1, включающее согласующий трансформатор, к вторичной обмотке которого подключен симисторныйкоммутирующе-выпрямительный блок выход которой через цепь управле соединен со схемой управления, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью стабилизации параметров электромагнитного поля, схема управления содержит задающий генератор низкой частоты, выход которого подключен к а триггеру, нагруженному на вход первой ф схемы совпадения, к вторьи входам ко торой подключен через инвертор ждущий мультивибратор, инвертированные С выходы первой схемы совпадений подключены к первьм входам второй схемы совпадений к вторьм входам Об которой подключены инвертированные выходы ждущих мультивибраторов, входы которых через триггер соединены с выходом блока отметки перехода сиг" нала через нулевое значени 6, при этом инвертированные выходы второй схемы совпадений соединены с входами. усилителей мощности, согласованными со схемой управления симисторного коммутирующе-выпрямительного блока через импульсные трансформаторы. Известен способ возбуждения электромагнитного поля при проведении амплитудно-фазовых исследований, при35времени задержки импульсов сохраняют постоянство амплитуд первых гармоник 1 н. и Г С этой целью в схему инвертора введен специальный котором изменение тока в нагрузке происходит по синусоидальному закону при широтно-импульсной модуляции. При многочастотных параллельных ампли 5 тудно-фазовых исследованиях электромагнитное поле возбуждается током прямоугольной Формы ао значительным числом переключений полярности за период. 1 ОПри таком способе возбуждения электромагнитного поля кроме основных частот воспроизводится очень широкий и переменный спектр высших гармоник, которые приходится подавлять как на выходе возбудителя поля, так и в измерительных устройствах,что приводит к дополнительным погрешностям в измерениях, к усложнению как способа, так и устройства для его реа - лизации, Кроме того, при широтно- импульсной модуляции коэффициент использования первичного источника тока бензоэлектрического агрегата с генератором постоянного тока), довольно низкий, поскольку он последовательно переключается с нагрузки на балласт.Известен способ возбуждения поля при геоэлектроразведке независимыми токами прямоугольной формы двух частот с помощью генератора, работаю - щего в режиме переключения, В этом способе, с целью стабилизации структуры электромагнитного поля, поддерживают постоянным отношение между первыми гармониками возбуждающих электромагнитное поле токов путем изменения фазы управляющих генератором импульсов с помощью двухчастотно 4 О го генераторного устройства, где напряжение основной частоты, генерируемое высокостабильным генератором,делится с помощью двоичного делителя частоты в необходимое чис ло раз. Выходной сигнал верхней частоты Г делителя частоты поступает на формирующе-задерживающую схему, где происходит задержка импульсов на время Ф, Сигналы нижней частоты50 Й и верхней Й с делителей частоты поступают на схему совпадений, которая управляет блоками запуска тиристорного инвертора, выходной ток которого питает нагрузку. Изменением55 анализатор, включающий в себя дваизбирательных усилителя, настроенных на частоты Ги Г и разностИную схему, которая вырабатывает сигнал ошибки, регулирующий формирующе-задерживающую схему. Под действием этого сигнала происходит изменение времени задержки таким образом, чтобы соотношение междуамплитудами первых гармоник токаверхней Г и нижней Г 1 частотза счет изменения задержки в фантастроне поддерживалось постоянным,Основными недостатками известного способа является то, что формирование основных частот Г Н и Г про 6изводится из серии разнополярных прямоугольных импульсов, причем для вы полнения условия равенства отношенияамплитуд частот Гц и Г длительность этих импульсов меняется, т.е,производится широтно-импульсная модуляция, которая является причинойнизкого коэффициента использованияпервичного источника тока,Таким образом, известный способвозбуждения является сложным, характеризуется наличием погрешностей визмерениях. Устройство для осуществления этого способа является недостаточно мобильным, громоздкич, имеетбольшой вес,Цель изобретения - стабилизацияпараметров электромагнитного поля,и тем самым повышение надежности иточности измерений. Поставленная цель достигается тем, что в известном способе возбуждения электромагнитного поля в геоэлектроразведке токами двух частот с помощью генератора, работающего в рекламе переключения, в котором поддерживают постоянным соотношение между первыми гармониками, возбуждающих токов, Формирование тока нагрузки производят из первичного источника тока синусоидальной формы основной частоты сети с низкой частотой 1 которая ниже 20 в 2 или большее число раз и с частотой заполнения 2 Г . При этом соотношение между амплитудами токов первых гармоник Й/Й , всегда будет постоянньи, длительность и величина амплитуды полу- периода Й всегда будет кратна целоМму числу. и величине амплитуды полу- периодов основноь частоты сети,37217 6 40 45 50 55 5 8Устройство для осуществления способа, содержащее согласующий трансформатор, к вторичной цепи которого включен семисторный коммутирующевыпрямительный блок, цепь управления которого нагружена схемой управления, содержащий задающий генератор низкой частоты, выход которого подключен к триггеру, нагруженному на вход пер= вой схемы совпадения, к вторым входам которой подключен через иивертор ждущий мультивибратор, инвертированные выходы первой схемы совпадения подключены к первым входам второй схемы совпадения, к вторым входам которой подключены инвертированные выходы ждущих мультивибраторов входы которых через триггер соединены с выходом блока отметки перехода сигнала через нулевое положение, при этом инвертированные выходы второй схемы совпадения соединены со входами усилителей мощности, согласованными со схемой управления семисторного коммутирующе-выпрямительного блока через импульсные трансформаторы.