Устройство для геоэлектроразведки

/О овател ойпе пнг эл по мес емых, Целпомехозащилей стано иство содержит диненные прием иде неполяризу 1 ции. Устр тельно со ненныи ОЕ я ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ГЕОЭЛЕКТРОРАЭ ВЕДКИ(57) Изобретение относится к геоектроразведке по методу вызванн и и предназначено для поисождений полезных ископаизобретения - повьпнепие щенности при едзучепии поления вызванной поляриза- последоваНИК ЕЗЫПОЛэлектродов, уси.итель, послед но соединенные аналого-цифров р образователь, регистратор, последовательно сое;111 ненные узе(ополоспы 11 фильтр, нуль-орган, схему синхронизации, а также генераторный блок, дополнительный приемник, выход которого подключен к входу узкополосного фильтра, а также посгедовательно сое динееп 1 ые блок памяти, цпфроаналоговый преобразователь, ключ и вычитающая схема, второй вход которой подключен к выходу усилителя, а выход к входу аналого-цифрового преобразователя, при этом 11 н 111 ормацион 11 ыц вход б 11 ока пс 1 мяте 1 подклю 1 ее 1 к выходу ана лого-цифрового преобразователя, а вход записи, считывания и адресный вход блока памяти подключены соответственно к второму, третьему и чет вертому выходам схемы синхро а дополнительный вход аналог вого преобразователя - к втор выходу схемы синхронизации, 1 з.п. ф-чы, 4 у 11О 5 20 25 4 О Изобретение относится к техничес- кой физике, а конкретнее к геоэлектроразведке по методу вызванной поляризации (ВП), предназначено для поисков месторождений полезных ископаемых и может быть применено для структурно-геологического картирования, изучения водно-Физических свойств при гидрогеологических изысканиях и подготовки земель к мелиорациям.1 Цель изобретения - повышение помехозащищенности при изучении полей становления вызванной поляризации.На фиг,изображена структурная схема предлагаемого устройства", на Фиг,2 - структурная схема блока памяти; на фиг,3 - структурная схема схемы синхронизации; на Фиг,4 эпюры сигналов, поясняющие работу предлагаемого устройства.Устройство для геоэлектроразведки содержит последовательно соединенные приемник 1, выполненный в виде неполяриэующихся электродов, усилитель 2, последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь 3, с внутренней схемой управления, регист. ратор 4, последовательно соединенные узкополосный фильтр 5, нуль-орган 6, схему 7 синхронизации, а также генераторный блок 8 при этом первый выход схемы 7 синхронизации подключен к управляющему входу аналого-цифрового преобразователя 3, регистратора 4 и запускающему входу генераторного блока 8.Устройство содержит также дополнительный приемник 9, выполненный в виде разомкнутой линии (антенны), выход которого подключен к входу уз кополосного Фильтра 5, а также последовательно соединенные блок 10 памяти, цифроаналоговый преобразовательключ 12 и вычитающую схему 13, второй вход которой подключен к выходу усилителя 2, а выход - к входу аналого-цифрового преобразователя 3, при этом информационный вход блока 10 памяти подключен к выходу анапого-цифрового преобразователя 3, а вход записи, вход считывания и адресный вход блока 10 памяти подключены соответственно к второму, третьему и четвертому выходам схемы 7 синхронизации. При этом управляющий вход ключа 12 подключен к первому выходу схемы 7 синхронизации, а дополнительный вход аналого-цифрового преобразователя 3 - к второму выходу схемы 7 синхронизации,Блок О памяти содержит последовательно включенные сумматор 4, модуль 15 памяти, регистр 6, а также элемент 17 задержки и двухвходовуюсхему ИЛИ 18, при этом выход регистра,служащий выходом блока 10 памяти,подключен к второму входу сумматора14, первый вход которого служит информационным входом блока 10 памяти.Вход считывания модуля 15 памяти подключен к выходу двухвходовой схемыИЛИ 18, первый и второй входы которойслужат соответственно входом считывания и входом записи блока 10 папяти, а вход записи модуля 15 памяти электрически связан через элемент 17 задержки с входом записи блока 10 памяти, при этом адресный вход модуля 15 памяти служит адресным входом блока 1 О памяти.