Устройство для геоэлектроразведки

Союз СоветскихСоциаписткческнкРеспублик ОП ИКАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пи 883833во аелаи зебретеккй н открытей(53) УДК 550. .837(088.8) Дата опубликования описания 25. 1 . 81 1 О,В. Аладинский, Л.З. Бобровников, В.А. Попв, В.М, ои В.В. Сушкевич "( фЖОЗИА рматфтИосковский ордена Трудового Красного Знамени(54) УСТРОЙСТВО Д 1 И ГЕОЗЛЕКТРОРАЗВЕДКИ. Изобретение относится к технической физике и может быть применено в геоэлектроразведке при проведении двух- частотных амплитудно-фазовых измерений вызванной поляризацией (ВП).По основному авт. св. У 6933135 известно устройство для геоэлектроразведки, содержащее токовую цепь состо. ящую из последовательно соединенйых задающего генератора, вспомогательно 10 го и основного делителей частоты, пер вого вспомогательного триггера, блока управления инвертором, инвертора, задающего датчика поля, а также дополнительного формирователя сигналов15 управления инвертором, управляющие входы которого соединены соответственно с управляющими выходами вспомо- гательного и основного делителей частоты и первого вспомогательного триггера, а выходы соединены с блоком управления инвертором, первичного источника питания, подключенного к инвертору, и измерительную цепь, состоящую из последовательно соединенных приемного датчика поля, блока усиления и фильтрации сигналов, Фазометра (преимущественно измерителя временных интервалов), а также измерителя амплитуды сигналов, подключеннсго к блоку усиления и фильтрации сигналов, и последовательно соединенных формирователя двухчастотного калибровочного сигнала, формирователя сигналов управления выходным блоком калибратора, выходного блока калибратора и переключателя, выход которого соединен с блоком усиления и Фильтрации сигналов 11.Однако известное устройство не обеспечивает высокой производительности измерений вследствие того, что при переходе от рабочего к градуировочному циклам измерений от. блока усиления и фильтрации сигналов,отключа- ется приемный датчик сигналов, а подключается выход калибровочного источ-, ника, в блоке усиления и Фильтрациисигналов возникает длительный переходный процесс,Проведение цикла градуировочныхизмерений, предусматривающего подачуна вход измерительного устройства градуировочного сигнала с точно известной амплитудой и Фазовыми сдвигамипроводится 40-50 раз в день вслед эарабочим циклом для учета величины фазового сдвига, вносимого избиратель О.ными усилителями и изменяющегося приизменении температуры, напряжений источников питания и т.д что особенно существенно при выполнении измерений в полевых условиях. Если рабочая частота 0,1 Гц, а добротностьизбирательных усилителей равна 10,то при переходе от рабочего к калибровочному циклу измерений переходныйпроцесс длится до 2 мин, а в целомза рабочий день потери времени достигают 1,5 - 2 ч,Цель изобретения - увеличение производительности измерений путем сокращения времени переходного лроцесса припереходе от рабочего к градуировочномуциклам измерений.Для достижения этой цели в извест-ное устройство для геоэлектроразведки, содержащее токовую цепь, состоящую из последовательно соединенных задающего генератора, вспомогательногои осповно 1"о делителей частоты, первого вспомогательного триггера, блокауправления инвертором, инвертора, задающего датчика поля, а также допол 35нитепьного Формирователя сигналовуправления инвертором, управляющиевходы которого соединены соответственно с управляющими выходами вспомо 40гательного и основного делителейчастоты и первого вспомогательноготриггера, а выходы соединены с блоком управления инвертором, первичного источника питания, подключенного к инвертору, и измерительную,цепь, состоящую иэ последовательносоединенных приемного датчика поля,блока усиления и Фильтрации сигналов,фазометра преимущественно измерителя временных интервалов ), а такжеизмерителя амплитуды сигналов, подключенного к блоку усиления и фильтрации сигналов, и последовательносоединенных формирователя двухчастотного калибровочного сигнала, Формирователя сигналов управления выходнымблоком калибратора, выходного блокакалибратора и переключателя, выход которого соединен с блоком усиления и фильтрации сигналов, введены бпок согласования, триггерзащелка" н двухпозиционный двухконтактный управляемый ключ, причем вход блока согла-,сования подключен к выходу блока усиления и Фильтрации сигналов, а выходк счетному входу триггера-"защелки",инверсный выход триггера-"защелки"соединен со входом "Установка 0 Формирователя двухчастотного калибрэвочного сигнала, один контакт двухкэнтактного управляемого ключа соединен с общей шиной измерительной цепи, а второй контакт - со входом "Установка 1" триггера-"защелки".