Устройство для геоэлектроразведки

Номер патента: 998994

Авторы: Бучма, Дудыкевич, Чуныс

ZIP архив

Текст

Союз СоветеннхСоциалистическихРеепублин К АВТ ОВСКО ИДИ ТИЛЬСТВУс присоединением заявя даретвееыЯ кеюитетСИРпелен язебретеикЯи еткрытиЯ 3) Приоритет 550.837 (088.8) 23,02. 83 Бюллетень М(5 публикова вання описания 2 та опубли 4) июъфл,-,и Е МВЛЯр.рс .т 1 щ тМмы 4 тт;:,а.И. Бучма Дудыкев Львовский ордена Ленина политехнический инстит им.Ленинского комсомола 1) Заявител 5 Й) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕД Изобретение относится к электро- разведочным устройствам для поискаполезных ископаемых индуктивными методами с использованием гармонически изменяющихся электромагнитных полей и может быть также использовано в электроиэмерительной технике в качестве измерительного преобразователя малых квадратурных составляющих гармонических сигналов.Известно устройство для геоэлект" роразведки, используемое для измерения эллипса поляризации магнитного . поля, состоящее из схемы векторного преобразования, содержащей входные ортогональные магнитоприемники, предварительные усилители, квадратурный фазовращатель и сумморазностнуа схему, и дифференциального амплитудного указателя коммутационного типа, со о держащего последовательно соединен" ные коммутатор, усилитель несущей частоты, детектор, избирательный усилитель напряжения частоты коммутации,2синхронный выпрямитель и измерительный прибор, а также делитель частоты, 1 выход которого оодключен к управляю-щим цепям коммутатора и синхронного выпрямителя,а вход - к одному из вхо" дов суммо-разностной схемы 11.В таком устройстве при синхрониза" ции делителя частоты сигналом с входа суммо-разностной схемы снижается составляющая общей погрещности, обуслов. ленной комбинационными частотами, а коммутация выходных сигналов суммо" разностной схемы производится в мо" мент, когда их мгновенные значения равны по модула, но противоположны по знаку ( при синхронизации делителя частоты сигналом с одного входа сум" мо-разностной схемы), а при синхронизации с другого входа коммутации про" изводится в моменты равенства мгновенных значений сравниваемых сигнапоа.Последнее позволяет использовать двухфазный детектор, состоящий из дифференциатора, двух квадраторов исумматора, позволяющий еще повысить чувствительность и точность измерений разности амплитуд выходных сигналов сумма-разностной схемы, поскольку в этом случае на выходе дифференциатора отсутствуют д"импульсы, а значит и составляющая общей по" грешности, обусловленная д-импульсами.Наиболее близким техническим ре- е шением к изобретению является устройство, содержащее генератор синусоидапьных сигналов с генераторной петлей, вариометр с первичной и вто" ричной обмотками, первая из которых и соединена последовательно с генератарной петлей, а противоположные концы обоих соединены с генератором синусоидальных сигналов, измерительную петлю, совмещенную с генераторной 6 петлей и включенную встречно-последовательно с выходом вторичной обрат" ки вариометра, первый избирательный усилитель, соединенный оыходои с входом инвертора, вход и выход которого подключены к соответствующим входам коммутатора, первый сумматор, один вход которого подключен к выходу коммутатора, второй избирательный усили" тель, соединенный негюсредственно с точкой соединения концов вторичной обмотки вариометра измерительная петли, квадратурный Фазовращатель, вход .которого подключен к выходу второго избирательного усилителя, а выходк второму входу первого сумматора, последовательно соединенные усилитель напряжения несущей частоты, вход которого соединен с выходом сумматора, первый квадратор, второй сумматор,40 избирательный усилитель напряжения частоты коммутации, синхронный выпрямитель и последовательно соединен. ные дифференциатор и второй квадратор, включенные между выходом усилителя напряжения несущей частоты и другим входом второго сумматора, измери- тельный прибор,.а также триггсрный делитель частоты, выход которого подключен к управляющим.,входам коммутатора и синхронного выпрямителя, а вход " к выходу второго избирательного усилителя.