Схема 7 синхронизации содержит два П-триггера 19 и 20, три схемы И 21-23, два счетчика 24 и 25, ждущий мультивибратор 26, генератор 27 импульсов дискретизации, инвертор 28 и схемы ИЛИ 29, при этом схема ИЙ 1 29, счетчик 24, ждущий мультивибратор 26 и счетчик 25 соединеныпоследовательно. Выходы П-триггеров19 и 20 подключены соответственнок первым входам схем И 21 и 22, втопые входы которых подключены к выходу генератора 27 импульсов дискретизации, а выходы - к входам схемы ИЛИ 29, Выход ждущего мультивибратора 26 подключен к входу установки в "0" П-триггера 19, а выход счетчика 25 подключен к П-входу Р-триггера 20 и входу инвертора 28, выход которого подключен к Р-входу П-триггера 19,Вход установки в ",0" счетчика 24 соединен с выходом схемы И 23, первый вход которой подключен к выходуП-триггера 20, а второй вход схемыИ 23 и синхронизирующие входы П-триггеров 19 и 20 соединены и служат входом схемы 7 синхронизации,Выходы П-триггера 20, схемы И 21 и 22 и кодовый выход счетчика 24 служат соответственно первым, вторым, третьим и четвертым выходами схемы 7 синхронизации.На фиг. 4 приведены сигнал 30 на входе приемника 1, сигнал 31 на входе дополнительного приемника 9, сиг 1.33070цал 32 на выходе узкополосного Фильтра 5, импульсы 33 на выходе нуль-Органа 6, импульсь 1 34 на втором выходе схемы 7 синхронизации, импульсы 35 ца выходе ждущего мультивибратора 26, сигнал 36 на перВом выходе схемы 7 синхронизации, импульс 37 поляризуюшего тока, импульсы 38 на третьем выходе схемы 7 синхронизации и сигнал 39 на выходе .цифроаналого- О вого преобразователя 11.Устройство для геоэлектроразведки работает следующим образом.Перед началом воздействия на исследуемую среду импульсом поляри зующего тока ца входе приемника 1 действует стационарная гармоническая помеха (эпюра ЗО, моменты времени) и на входе дополнительного оприемника 9 также действует стацио нарная гармоническая помеха (эпюра 31) причем помехи на входах приемника 1 и дополнительного приемника 9 отличаются уровнем, Фазой, спектральным составом, однако обе оци соцержат в частотном спектре первую гармонику, уровень которой имеет наибольший вес в спектральном составепомехи,Сигнал 30 помехи, принятый прием ником 1, усиливается усилителем 2 и через вычитающую схему 13 поступает на аналого-цифровой преобразователь 3.Сигнал 31 помехи, принимаемый дополнительным приемником 9, поступает на узкополосный Фильтр 3, который выделяет первую гармонику стационарной гармонической помехи (эпюра 32), Нуль-орган 6 под воздействием сигнала 32, в моменты его 40 перехода через нуль, вырабатывает импульсы 33, период которых равен периоду стационарной гармонической помехи. С помощью сигнала ЗЗ в момент 1запускается схема 7 синхронизации,на выходах которой вырабатываютсясинхроцизирующие сигналы.С первого выхода схемы 7 синхронизации в период временипоступает сигнал 36, который блокирует по управляющему входу запусканалого-цифрового преобразователя 3от внутренней схемы управления, блокирует работу регистратора 4, размыкает ключ 12, а также не разрешаетзапус гецераторного блока 8,На втором выходе схемь 1 7 синхронизации вырабатываются импульсы 34 запуска, с помощью которых запускает ся аналого-цифровой преобразователь 3, осуществляющий кодирование помехи 30, принимаемой приемником 1.оцифрованные выборки помехи записыва 1 отся в блок 10 памяти, синхронизация записи осуществляется импульсами 34, поступающими с второго выхода схемы 7 синхронизации на вход записи блока 10 памяти, а адреса запцси определя 1 отся сигналом на четвертом выходе схемь 1 7 синхронизации.Длительность Т цикла кодирования сигнала помехи задается схемой 7 синхронизации и определяется выраже Ы 1 Е МТ =Т +11",к игде Т - период стационарной гармо 1 П 1 ЧЕСКОЙ ПОМЕХИь. - Максимально возможная велич 1 гца увеличения длительности периода помехи.