Устройство для электроразведки

(21 ) 35530 (22) 14.02 46 ч тит нениюв руднойнецкого. ьс, одно алов.04-11 СССР 79СССР СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ НИЕ ИЗОБР ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) 1. Руководство по примеметода переходных процессовгеофизике. Под ред. Ф.М.КамеЛ., "Недра", 1976, с. 129.2. Патент США Р 3707672,кл. 324-4, опублик. 1972.3Кон-Сфетку, Смит, НикоГенри. Цифровой метод анализкласса многокомпонентных сигТИИЭР, т. 63, 1975, М 10, с.4. Авторское свидетельствф 894650 ю кл. 0 01 Ч 3/10 ф 15, Авторское свидетельствопо заявке Р 3452420,кл,С 011982 (прототип),(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ, содержащее генератор токовых импульсов, к выходу которого подклю чен генераторный контур, приемный контур, соединенный с входным устро ством, вход управления которого сое дицен с выходом синхронизации генератора токовых импульсов, к которому подсоединен управляющий вход .генератора линейно нарастающих синусоидальных колебаний, выход входного устройства соединен с первым входом первой схемы перемножения, второй вход которой соединен с выходом генератора линейно нарастающих синусоидальных колебаний, а выход первой схемы перемножения соединен с входом первого интегратора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения разрешающей способности измерений, устройство дополнительно содержит генератор функции гетеродинирования с перестраиваемыми параметрами, вторую и третью схемы перемножения и второй Ей интегратор, при этом к выходу входного устройства подсоединена вторая схема перемножения, на второй ее вход подсоединен генератор функции гетеродинирования, выход второй схемы перемножения подсоединен к входу ЙЪф второго интегратора, выход которого соединен с третьей схемой перемножения, к второму входу которой подключен выход первого интегратора, выход третьей схемы перемножения является выходом устройства, при этом управляющий вход генератора функции гетероди нирования соединен с выходом синхронизации генератора токовых импульсов.Изобретение относится к областииндуктивных импульсных методов исследования объектов и новых материалови может быть использовано в аппаратуре для поиска и селекции электропроводящих тел с заданными характеристиками в различных средах.Известны способы электроразведкипо методу переходных процессов, осно-.ванные на измерении переходных характеристик (ПХ) электропроводящихтел и определении их информативныхпараметров, в которых сначала произ"водится измерение ПХ, а затем в камеральных условиях по ним производячселекцию искомых электропроводящих 15объектов 11.Известен способ селекции, основан"ный на анализе уровня и скорости затухания ПХ, Такой способ эффективен,когда ПХ вызвана исследуемым электтро,проводящим телом, либо им и другими( мешающими ) телами2Когда же ПХ вызвана мешающими телами, тогда уровень и скорость затухания ПХ может принимать произволь- ;ные значения, что приводит к неправильному результату селекции.Известен также способ селекции,основанный на использовании преобразования Фурье в ПХ исследуемого изаданного (базисного) объекта и получении обратногопреобразования Фурьеот деления спектров ПХ исследуемогои базисного объектов 31.Этот способ отличается значител:., -) 3.ной слОжностью выполняемых Операций рнеустойчивостью результата разлож,.ния сигнала ПХ на составляющие из-заналичия вычислительных шумов и нексрректности задания исходной информа"ции, низкой разрешающей способностью,4 ООбусловленной шИроким параметрическим спектром ПХ.Известны устройства для электроразведки, реализующие способы интегральных преобразований экспоненциаль ных сигналов, К ним можно отнестиустройство для электроразвецкн, вкотором вычисляют взаимно-корреляционую функцию между входным сигналомпереходного процесса и заданным опор-оным синусоидальным сигналом 43,В данных устройствах входнои сигналс приемного датчика поступает навходное устройство и перемножается.в схеме перемножения с заданным опорным сигналом.Наиболее близким к изобретениюявляется устройство, состоящее изгенератора токовыхимпульсов,к выходукоторого подключен генераторный контур приемного контура, соединенного %с входным устройством, вход управления которого соединен с выходом синхронизации генератора токовых импульсов, к которому подсоединен управляющий вход генератора линейно нара.