Устройство для геоэлектроразведки в движении

(23) ПриоритетОпубликовано 05,06.80. Бюллетень 21 ао делам изобретений и открытий53) УДК 550. .837 (088,8) Дата опубликования описания 05.06,80(72) Авторы изобретен и Московский ордена Трудового Красного еологоразведочный институт им, Серго мениЮртвиен икиязе(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДК В ДВИЖЕНИИ 1Изобретение относитсяк импульснойиндуктивной геоэлектрораэведке рудныхтел в земле или др, электропроводящихобъектов в различных средах, проводимой в движении и, в частности, к аэроэлектроразведке,5Трудность обнаружения объектов связана с.тем, что сигнал от них. многоменьше наблюдаемого в паузе сигнала отвихревых токов в корпусе носителя,Известно устройство для геоэлектроразведки, которое включает аналогичнуюмодель носителя, сигнал от которой эквивалентен токам в корпусе носителя, иотклик модели в паузе между импульсами вводят в измерительное устройстводля компенсации сигнала носителя 11,Известно также устройство для геоэлектрораэведки, которсе включает входной ключ стробирования сигнала во время токового импульса и делитель этогосигнала, позволяющий отрегулировать егоамплитуду так, чтобы сделать его равным по величине и противоположным по эсигнала от вихревых токов в корпусесителя на каком-либо фиксированном времени, При изменении геометрического положения приемного контура относительноносителя оба сигнала изменяются одинаково. и компенсация не нарушается. Болееглубокая и устойчивая компенсация получается, если компенсировать не одну, адве пространственных составляющих вихревых токов в корпусе носителя, Ддяэтого на носителе укрепляют донолнительный генераторный контур (перпендикулярный основному) возбуждают в нем им.пульсы тока в конце пауз между импульсами тока в основном генераторном контуре, а возникающий при.этом сигнал вприемном контуре стробируют и регулируют при помощи аналогичного устройства, Компенсация третьей пространственной составляйшей обычно не требуется, так как она слабо проявляется иэ-затого, что носитель имеет как правило,симметрию относительно вертикальной739452 35 3плоскости, проходящей через линию направления движения 2,Известные устройства обладают существенным недостатком, заключающимся в том, то с их помощью возможно 5осуществление компенсации влияния только такого носителя, состояние которогово времени является неизменным, Междутем, реальный носи;ель состоит из большого числа агрегатов, электрическое со 1 Опротивление контактов между которыми,хаотически изменяется в процессе движения, В результате установленная при помощи известных устройств компенсация сигнала носителя для некоторого исходногоего состояния (например, до начала движения) произвольным образом нарушается в процесес движения (полета),Цель изобретения - повышение точности измерений путем компенсации помех от вихревых токов в корпусе носителя в процессе движения,Поставленная цель достигается тем,что на носителе жестко укреплен приемный компенсационный контур, соединенный через блок формирования ситналакомпенсации помех со вторым входом усилителя, причем схема управления подключена к управляющему входу блока формиЗО, рования сигнала компенсации помех авход делителя сигнала соединен со вторым входом блока формирования сигналакомпенсации помех,При этом блок формирования сигнала компенсации помех выполнен в виде последовательно включенных двухвходовой: схемы умножения и общего делителя компенсирующего сигнала, к выходу которого подключены два ключа стробироваиня, к выхрду одного иэ которых подключен делитель компенсирующего сигнала совместно с выходом второго ключа стробирования образующие выход45 блока, причем управляющие входы ключей стробирования подключены к управляющему входу блока формирования сигнала компенсации помех, один вход схемы умножения соединен с ее выходом через5 О ключ, а другой с помощью дополнительного ключа образует второй вход блока формирования сигнала компенсации помех,В устройство включен дифференциальный усилитель, к неинвертируемому входу которого, как и в известном подключена цепь приемного контура, а к . инвертируемому - цепь укрепленного на носителе компенсационного контура с сигналом приемного контура во время токового импульса, В отличие от известного устройствас аналоговой моделью в устройстве дляформирования компенсирующего сигналаиспользуется не сигнал модели, а сигналсамого носителя, снимаемый с укрепленного на нем специально для этой цепикомпенсационного