Таким образом, за время длцтель 11 ости Т кодирования периода помехи1в блоке 1 О памяти записывается реалпзацця периода стационарной гармоццческой. помехи,С пел 1.,1 о исключения влияния ими г 511. СП 1.1 х помех ц блоке 1 О памяти Осу 1:1 ествля ется 11 якопление Гп периодов реа;П 1 заццй сц 1 ца 11 а 30, принимаемого приемником 1 с последующим усредцецпем. С этой целью под воздействием импульсов 33 в моменты 1,.1,1 Осуще ствл 5110 т ся Очередные 3 апу ски схемы 7 синхронизации, под воздей- ствием выходных сигналов которой работа узлов устройства повторяется.После того, как в блоке 10 памяти получена усредненная реализацця помехи, в момент с,п на первом выходе схемы 7 синхронизации устанавливается высокий уровень (эпюра 36), с помощью которого разблокируется аналого-цифровой преобразователь 3 по управляющему входу, разблокируется регистратор 4 по управляющему входу, замыкается ключ 12 и запускается генераторць 1 й блок 8, который вырабатывает импульс поляризующего тока(эпюра 36).С момента времени Т 1 ца входе приемника 1 присутствует аддитивцая смесь стационарной гармонической помехи и полезного сигнала, обусловленного действием импульса поляри 1233070зующего тока, а на входе дополнительного приемника 9 присутствует, какпрежде, сигнал 3 стационарной гармонической помехи,5Под воздействием импульсов 38,поступающих с третьего выхода схеМы7 синхронизации, осуществляется считывание усредненной реализации помехи, хранящейся в блоке 1 О памяти, Окоторая с помощью цифроаналоговогопреобразователя 11 преобразуется ваналоговый сигнал (эпюра 39) и череззамкнутый ключ 12 поступает на первый вход вычитающей схемы 13, С помощью последней осуществляется вы- .читание из аддитивной смеси стационарной гармонической помехи и полезного сйгнала усредненной реализациипомехи хранящейся в блоке 10 памяти.Таким образом, на вход аналогоцифрового преобразователя 3 поступает сигнал, "очищенный" от стационарной гармонической помехи, Аналого-цифровой преобразователь 3 осуществляет кодирование сигнала, который затем регистрируется регистратором 4Управление, работой аналого-цифрового преобразователя 3 осуществляет внутренняя схема управления. Накопление реализаций помехи асуще твляется в блоке 10 памяти следую щим образом,Импульс записи (эпюра 34), пришедший на вход записи блока 10 памяти,поступает через схему ИЛИ 18 на входсчитывания модуля 15 памяти, иэ кото-ф 0рого в регистр 16 заносится результат предыдущего накопления.Очередная выборка помехи поступает на первый вход сумматора 14, гдеосуществляется суммирование с резуль-"5та"ом предыдущего накопления, поступаюцего с выхода регистра 16, Результат суммирования под воздействиемимпульса записи, прошедшего черезэлемент 17 задержки на вход записи 50модуля 15 памяти, записывается последнийВ режиме считывания усредненнойреализации помехи вод воздействиемимпульса считыванйя (эпюра 38), поступающего на вход модуля 15 памятичерез схему ИЛИ 18 с входа считывания блока 10 памяти, очередная выбор ка считывается в регистр 6, откудапоступает на выход блока 10 памяти.Усреднение накопленных реализаций помехи осуществляется путем выбора числа в накоплений согласноКвыражению ш 2 , где К - целое положительное число, Тогда операцияусреднения (деление на э) выполняется путем отбрасывания К младших разрядов выходного кода, снимаемого срегистра 16,Схема 7 синхронизации работаетследующим образом,В начальный момент времени Р-триггера 19 и 20 и счетчики 24 и 25 обнулены, а на первом выходе схемы 7синхронизации присутствует низкийуровень,Импульс, пришедший в момент с,(эпюра 33) на вход схемы 7 синхронизации, устанавливает Р-триггер 19в единичное состояние, который своимвыходом открывает схему И 21 для прохождения импульсов дискретизации(эпюра 34), вырабатываемых генератором 27 импульсов дискретизации.Импульсы 34 дискретизации поступают через схему И 21 на второй выходсхемы 7 синхронизации и на счетныйвход счетчика 24, Выходной код последнего поступает на четвертый выходсхемы 7 синхронизации и определяетадрес при записи информации в блоке10 памяти.