Устройство для электроразведки

О П И С А Н И Е938233ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(51)М. Кл. С 01 М Э(12 с присоединением заявки М(23) Приоритет Ъоударстаиай комитет СССР по делам изобретений н открытий(5 ая сопоставленияенного и принятопти с оответстцуюде 5 Го в ос- щ мосе. пИзвестна геофи кая система, содер- с жащая антенну, пр о-передающую си- об1 О стему, импульсный генератор, ограничитель сигнала 1 бОднако эта система имеет ограничен- в ные возможности, так как на основе ана- щ лиза отраженных сигйалов позволяет лишь е15 отслеживать профиль подземного рельефа, не обеспечивая при этом определение ни свойств залегающего там вещества, наприемер, его магнитной проницаемости, . деИзвестен снссоб и реализу 1 ощее его гоустройство геоэлектроразведки, предназначенные для радиоволнового просвечив и ния земли, Устройство содержит антенну, н антенный переключатель, усилитель мощзичес ие ми а 1Изобретение относится к устройствам для определения свойств труднодоступных обьектов по отраженным от них электромагнитным сигналам и может быть использовано при создании систем для. опреления магнитной проницаемости вещес а обьектов в земле, воде, воздухе и к ности,: амплитуднс-фазсвый измеритель, генератор гармонического сигнала, задающий генератор.Устройство на основаамплитуды и фазы излучсигналов и при пали"ей методики интерпретации результатов озволяет с определенной достоверностью удить о наличии аномалии в зоидируемойласти земли с 23.Однако к недостатку известного спосоа и устройства следует отнести отсутстие возможности определения свойства веества выявленной аномалии, например, го магнитной проницаемости.Наиболее близким тезническим рещеем к .предлагаемому изобретению являтся устройство для электроразведки, со ржащее последовательно соединенные . одулятор, задающий генератор, усилитель ощности излучаемых импульссв, щйемозлучаюшую антенну и.приемник отраженого сигнала, а также регистратор и блок бработки отраженного сигнала путем срагде фас с максимальное значение амплитуды излучаемого сиг- цнала- круговая частота излучаемого сигнала- декремент зтухания излучаемого сигнала;45 - декремент затухания отраженного сигнала отслоя среды;- интервал времени с момента излучения сигналадо момента его приема от1 -СЛОЯ СРЕДЫ:.- скорость распространениясижала в 1 -слое средь - коэффициенты пропорциональностн, зависяшие от магнитной проницаемости среды ее ироизводной и . 3 03823внения фазы отраженного сигнала с фазойморулирующего сигнала умноженной частоты 31.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет каличественного оцррделения ма гнитной проницаемости исслеруемых многослойных обьектов, а также расширение области приме, нения устройства за счет использсванияе 1 о для разведки объектов, находящихся в 1 оземле, в воде и в космосе.Поставленная цель достигается тем,что в устройство для электроразведкисодержащее последовательно соеасиенныемодулятор, задающий. генератор, усилитель 15Мощности излучаемых импульсов прие мо-излучаюшую антенну и приемник отраженного сигнала, а также регистратор,дополнительно введены два генератора пилообраеного напряжения, два блока дифференцирования четыре блока сложения,шесть блоков умножения, четыре блокаделения блок вычитания, блок инвертирования четыре блока вырэления максимума, источник сигнала, пропорционального 25величине магнитного поля земли, источник единичного сигнала четыре нуль-оргаиа, схему совпадения, два блока иэвм чения квадратного корня, блок переключения,управляемый генератор косинусоидального .зоЪапрякения и пять блоков формированияфункций-а и ехр-(РРЦ,ехРь.ч;)Р= -сп,35а34 " 4 "Ф дЬ 3 4скорости распространения изученного сигнала вЬ , среде-- производные к-го поряд 3 ка отрачсенного от средыКсигнала;п -.число слоев среды с различными диэлектрическими и магнитными свойствами, причем вход первого блока дифференцирования соединен с выходом приемника отраженногосигнала, а его выход - с пер вым входом первого блока сложения, выход которого соединен с входом первого блока выделения максимума, а второй вход - с выходом первого блока умножения, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами блока формирсвания функции (-с 1 мцкссо" х Ехр -Ь1) и управляемого генератора косинусоидального сигнала, входы которых соединены с выходом первого генератора пилообразного напряжения, выход первого блока сложения соединен также с входом второго блока дифференцирования первый, второй и третий выходы которого соединены с входами