В таком устройстве снижаются составляющие общей погрешности измерений за счет снижения влияния неста" ф бильности фазовых характеристик изби" рательного усилителя, квадратурного фазовращателя, .инвертара, неидентичности коэффициентов передачи каналовкоммутатора. При измерении на нижнихчастотах звукового диапазона, и верхних - инфранизкочастотного обычно применяются избирательные йС-усилители,например усилители с 2 Т-мостом в цепиотрицательной.обратной связи 2 .Недостаток известного устройствазаключается в том, что при реализациивысокой чувствительности из-за паразитных наводок через емкостные, индуктивные связи и связи по сторонним проводам с выхода второго избирательногоусилителя на вход первого избирательного усилителя на верхних частотах, ана нижних - из-за прохождения сигнала по цепям питания, происходит смеще"ние нуля устройства, .т.е,. появляетсяаддитивная погрешность, ограничивающая чувствительность и точность измерений, так как наведенный сигналимеет квадратурнув составляющую по отношение к выходному сигналу второгоизбирательного усилителя, Смещение нуля происходит также из-за временнойи температурной нестабильности Фазовых характеристик избирательных усили"тепей,Целью изобретения является павы"шение чувствительности и точностиизмерений.Поставленнае цель достигается тем,что в устройство для геоэлектрораз"ведки, содержащее генератор синусои"дальных сигналов с генераторной пет"лей, вариометр с первичной и вторичной обмотками, первая из которых последовательно соединена с генераторной петлей, а противоположные концыобоих соединены с генератором синусоидальных сигналов, измерительную .петлю, совмещенную с генераторной .петлей и включенную встречно-последовательно с выходом вторичной обматки вариометра, первый избиратель"ный усилитель, соединенный выходомс входом инвертора, вход и выход которого подключены к. соответствуещиМвходам коммутатора, первый сумма"тор, один вход которого подключенк выходу коммутатора, второй изби"рательный усилитель, соединенныйвходом непосредственна с точкойсоединения концов измерительной пет"ли и вторичной обмотки вариометра,квадратурный фазовращатель, вход которого подключен к выходу второгоизбирательного усилителя, а выход "к второму входу первого сумматора,3 9 последовательно соединенные усилитель напряжения несущей частоты, .вход которого,подклочен к выходу первого сумматора, первый квадратор,второй сумматор, избирательный усн" . литель напряжения частоты коммута".ции, синхронный выпрямитель, последовательно соединенные.диФФеренциатор и второй квадратор, вклоченнце между выходом усилйтеля напряже"ния несущей:частоты и вторым входом .второго сумматора, измерительный прибор, а также триггерный делитель" частоты, выход которого подклочен к управляющим цепям коммутатора и синхронного выпрямителя, а вход " к выходу второго избирательного уси" .лителя, дополнительно введеип уп" равляемцй делитель напряжения, вход которого соединен с вторым ( противоФазнцм) выходом триггерного делите" пя частоты,. а выход подключен к тре" тьему входу второго сумматора, последовательно соединенные первый и второй ключи; причем выход первого клоча подклочен к входу первого избирательного усилителя, вход первогоключа соединен с выходным концом измерительной петли., а выход второго ключа заземлен, последовательно соединенные источник опорного напряже- ния, диФФеренциальный усилитель,.третий ключ и первый элемент памяти, выход которого нодклочен к управляющему входу управляемого делителя на- пряжения, а другой вход диФФеренцна льного усилителя подклочен к выходусинхронного выпрямителя, последовательно соединенные четвертый люч, вход которого соединен с выходом: синхронного выпряиителя, и второй элемент. памяти, выход которого под" ключен к измерительному прибору, а также делитель частоты, вход которого подключен к выходу триггерного делителячастоты, .