На чертеже изображена структурная схема устройства.Устройство для геоэлектроразв дки содержит токовую цепь, состоящую из последовательно соединенных задающего генератора 1, вспомогательного 2 и основного 3 делителей частоты, первого вспомогательного триггера 4, блока 5 управления инвертором, инверто а 6, задающего датчика 7 поля, а также дополнительного Формирователя 8 синалов управления инвертором, управляющие входы которого соединены соответственно с управляющими выходами вспомогательного и основного делителей частоты и первого вспомогательного триггера, а выходы соединены с блоком управления инвертором, первичного источника 9 питания, подключенного к инвертору 6, и измерительную цепь, состоящую из последовательно соединенных приемного датчика 10 поля, блока 11 усиления и фильтрации сиги- лов, Фазометра 12 (преимущественно измерителя временных интервалов), а также измерителя 13 амплитуды сигнаФлов, подключенного к блоку 11 усиленияи фильтрации сигналов, и последовательно соединенных формирователя 14 двухчастотного калибровочного сигнала, формирователя 15 сигналов управления выходным блоком каЛибратора, выходного блока 16 калибратора и переключателя 17, выход которого соединен с блоком усиления и фильтрации сигналов, а также блок 18 согласования, триггер-"защелка" 19 и двухпоэиционный двухконтактный управляемый ключ 20, причем вход блока 18 согласования подключен к выходу блока 11усиления и фильтрации сигналов, авыход - к счетному входу триггера"защелки" 19, инверсный выход триггера-"защелки" 19 соединен со входом"Установка 0" формирователя 14 двухчастотного калибровочного сигнала,один контакт двухконтактного управляемого ключа 20 соединен с общей шинойизмерительной цепи, а второй контактсо входом "Установка 1" триггера-"защелки" 19.Устройство работает следующим образом. оС помощью задающего генераторавырабатываются высокочастотные колебания (например с частотой 50-100 кГц).Частота этих колебаний делится с помощью вспомогательного 2 и основного 153 делителей частоты, На выходе вспомогательного делителя частоты получают такую длительность импульсов, которая необходима для Формированиятехнологической паузы в токе, вырабатываемом инвертором (например 10 мс)На выходе основного делителя 3 частоты получают сигнал, частЬта которогов 2 раза превышает заданную рабочуючастоту. С помощью дополнительногоФормирователя 8 сигналов управленияинвертором 6 и вспомогательного триггера 4 Формируют управляющий сигнал,в спектре которого содержатся двезаданных рабочих частоты с необходимой амплитудой. Этот управляющий сигнал усиливается в блоке 5 управленияи поступает на запуск тринисторовинвертора 6. В одну диагональ инвертора 6 включен задающий датчик поля,40спектре которого содержатся составля-ющие двух заданных рабочих частот.Этот ток пропускается в землю и возбуждается в земле двухчастотное электромагнитное поле,В точках измерения сигнал из зем 45ли принимается приемным датчиком.10поля, например, заземленным диполем,магнитометром. Этот сигнал поступаетна блок 11 усиления и фильтрации сигналов, В блоке 1 производится. выделение двух сигналов различных частот,а также фильтрации этих сигналов отпомех. Полученные сигналы двух частот поступают на фазометр 12, вьгполненный по схеме измерителя временныхинтервалов, Фазометр 12 измеряет раз-ность времен запаздывания сигналовдвух частот в точке приема (которая,как известно, определяется только поляризуемостью среды) плюс разностьсобственных сдвигов двух частот вблоке 11 усиления и Фильтрации сигналов.Для исключения разности собственных Фазовых сдвигов вслед за описанным выше рабочим циклом производитсяградуировочный цикл измерений. Дляэтого в измерительной цепи с помощьюФормирователя 14 вырабатывается двухчастотный калибровочный сигнал, вкотором разность фаз сигналов двухрабочих частот равна нулю. Этот сигнал далее формируется (усиливается -ограничивается па заданном уровне)с помощью Формирователя 15 и поступает на выходной блок 16 калибратора,с помощью которого осуществляется регулировка амплитуды выходного калибровочного сигнала до уровня принимаемого из земли сигнала.После окончания рабочего цикла переключателем 17 от входа блока 11усилителя и Фильтрации сигналов отключается приемный датчик 10 поля и.