контура, Этот контуррасположен очень близко к носителю посравнению с приемным контуром, Поэтомуснимаемый с него сигнал зависит толькоот вихревых токов в носителе, следитза всеми их изменениями и практическине реагирует на искомые объекты, Зтотсигнал также не зависит от изменений геометрического положения приемного контура относительно носителя, С другойстороны, сигнал приемного контура во время токового импульса определяется целиком первичным полем, практически не зависит от изменений контактов между агрегатами носителя и от наличия или отсутствия искомого объекта, но следит эавсеми изменениями геометрического положения приемного контура относительно носителя, Поэтому для получения компенсирующего сигнала необходимо перемножитьсигнал компенсирующего контура в паузе(в момент измерения переходного процесса) и сигнал приемного контура, возникающий во время токового импульса, Крометого, необходимо отрегулировать амплитуду компенсирующего сигнала и установить нулевой уровень в некотором исходном положении (например, перед началомдвижения), после чего в процессе движения компенсация нарушаться не будет,На фиг, 1 изображена функциональная .схема предлагаемого устройства, нафиг, 2 - временная диаграмма,Устройство состоит иэ генераторного блока, содержащего генератор 1 импульсов чередующейся полярности и генераторный контур 2, схемы 3 управления и измерительного блока Последний, как и известный, содержит приемный контур 4, предусилитель 5, входные ключи 6 и 7 стробирования сигнала приемного контура, делитель 8 сигнала приемного контура во время токового импульса, выходные ключи 9, 10, накопительные емкости С 4., С усилитель 11 постоянного напряжения и регистратор 12, а также компенсационный контур.13, блок 14 формирования сигнала компенсации помех, схему 15 умножения, общий делитель 16 компенсирующего сигнала, ключи 17, 18 стро739452 6Сигнал на выходе усилителя 20 равей0=0 -0 =О (; )-к О (с )(3)н, О(с ф 11-коД5При отсутствии в окрестностях. устройства проводящих объектов (кроме носителя) входящие в формулу (3) сигналы имеют вид.ф Щ=ииЬЩ+акф 1 с у)".(,)=О.,ГЧ бкромния компенсирующего сигнала, делитель 19 компенсирующего сигнала во время токового импульса и дифференциальный усилитель 20, ключи П и П4Устройство работает следующим образомфГенератор 1 импульсов вырабатывает в генераторном контуре 2 токовые импульсы чередующейся полярности и полусинусоидальной формы 3(см, фиг,2 аУстройство 3 синхронизации обеспечимет согласованную синхронную работу с требуемыми задержками срабатывания как генератора импульсов, так и всех ключей измерительного устройства, Сигнал ц(Ц15 возникающий в приемном контуре 4, усилимется предусилителем 5 и дважды стробируется входным ключом 6 в момент времени т. и входным ключом 7 в момент времени е, Последний строб-импульс20 регулируется делителем 8, после чего .строб-импульсы смешимются и поступают йа неинвертируемый вход дифференциального усилителя 20, С учетом полярности наз 25 ванных строб-импульсов сигнал приемного контура на неинвертируемом входе усилителя 20 имеет вид" (";) "8) ( )где К - коэффициент деления сигнала де 30лителя 8,Сигнал Ок , возникающий вкомпенсационном контуре 13, имеет такой же вид, что и сигнал 0 1 отличаясь от последнего по амплитуде, Форма этих сигналов показана на фиг, 2 б,Сигнал О, (1 ) поступает на схему 15умножения, на другой вход которой подается сигнал с выхода ключа 7, В резуль 40тате на выходе схемы 15 умножения появляется сигнал-произведение Ок 0 пкоторый регулируется делителем 16, а затем дмжды стробируется входными ключами 17 и 18, срабатывающими синхрон-,45но с ключами . 6 и 7, соответственно.Строб-импульс, получаемый с ключа 17регулируется делителем 19, после чегостроб-импульсы смешиваются и поступают на инвертируемый вход дифферен 50циального усилителя 20 в виде где К А - коэффициенты деления сигна 6 И 9ла делителями 16 и 19,соответственно,) кв) кь7)гдеОпОп,о, О - исходные значенияк крассматриваемых сигналов в некоторый мо, мент (например, до начала .движения )Г( и К Я - неизвестные функции,отражающие измене ния геоме 1 рии приемного контура относительно носителя и изменения электрического сопротивления контактов между агрегатами носителя, соответственно,Сигнал приемного контура в паузе за-.