а выход - к управляющим входам первого, второго, третьего и четвертого ключей,На чертеже представлена структур"ная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит генератор 1синусоидальных сигналов, генераторную петле 2, вариометр 3, первичная.обмотка которого последовательно соединена с генераторной петлей, изме,рительную петлю 4,соединенную встреч- ффйо-последовательно с выходом вторичной обмоткой вариометра 3, последовательно соединенные ключ 5 и ключ 6,34выход которого заземлен, первцй из" бирательный усилитель 7, вход кото" рого соединен с точкой соединсюяключей 5 и 6, а выход-с входбй инвертора .8,. вход и выход которого подключены к соответствующим:входам коммутатора 9, первый сумматор 10, один вход которого подключен к выходу коммутатора 9, второй избирательный, усилитель 11, вход которого подключен . к точке соединения концов вторичной обмотки вариометра и измерительной петли, квадратурный Фазовращатель 12, вход которого подклочен к выход. второго избирательного усилителя, авыход " к второму входу первого сум" матора, последовательно соединенные усилитель 13 несущей частоты, вход которого подключен к выходу первого сумматора, первый квадратор 14 второй сумматор 15, .избирательный уси."литель частоты коммутации 16 симхронный выпряиитель 17, клоч 18, элемент:памяти 19, измерительный прибор ЕО,последовательно соединенные днФФерен";циатор 21 и второйквадратор 22, вклюценные;меащу выходом, усилителя несу" щей частоты и вторым сумматором, ы" следовательно соединенные диФференциальный усилитель 23, клоч 2 й и эле" мент памяти 25, выход которого под" ключен к управляющему входу упраФляеизго делителя напряжения 26, источникопорного напряжения 2, подклоченный к второму входу дйфференциальиого усилителя, первый вход которого под" кпючен к выходу синхронного выпрямителя, триггерный делитель частоты 28, один выход которого подключен к уп" равляющнм цепям коммутатора и синхронного выпрямителя, а второй выход 1 противоФезный" к входу управляемо- го делителя частоты, а .вход - к .выхо-,ду второго избирательного усилителя,а также делитель частоты 29,. входкоторого поДклочен к выходу триггер"ного делителя частоты 28,. а выход куправляющим входам клочей: перво"го 5, второго б, третьего 18 и чет"вертого 24.Устройство работаетследуюцим образом. Генератор 1 синусоидальных сигнапов питает последовательно соединенные генераторную петлю 2 и первичнуюобмотку вариометра 3 током заданнойчастоты, который создает первичноемагнитное поле. Иаводимый навторич-.ной обмотке. вариометра 3 сигнал8 го усилителя 11, пропорционален квад"ратурной компоненте сигнала на выходе избирательного усилителя 7, Выделенный на вь 1 ходе синхронного выпрямителя сигнал постоянного тока, пропорциональный величине квадратурнойкомпоненты, обусловленной паразитными наводками, поступает на первыйвход дифференциального усилителя 23,на второй вход которого подается на"пряжение постоянного тока от источника опорного напряжения 27,Усиленный разностный сигнал с выхода дифференциального усилителя 23через замкнутый ключ 21 и элемент памяти 25 подается на управляющий входуправляемого делителя напряжения 26,через который с второго выходпротивофазного первому ) триггерного делителя частоты 28 на третий вход сумматора 15 подается напряжение частоты коммутации, компенсирующее сигналогибающей, обусловленной паразитнымисвязями и наводками.В результате этого выходное напряжение постоянного тока синхронного выпрямителя, обусловленное паразитными наводками, уменьшается довеличины, определяемой погрешностьюнекомпенсации цепи с замкнутои обратной связью, состоящей из дифференциального усилителя 23, кгюца 21, элемента памяти 25, управляемого дели-.теля напряжения 26. 7 99899 представляет собой сигнал только от .первичного магнитного поля тока гене" ратора. Принимаемый измерительной петлей ч сигнал представляет собой сумму сигналов первицного магнитного поля и вториЧного магнитного полл вихревых токов, возникающих в прово. дящих неоднородностях. сигнал вторичной обмотки вариометра 3 подаетсл на избирательный усилитель 11, а за тем через квадратурный фаэовращатель 12 - на второй вход сумматора 10. 