Для реализации способа можно использовать бензоэлектрические агрегаты переменного тока (при полевой геоэлектрической разведке методом сопротивлений, либо методом вызванной поляризации), которые при одинаковой мощности с машинами постоянного тока имеют меньший вес и надежнее коммутируются, или электростанции буровых установок при межскважинных и наземно-скважинных исследованиях.На фиг.1 изображены эпюры напряжений в различных точках схемы и на нагрузке (с левой стороны графика указан номер блока, на выходе которого замерено напряжение); фиг.2 - блок-схема устройства;Согласно данному способу, соотношение между первыми гармониками, возбуждающими электромагнитное поле токов, поддерживается автоматически постоянным, поскольку формирование электромагнитных сигналов производится симисторным выпрямительно-коммутирующим устройством из токов синусоидальной формы (частоты сети - Гр), с частотой Гм которая ниже Г в 2 или большее число раз, вплоть до постоянного тока, т.е. произво дится формирование электрических сиг иалов низкой частоты Йн из основной 5 10 15 20 25 ЗО 35 частоты сети Г с частотой заполненияравной 2 Г , которая и является в данномслучае верхней частотой Г (см.фиг.1).Поскольку формирование йолупериода Г 11 происходит из полупериодаЕ и всегда равно целому количествуполупериодов Го, т.е. как и Г состоит из полупериодов Ео, а йб = 21,а полупериод Г содержит Б 2 й полупериодов частоты сети Го, где И - коэффициент понижения частоты сети Гото соотношение амплитуд первых гармоник Й/Ев всегда будет автоматически поддержйваться постоянньм независимо от различных условий с одновременным снижением в токе нагрузки высших гармоник, т.е. отпадает необходиГмость в следящей и регулирующей системах.Это позволяет стабилизироватьструктуру электромагнитного поля, снизить количество высших гармоник иисключить ошибки, вносимые следящей и регулирующей системами,Способ может быть реализован генераторным устройством, изображенньмна фиг,2; которое состоит из согласующего трансформатора 1, симисторного коммутирующе-выпрямительного блока (симисторы 2 и 3) и схемы управления симисторами. Последняя, в своюочередь, состоит из генератора низкой частоты 4 частоты 21,триггера 5,ждущего мультивибратора 6 и инвертора 7 первых схем совпадения 8 и 9инверторов 10 и 11, вторых схем совпадения 12, 13 - 15, инверторов 16 -19, усилителей мощности 20 и 21, импульсных трансформаторов 22 и 23,блок отметки перехода гармоническогосигнала через нуль 24, триггер 25,двух ждущих мультивибраторов 26 и 27инверторов 28 и 29,Устройство работает следующимобразом.Напряжение основной частоты Го(например 50 гц) поступает на входсогласующего трансформатора 1, навыходе которого через симисторы вклочена нагрузка К,питаемая током счастотой Г, Порядок и очередностьвключения симисторов осуществляетуправляющая схема. С высокостабильного генератора 4 низкой частоты2 Г ц (например 1.Гц) сигнал поступает на триггер 5 и делится в необходимое число раз (напримерв 2 раза), свыходов триггера 5 сигналы подаютсяна первые входы первой схемы совпадения 8 и 9., на вторые входы которыхподан сигнал со ждущего мультивибратора 6 через инвертор 1, Таким образом, вырабатывается сигнал управления второй схемой совпадения 12 -15 и обеспечивается задержка, необходимая для предотвращения одновременного включения симисторов 2 и 3и при смене направления тока в нагрузке (см,фиг.1), Сигналы, полученные на выходе первых схем совпаденияинвертируются инверторами 10 и 11 иподаются на первые входы второйсхемы совпадения, на вторые входыкоторой поступают импульсы, отмечающие начало каждого полупериода часто.ты сети, т.е. 2, (например, блоками26 и 28 положительные полупериоды сети, а блоками 28 и 29 - отрицательные)В зависимости от того, на каком выходе инверторов 10 или 11 будет логическая единица, то вторые схемысовпадения 12, 14 или 13 и 15 получают размещение на пропуск импульсовдт мультивибраторов 26 или 27, далееимпульсы инвертируются инверторами16 - 19 и поступают на усилителимощности 20 и 21, а затем через раз 1 делительные импульсные трансформаторыпостучают на управляющий электродсимистора,и включают его. Выключениесимистора происходит автоматически5при падении тока через него до нуля(при переходе напряжения питания сети, т.е, Г, через нуль).Таким образом, формируется напряжение необходимой Формы на нагрузке,т.е, Г н. Задавая значение Г, мы получаем выходное напряжение требуемойчастоты из частоты сети Е с частотой заполнения равной 2 ГФормирование импульсов, отмечающихначало каждого полупериода частотысети Г осуществляется схемой 24,которая вырабатывает их при переходе гармонического сигнала частотысети, равного через нуль, импульсыпоступают на триггер 25, с выходакоторого сигналы прямоугольной Формыкак прямой Ц, так и инвертированныйпоступают на дифференцирующую25 цепочку (на схеме не указан) и отрицательным сигналом запускают ждушиемультивибраторы 26 и 2, которыеФормируют короткий импульс с длитель-,ностью, неооходимои для запуска симисторов,837217 Составитель Л.ВоскобойниковРедактоР М,Ленииа ТехРед А,Кравчук Корректор Л.Пилипенко Заказ 3127 Тирах 339 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г,ухгород, ул. Гагарина,101