- 65 стающих синусоидальных колебаний,выход входного устройства соединенс входом схемы переножения, второйвход которой соединен с выходомтенератора линейно нарастающихсинусоидальных колебаний, а выходсхемы перемножения соединен с входомпервого интегратора 51.Известное устройство имеет низкуюразрешающую способность измерений,что ограничивает область егс грименения,Цель изобретения - повышение разрешающей способности измерений,т.е. улучшение селекции переходныххарактеристик исследуемых электропроводящих тел. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для электро- разведки, содержащее генератор токовых импульсов, к выходу которого подключен генераторный контур, приемный контур, соециненный с входным устройством, вход управления которо-. го соединен с выходом синхронизации генератора токовых импульсов, к которому подсоединен управляющий вход генератора линейно нарастающих синусоидальных .колебаний, выход входного устройства соединен с первым входом первой схемы перемножения, второй, вход которой соединен с выходом генератора линейно нарастающих синусоидальных колебаний, а выход первой схемы перемножения соединен с входом первого интегратора, дополнительно вве,цены генератор функции гетеродинирования с перестраиваемыми параитрамивтОрая и третья схемы перемножения и второй интегратор, при этом к выходу водного устройства подключена вторая схема перемножения, на второй вход которой подключен генератор функции гетеродинирования, выход второй схемы перемножения подсоединен к входу второго интегратора, выхоц которого соединен с третьей схемой перемножения, к второму входу которой подключен выход первого интегратора, выход третьей схемы перемножения является выходом устройства, при этом управляющий вход генератора функции гетеродинирования соединен с выходом синхронизации генератора токовых импульсов.На фиг, 1 показаны графики параметрического коэффициента передачи известного и предлагаемого устройств; на фиг. 2 - графики параметрического коэффициента передачи канала предлагаемого устройства с различными параметрами генератора гетеродинирования; на фиг. 3 - зависимость амплитудного коэффициента генератора гетеродинирования," на фиг. 4 - зависимость добротности предлагаемого устройства от параметра; на фиг. 5 - блок-схемапрецлагаемого устройства; на фиг.б эпюра выходного сигнала О(ф) входного устройства; на фиг. 7 - эпюра сигнала О (1) на выходе генератора линейно нарастающих синусоидальных колебаний; на фиг. 8 - эпюра сигнала , на выходе генератора функции гетеродинирования.Устройство содержит генератор 1 токовых импульсов, генераторный 2 и приемный 3 контуры, входное уст ройство 4, генератор. 5 линейно нарастающих синусоидальных колебаний, первая б и вторая 7 схемы перемножения, генератор 8 функции гетеродинирования, интеграторы 9 и 10, 15 третью схему 11 перемножения и выход 12 устройства. Причем генораторный контур 2 соединен с выходом .генератора 1, приемный контур 3 - с входным устройством 4, вход управле- р 0 ния которого соединен с входами генераторов 5 и 8 и выходом синхронизации генератора 1. Выход входного устройства 4 соединен со схемами б и 7 перемножения, на вторые входы которых подаются сигналы с соответствующих генераторов 5 и 8. Выходы схем б и 7 перемножения соединены с соответствующими входами интеграторов 9 и 10, выходы которых соединены со схемой 11 перемножения, выход которой соединен с выходом 12 устройства.В предлагаемом устройстве при простоте технической реализации значи- тельно повышается разрешающая способность селекции, автоматизируется процесс поиска заданных объектов и, соответственно, повышается экономичность и оперативность поиска полез- ных ископаеь.ых.40Рассмотрим теоретическое обоснование работы устройства.В известном устройстве сигнал ПХ .в интервале времени 1-1 о перемножают на опорный сигнал вида .45) =Д : д(-о)+, (1)где А - амплитуда опорного сигнала;текущее время; 50М - начальная фаза.Далее это произведение интегрирует. По величине результата интегриро- вания судят о наличии сигнала от исследуемого тела.Оценим разрешающую способность измерений путем анализа его параметрической характеристики. Для простоты анализа примем исследуемое тело за шар радиусом а, электропроводностью 6 и магнитной проницаемостью Тогда ПХ шара описывается выражениеми(1): 6 Ы.