8 исходном состоянии управля" ющим сигналом с выхода делителя час," тоти 29 размыкаются ключи 5 и 18 и 15 замыкаются ключи 6 и 24, В этом случае отключается от избирательного усилителя 7 сигнал встречно включенных измерительной петли и выходной обмотки вариометра, а вход согласующе о го каскада избирательного усилителя 7 эаземляется . Тогда, если нет паразитных наводок через емкостные, индуктивные связи и связи по сторонним проводам и цепи питания с выхода иэ- уЗ бирательного усилителя 11 на избирательный усилитель 7, выходной сигнал коммутатора 9 равен нулю и на выход сумматора .10 проходит только сигнал ,с выхода квадратурного фазовращате- Зр ля 12, в котором отсутствует амплитудная модуляция, Этот сигнал усиливается усилителем 13, детектируется детектором, состоящим из квадратов 11 и 22 дифференциатора 21 и сумиатоИ ра 15. В этом случае отсутствует сигнал коммутации на входе усилителя частоты коммутации 16 и сигнал на выходе синхронного выпрямителя 17 равен нуло.48Бсли иэ-за паразитных наводок и связей на выходе избирательного усилителя 7 есть сигнал рабочей частоты, содержащий квадратурную составляющую, по отношению к выходному сигналу из 45 бирательного усилителя 11, то он поступит на инвертор 8, входной и выходной сигналы которого периодически коммутируются коммутатором 9 и образуют на его выходе балансно-модулированный сигнал. Этот сигнал подается на первый вход сумматора 10. В результа" те этого на выходе сумматора 10 о первый полупериод коммутации образуется сумма, а во второй - разность выходных сигналов коммутатора 9 и квадратурного фазовращателя 12.Коэффициент амплитудной модуляции выходного сигнала, сумматора, измеряемый в дальнейшем с помощью усилителя 13 несущей частоты, дифференциа"тора 21, квадратов 11 и 22, сумматора 15, избирательного усилителя цас"тоты коммутаций 16 синхронного выпрямителя 17, управляемого сигналомтриггерного делителя частоты, запус" каемым сигналом с выхода избирательно После этого выходным сигналом делителя частоты 29 замыкаются ключи 5 и18, а размыкаются ключи 6 и 21. Втом случае сигнал со встречно-последовательно включенных измерительнойпетли Й и вторичной обмотки вариометра 3, подается на вход избирательного усилителя 7,Элемент памяти 25 после отключения ключа 2 ч сохраняет неизменнымнапряжение на управляющем входе управляемого делителя напряженил 26,обеспечивая компенсацию влияния внутренних паразитных связей и наводокна результат измерения, Измеряемыйвыходной сигнал избирательного усилителя 7 подается на инвертор 8. д оц9 - , 998994, 1 Оной и выходной сигналы которого пе" . сигналов с генераторной петлей, вариориодически коммутируются коммутато" метр с первичной и вторичной обмотка-ром 9 управляемым как и синхронный ми, первая иэ которых соединена повыпрямитель, выходным сигналом,триг- следовательно с генераторной петлей,герного делителя частоты 28, и обра- з а противоположные концы обоих соеди" эуют на выходе, коммутатора 9 баланс-.неныс генератором синусоидалъных но-модулированный сигнал.сигналов, измерительную петлю, совмеВыходиой сигнал коммутатора 9 по- щенную с генераторной петлей и. вкло".м1.дается на второи вход сумматора. 1 О, ченную встречно-последовательно с вы- В результате этого на выходе сумма ходом вторичной обмотки варионетра тора 10 образуется в первый полупе" первый измерительный усилитель, со-риод коммутации сумма, а во второй - единенный выходом с входом инверторазность входных сигналов. Часть ко- ра, вход и выход. которого подключены эффицнента амплитудной модуляции вы- к соответствующим .входам коммутатора, ходного-сигнала сумматора 10 пропор- И первый сумматор, один вход которого циональна измеряемой квадратурной ком- подключен к выходу коммутатора, втопоненте сигнала измерительной петли. , рой избирательный усигитель, соединен-Сйгнал частоты коммутации, прапор-ный входом непосредственно с точкой циональный этой части коэффициента . соединения концов измерительной петмодуляции, выделяется на выходе сум ли и вторичной обмотки вариометра, матора 15, усиливается избирательным квадратурный фазовращатель, вход ко- . усилителем 16 и выпрямляется синхрон- торого подключен к выходу второго из ным выпрямителем, бирательного усилителя, а выход " к .