висит от изменений обоих названных факторов, В атом сигнале во время токового импульса превалирует первичное полегенераторного контура, геометрическаяфункция от которого такаяже как:и откомпланарных контуру токов в носителе,а вкладом самого носителя и измененийего состояния можно принебречь. Сигналв компенсационном контуре, жестко укрепленном на носителе, не зависит от Геометрических изменений. Во время импульса он также связан с первичным полемгенераторного контура, а в паузе - с изменениями - контактов,в носителе, описываемыми той же функцией К(Ф. ); которая из-за несоосности системы и неоднородности первичного поля входит всуммарный сигнал в иной пропорции, чемдля приемного контура, т,е. в общем случае коэффициенты о и р имеют произвольные значения,Представив значения формул (4-7) в+ф 1(М 45 пэ кТаким образом, при отсутствии объекта поиска сигнал на выходе усилителя 209 739С другой стороны, когда речь идет опоисках крупных объектов, залегающихна относительно небольшой глубине, возможно осуществление упрощенного варианта устройства, в этом варианте компенсация осуществляется по одной составляющей и иэ устройства исключается схема умножения 15, для чего достаточнозамкнуть переключатель П и разомкнутьпереключатель П (фиг, 1). В этом слу Очае компенсация будет неполной по сравнению с устройством, включающим схемуумнржения, и сигнал на выходе усйлителя19 будет равено.о-1-к,(о,-р,+аО, гф ,установив 20Оп Ок 0; сАК =,КЬцэ ИО еО;Рполучают остаточный ( нескомпенсированный) сигнал= ФОп; ГК(1)"Известно, что величины Ц 1) . и к(1)не превышают 0,1, Поэтому остаточныйсигнал на порядок меньше помех, связан-ных с изменениями геометрии или с изменениями контактов в отдельности,т, е. с величинами О ГИ) иФ Оп, К ( , которые полностью компенсируются как в упрощенном, так и в неупрощенном вариантах устройства,Применение устройства должно привес- З 5ти к повышению качества и эффективности электроразведочных работ, Исключениевлияния переменного электросопротивления. контактов между агрегатами носителя позволяет резко сократить количест-. фво ложных аномалий и тем самым исключить непроизводительные затраты на ихпроверку наземными геофизическими и гор но-буровыми работами; повысить реальнуючувствительность разведки и обнаруживать искомые объекты при большей глубине их залегания,452 10входам двух входных ключей стробирова- ния, выход одного из которых непосредственно, а другого - через делитель сиг. нала соединены с входом усилителя, вцход которого соединен через параллельно включенные выходные ключи стробирования, нагруженные емкостными накопителями, с входом регистратора, и схему управления, выход которой соединен с управляющими входами генератора импульсов тока, входных и выходных ключей стробирования, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений путем компенсации сигнала помех от вихревых токов в корпусе носителя, на нем жестко укреплен приемный компенсационный контур, соединенный через блок формирования сигнала компенсации помех со вторым входом усилителя, причем схема управления подключена к управляющему входу блока формирования сигнала компенсации помех, а вход делителя сигнала соединен со вторым входом блока формирования сигнала компенсации помех,2, Устройство по и, 1, о т л и ч а - ю ш е е с я тем, что блок формирования сигнала компенсации помех выполнен в виде последовательно включенных двух- входной схемы умножения и общего делителя компенсирующего сигнала, к выходу которого подключены два ключа стробирования, к выходу одного из которых подключен делитель компенсирующего сигнала совместно с выходом второго ключа стробирования образующие выход блока, причем управляющие входы ключей стробирования подключены к управляющему входу блока формирования сигнала компенсации помех, один вход схемы умножения соединенс ее входом через ключ, а другойс помощью . дополнительного ключа образует второй вход блока формирования сигнала компенсации помех,Источники информации,принятые во внимание при экспертизеФормула изобретения501, Устройство для геоэлектроразведки, в движении, состоящее иэ генераторного блока, содержащего генератор импульсов тока чередующейся полярности, нагруженный генераторным контуром, измерительного блока, включающего последовательно соединенные приемный контур и предусилитель, выход которого подключен к 1, Авторское свидетельство СССР% 371545, кл. С Ч 3/161974,2. Совершенствование методики, техники и интерпретации наблюдений методом переходных процессов в наземном и аэро- вариантах. Огчет МГРИ М., фондыМГРИ 1974, с, 16 (прототип),ъВ),пнсн ЦНИИПИ Филиал ПП 739482 аз 3044/7 тент", г,краж 649 род, ул. П ная, 4