После того, как на вход счетчика24 поступит а импульсов 34 дискретизации, он вырабатывает импульс переполнения, которым запускается ждущий мультивибратор 26, Импульсами35 на выходе ждущего мультивибратораустанавливается в "0" В-триггер 19,а счетчик 25 увеличивает свое состояние на единицу,На этом заканчивается цикл записиодного периода реализации стационарной гармонической помехи в блок 10памятиЕмкость и счетчика 24 выбираетсяиз выраженияп= г (ТддТ),где Г - частота импульсов дискретизации,а емкость счетчика 25 равна числу ьнакоплений,С приходом очередного импульса(эпюра 33) на вход схемы 7 синхронизации в момент сэ работы последне10 15 30 45 го повторяется, а в блоке О памятиосуществляется накопление периодареализации стационарной гармонической помехи,После того, как пройдет В накоплений периода реализаций помехи,на выходе счетчика 25 появится единичный уровень.Очередной импульс 33 в моментвремени ьна выходе схемы 7 синх 1 пф 1ронизации установит 0-триггер 20 вединичное состояние. При этом, напервом выходе схемы 7 синхронизациипоявляется управляющий сигнал высокого уровня (эпюра 36) и открывается схема И 22, пропуская импульсыс выхода гейератора 27 на третий выход схемы 7 синхронизации (эпюра39), с помощью которых начинаетсясчитывание усредненной реализациистационарной гармонической помехи.Импульсы с выхода схемы И 22 поступают также через схему ИЛИ 29 насчетный вход счетчика 24, выходнойкод которого поступает на четвертыйвыход схемы 7 синхронизации и определяет адреса считывания выборокусредненной помехи из блока 10 памяти.Синхронизация начала считыванияпериода усредненной помехи осуществляется начальной установкой счетчика 24 в нулевое состояние импульсами 33, проходящими с входа схемы7 синхронизации через открытую схему И 23 на установочный вход счетчика 24,формула изобретения 1, Устройство для геоэлектроразведки,содержащее последовательно соединенные приемник, усилитель, последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, регистратор,последовательно соединенные узкополосный фильтр, нуль-орган, схемусинхронизации, а также генераторный блок, при этом первый выход схемысинхронизации подключен к управляющему входу аналого-цифрового преобразователя, регистратора и запускающему входу генераторного блока, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения помехозащищенности,в нее введены дополнительный приемник, выход которого подключен к входу узкополосного фильтра, а такжепоследовательно соединенные блок памяти, цифроаналоговый преобразователь,ключ и вычитающая схема, второй входкоторой подключен к выходу усилителя,а выход - к входу аналого-цифровогопреобразователя, при этом информационный вход блока памяти подключенк выходу аналого-цифрового преобраэователя, а вход записи, вход считы"вания и адресный вход блока памятиподключены соответственно к второму, третьему и четвертому выходамсхемы синхронизации, при этом управляющий вход ключа подключен к первому выходу схемы синхронизации, адополнительный вход аналого-цифрового преобразователя - к второмувыходу схемы синхронизации,2, Устройство по п.1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что блок памяти содержитпоследовательно включенные сумматор, модуль памяти, регистр, а также элемент задержки идвухвходовую схему ИЛИ, при этомвыход регистра, служащий выходом блока памяти, подключен к второму входу сумматора, первый вхоц которогослужит информационным входом блокапамяти, вход считывания модуля памяти подключен к выходу двухвходовойсхемы ИЛИ, первый и второй входыкоторой служат соответственно входомсчитывания и входом записи блока памяти, а вход записи модуля памятиэлектрически связан через элемент задержки с входом записи блока памяти,при этом адресный вход модуля памятислужит адресным входом блока памяти.1233070 ЗО г и 39 З Юб 37 ЗВ Составитель И,АбрамоваРедактор И.Дербак Техред О.Сопко Корректор А,обр Зака 764(46 . Тираж 7 НИИПИ Государствен по делам изобретен 13035, Москва, ЖПодписи комитета ССС открытий ушская на