Выпрямленный сигнал через клюц 18второму входу первого сумматора, по" подается на элемент памяти 19 и из- М следовательно соединенные усилитель меряется измерительным прибором 20. . напряжения несущей цастоты, вход ко- .После .этого цику повторяется вновь, . торого подключен к выходу первого, Таким образом, введение в-устрой- сумматора, первый квадратор, второй ство управляемого делителя напряже- сумматор, избирательный усилитель ния четырех ключей, дифференциаль- з 6 напряжения частоты коммутации,.сикх" ного усилителя, источника опорного ронный выпрямитель, последовательно напряжения, двух элементов памяти включенные дифференциатор и второй позволяет существенно снизить по-. .квадратор, включенные между выходом гревность нуля ус 1 ройства и благодаря усилителя напряжения несущей частоты этому повысить чувствительность и точ- и вторым входом второго сумматора, ность измерений. А это, в своа оче- измерительный прибор, а также тригредь, повышает глубинность поисковых герный делитель частоты, выход кото" работ при геофизических исследова- ; рого подключен к управляющим цепям ,ниях. коммутатора и синхронного выпрямителя,Так относительный порог чувстви- ;а вход - к выходу второго избирательтельности известного устройства со-нога усилителя, о т л и ч аю щ е е- ставляет примерно ( 3"5 ) 10 от уровня с я . тем, что, с целью повьвения чувпервичного магнитного поля. В предла- ствительности и точности измерений, гаемом устройстве относительный порог в него введены управляемый делитель чувствительности может быть снижен напряжения; вход которого соедйнен до уровнй 1 10 , определяемого внут- с вторымпротивофазнымвыходом4ренними шумами элементов и узлов.уст" . триггерного делителя частоты, авы- роиства. Возможность измерять е пять ход подключен к третьему входу вто" раэ более слабые сигналы позволит уве" рого сумматора, последовательно соличить размер квадрата петель с .единенные первый и, второй ключи при"2.36Э 200.х 200 м до 500 х 500 м . А так. чем выход первого ключа подключен к как глубинность исследований определя" входу первого избирательного усилите- : ется размером стороны квадрата петли, ля, вход первого ключа соединен с вы"то возможная глубина исследований мо- ходным концом измерительной петли, а жет быть доведена до 500 м. выход второго клаца заэемлен, после"довательно соединенные источник опорЗВФор у. зобретения . ного напряжения дифференциальный уси"Формула изоб етенияУстройство для геоэлектроразведки, литель, третий ключ и первый элемент содержащее генератор синусоидальных памяти, выход которого подключен к11 998994 . 12 .управляацему входу управляемого дели- делителя частоты, а выход - к управллтеля напряжения, а другой вход диф- ющим входам первого, второго, треференциального усилителя подключен к тьего и четвертого ключей, выходу синхронного выпрямителя, последовательно соединенные четвертыйИсточники информации, ключ, вход которого соединен с выхо- принятые во внимание при экспертизе домсинхронного выпрямителя, и вто-: 1, Авторское свидетельство СССР рой элемент памяти, выход которого М 661473 кл. 6 01 Ч 3/06, 1976. подключен к измерительному прибору, 2. Авторское свидетельство СССР а также делитель частоты, вход кото- ф У .807190, кл6 0 1 Ч 3/12, 1979 рого подклочен к выходу триггерного (прототип). ВНИИПИ Заказ 1150/ Тираж 708 Подписное Филиал ППП "Патен г.ужгород,ул.Прое ная,4

Смотреть

Заявка

3343381, 29.09.1981

ЛЬВОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМ. ЛЕНИНСКОГО КОМСОМОЛА

БУЧМА ИГОРЬ МИХАЙЛОВИЧ, ДУДЫКЕВИЧ ВАЛЕРИЙ БОГДАНОВИЧ, ЧУНЫС ЕВГЕНИЙ ТЕОДОРОВИЧ

МПК / Метки

МПК: G01V 3/06

Метки: геоэлектроразведки

Опубликовано: 23.02.1983

Код ссылки

<a href="https://patents.su/6-998994-ustrojjstvo-dlya-geoehlektrorazvedki.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для геоэлектроразведки</a>

Похожие патенты