подключается выходной блок 16 калибратора. При этом показания Фазометра12 соответствуют разности собственныхФазовых сдвигов сигналов в блоке 11фильтрации усиления, Разность первогои второго отсчетов фазометра 12 равнаискомому параметру поляризуемостисреды,Однако при переходе от рабочегок градуировочному циклу возникаетдлительный переходный процесс в блоке11 усиления и фильтрации сигналов.Это обусловлено тем, что во всех из.".вестных способах и устройствах дляамплитудно-фазовых измерений градуировочный сигнал имеет произвольныйфазовый сдвиг относительно измеряемого сигнала. (ак показали исследования, при переходе от рабочего кградуировочному циклам измерений возникает переходный процесс, длительность которого определяется Фазовымсдвигом между рабочим и градуировочным сигналом: если фазовый сдвигоравен 1.80 , то переходный процессимеет, максимальную длительность, аесли Фазовый сдвиг близок к нулю,то длительность переходного процесса минимальна,В предлагаемом устройстве перед,окончанием рабочего цикла операторвключает (вручную или автоматически 7 управляемый ключ 20, замыкая20 7 8838 выходной контакг ключа 20 ,например кнопки), соединенной со входом "Установка 1" триггера-"защелки" 19, на общую шину измерительной цепи. При этом на неинверсном выходе триггера 19 установится сигнал логической 1 ("ЛОГ"), а на инверсном выходе - сигнал логического 0 ("ЛОГ). Сигнал "ЛОГ" с выхода триггера 19 подается на вход "Установка 0" фор О мирователя 4 двухчастотного калибровочного сигнала. При этом все триггеры в формирователе 14 установятся в состояние ЛОГи будут находиться в этом состоянии до тех пор, пока 15 триггер не перебросится и установится в исходное положение, Триггер 19 управляется по счетному входу сигналом, вырабатываемым в блоке 18 согласования. В простейшем случае блок 18 согласования представляет собой компаратор нулевого уровня, подключенный к выходному каскаду сигнала низкой частоты блока 1 усиления и фильтрации. Если такой компаратор уже име ется в Фазометре, то блок 18 подключается к выходу этого компаратора, и, в случае необходимости, инвертирует сигнал, поступающий на триггер 9, Импульсом, совпадающим с моментом перехода синусоидального сйгнала низкой частоты через нулевое значение и Формируемым на выходе блока 18, триггер 19 устанавливается в исходное состояние: состояние "ЛОГ-Он на неи35 инверсном и ЛОГна инверсном выходах, При этом начинают работать триггеры в Формирователе 14, и на вь 1 ходе блока 16 получают двухчастотный калибровочный сигнал, который 40 имеет очень близкий к нулю фазовый сдвиг по отношению к рабочему сигналу, Этот сигнал подается на блок 11 усиления и Фильтрации для градуировки устройства, причем ввиду малого 45 сдвига между рабочим и градуировочным сигналом длительность переходного процесса в блоке 11 значительно сокращается ( зная амплитуду принято 33го иэ земли сигнала по показаниям измерителя 13 амплитуды, оператор перед переходом к градуировочному циклу устанавливает такую же амплитуду калибровочного сигнала на выходе блока 16). После переброса триггер 19 сохраняет свое состояние неизменным до тех пор, пока не будет вновь замкнут ключ 20. Это объясняет-, ся тем, что на вход триггера подается сигнал "ЛОГи триггер защелкивается". Можно использовать также "защелку" на Ф -триггерах.Технико-экономическая эффективность применения предложенного устройства заключается в сокращении времени переходного процесса при переходе от рабочего к градуировочному цикпу измерений. Формула изобретенияУстройство для геоэлектроразведки по авт. св.693313, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюувеличения производительности измерений путем сокращения временипереходного процесса при переходе отрабочего к градуировочному цикламизмерений, в него введены блок согласования, триггер-"защелка" и двухпозиционный двухконтактный управляемый ключ, причем вход блока согласования подключен к выходу блока усиления и фильтрации сигналов, а внход -к счетному входу триггера в "защелки",инверсный выход триггера-"защелки"соединен со входом "Установка 0" формирователя двухчастотного калибровочного сигнала, один контакт двухконтактного управляемого ключа соединенс общей шиной измерительной цепи, авторой контакт - со входом "Установка 1" триггера-"защелки".Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 693313, кл, С О Ч 3/02, 97 (прототип) .оставитель В. 3еред Э.Фечо Полозка едак 4/5 ПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная Заказ 10224770ВНИИПИ Государс по делам изо 113035 ИоскваТираж 735 енного комитета етений и открыти -35 Раушская на еревКорректор 1, НПодписноеССР ро