Е: е1=4 при 01 4 , (2) 65где Ы =(6,и)-1,2,3,Операции преобразования сигнала в известном устройстве можно предстаВить следующим образомО(А) = Аоз 1 "ГшР о)+ Оф с (3оС небольшой погрешностью выражение (2) представим в виде О(ц: Аегде Ко - значение параметра, прикотором О(Ы)= и Дй,и ДЫ;)- ширина параметрическогоспектра на уровнях 0,7 шаи и 0,1 йах соответственно.Тогда для кривой 13 Й =0,73 К =-0,26, для кривой 14 К, = 0,25. Как видно, разрешающая способность довольно низкая. В случае, если Я описывается выражением (2), кривые 13 и 14 еще более пблоги, и величины Я и К - еще меньше,Процедура первого канала, состоящего из входного устройства 4, генератора 5, схемы 6 перемножения и интегратора 9, описывается уравнением (3 ), Процедура второго канала, состоящего из схемы 7 перемножения, генератора 8 и интегратора 10 схемы, представляется выражением видаО;,(о= Я),(Уй, (8) Фогде ( (Й - опорный сигнал, который определяется иэ общей теории разделения линейно независимых функций ( сигналов ).Если необходимо выделить К,= А: е о 1 на фоне мешающих графики функций (5) и (б) представлены на фиг. 1 (кривые 13 и 14),Разрешающую способность оценим по величине добротности 6 по параметру и. для кривой 13 и по коэффициенту прямоугольности для кривой 14.По аналогии с частотным спектром запишем, что1096597 10 15 20 50 сигналов Ог = Аг е 2 и Озй).-. : 4 е сэ, где Юг и с(3 - коэффициенты мешающих сигналов, тогда, используя теорию линейного разделения, получим, что:ся Е "+а е +а Е ЗИ 42 сьгде д44 Д42 д д:АА )г у Ыз с(+с(г Р 1Д-А 4 А22 3(ЯЫ Кк+ы ) 2/(ы )Гд АгАг 4 гг 3 Г г)( г 3)( 3 4гйфМ )2 Ы (1 +1 ) .Ы ф с) Параметрический коэффициент пере-дачи О (сИ, полученный для случая с(,= 1- Ф; Ыг =1; с(з=1+д", приведен на фиг. 2 для различных значений о".Три составляющие для разделения ЗО выбраны из ряда соображений: имеется возможность получить избирательную параметрическую характеристику(фиг. 2), коэффициенты м; принимают значения, при которых возможна техни ческая реализация функции Я. При увеличении количества составляющих 4;) коэффициенты очень быстро возрастают, что требует большого динамического диапазона устройства для реаО лизации функции (9). Величина с);также зависит от о". Если представить (9) через параметр с и подставить И) в (9), то получаем 0 ( ) г(%-э 3 ) 4.-о ф-Ф) Я 1+сР) ) ( ) ,у 44+с 1+С-у 4+оп+КЗависимость амплитудного множителяг2 -ф( р ) приведена на фиг. 3у 4из которой видно, что с уменьшениемкоэффициент А значительно возрастает. Техническая реализация 0;(сС) возможна при изменении параметра о в пре. делах 1 с У0,1.После вычисления (с(.) и 0;,(Ф производят их перемножение, Окончательный результат равен0(с) - ( г (с) 0 Й ( (11) Графики параметрического коэффициента передачи приведены на фиг. 1 (кривая 15 ), На основании числовых и (лабораторных исследований получены зависимости добротности ц устройства от величины параметра с. Кривая функции О:Е(с) приведена на фиг. 4, из которой видно, что максимальная добротность составляет 8=1,1, при этом б"=О, 825 и К= О, 33.Таким образом, значительно увеличены добротность и коэффициент прямоугальности Кр и разрешающая способность селекции сигналов переходных характеристик.Изменением параметровв (3 ) и в (9) можно получить как избирательную, так и низкопараметрическую характеристику этих преобразований.Принцип действия устройства (фиг. 5) заключается в том, что в момент окончания импульса тока в геиераторном контуре в приемном контуре находится вторичное поле. В результате на выходе схемы 4 образуется импульс напряжения, форма которого приведена на фиг. 6, Синхронно с этим импульсом генераторы 5 и 6 вырабатывают импульсы напряжений 1 з)выем и (ф) , формы которых приведены на фиг. 7 и 8 соответственно. Эти импульсы напряжений подаются на схемы 6 и 7 перемножения. На них же подается входное напряжение (фиг. 6 ), Напряжения с выходов схем 6 и 7 перемножения подается на интеграторы 9 и 10, с выходов которых постоянные напряжения подаются на третью схему 11 перемножения. На выходе этой схемы образуется напряжение, равное О (с (11). Приведенные расчетные работы илабораторные испытания на цифровоймодели подтвердили эффективностьпредлагаемого устройства. селекциипереходных характеристик.1096597 Составитель Л.Воскобойниковактор В.Данко ТехредМ.Надь Корректор О. ТигорМ Е Зака илиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 3820/34 Тираж 711 ВНИИПИ Государственного по делам иэобретений 113035, Москва, Ж, Рау