второго, третьего и четвертого блоков выделения максиМума, выходы которых соответственно соединены с первыми входами блоков формирования функций Р Р и Р первый вход блока форьпсрсвания функций Р подключен к выхопу первого блока выделения максимума, вторые входы блоков формирования функций Р, РРР 4 соединены между собой и подключены к выходу первого блока деления, первый вход которого соединен с выходом блока вычитания, а его второй вход соединен с выходом второго блока сложения, первый вход которого соединен с первым входом блока вычитания и выходом источника единичного сигнала, а второй вход второго блока слржения соединен с вторым входом блока вычитания и выходом первого блока извлечения квадратного корня, вход которого подключен к выходу третьего блока слскения соединенного первым входом с выходом второго блока умножения, и вторым входом - с выходом источника единичного сигнала, первый вход второго блока умножения соединен с выходом источника сигнала, пропорционального величине магнитного поля земли, а второй вход - с выходом второго блока деления, третьи входы блоков формирования функций Р,1 Р Р,Р 4 соединены между собой л с выходом третьего блока умножения, первый вход которого подключен к5 938 выхоцу третьего блока пеления, в второй вход - к выходу блока формирования функ-Ь. Ф.,Ч.ции,), вхоц которого соецинен с выхацом блока инвертировании, поцключенного вхоцом к выходу четвертого блока умножения, первый вход которого соединен с первым вхоцом третьего блока деления и выходом пятого блока умнскения, первый вхоц которого сое цинен с выходом второго генератора пилообразного напряжения, а второй входс выходом четвертого блока деления, первый вход которого соэцинен с вькоцом второго блока извлечения квадратного 1 ф корня, второй вход третьего блока целения поцключен к выхоцу источника единичного сигала, выходы блоков формирования функций Р, Р, Р, Р соегигнены соответственно с первым, вторым, тре- О тьим и четвертым входами блока переключения, первый выход которого соединен с первым входом четвертого блока сложе ния, с входом второго блока извлечения корня квадратного и первым входом второЛ го блока деления, второй выход блока переключения соединен с.первым вхоцом шестого блока умножения, соединенного .вторым входом с выходом источника сигнала, пропорционального величине магнитного поля земли и вторым входом второго блока деления, третий выход блоке переключения соединен с вторым входом четвертого блока деления, четвертый выхоц блока переключения соединен с вторым входом четвертого блока умножения, выход гнестого блока умножения соединен с вторым вхоцом четвертого блока сложения, втоц которого подключен к первому входу реЪстрвтора, второй вход которого соединеиш с выходом/схемы совпадения, первый, вто рой, третий и четвертый входы которой.со ецинены соответственно с выходами первого, второго, третьего и четвертого нуль-органов, входы которых соответствена но соединены с вьгхоцвми блоков формирования функций Р 1, Рг 1, РЗ, и Р 4На чертеже приведена структурная схема устройства цля электрораэведки.Устройство цля злектрораэвецки соцер- жит 4 приемоиэлучающую антенну 1 с антенным переключателем, усиагтель мяцности 2 излучаемого сигнала, зацвгощий генератор 3, модулятор 4, приемник 5 отракенного сигнала, первый генератор пилообраэ ного напряжения 6, первый 7 и второй 8 блоки дифференцирования, первый 9, второй 10, третий 11, четвертый 12 блоки сло-жения, первый 13, второй 14, третйй 15 233 6четвертый 16, пятый 17 и шестой 18блоки умножения, первый 19, второй 20,третий 21, четвертый 22 блоки целення 1блок 23 вычитания, блок 24 инвертирования, первый 25 и второй 26, третий 27,четвертый 28 блоки выделения максимумавторой генератор 29 пилообразногонаггрккения, источник 30 сигнала, пропорционального величине магнитного поля земж, источник 31 епиничного сигнала, первый 32, второй 33, третий 34,четвертый 35 нуль-органы, схему совпапения 36, блоки 37 формирования функр%1ций (,-бщццоЕ ) Р -38, Р,-6Р 40, Р 41, (Е ), - 42,управляемый генератор . 43 косинусоицвльного напряжения, первый 44 и второй45 блоки извлечения квацратного корня,блок 46 переключения и регистратор 47.Работа устройства цля электроразвецкиосуществляется следующим образом.Выход приемника 5 отраженного сигнала соединен с вхоцом первого блока 7пифференцирования, его выход - с первым входом первого блока 9 сложения,второй вход которого поцключен к выхоцу первого блока 13 умножения, а выходсоединен с вхоцом первого блока 25 выделения максимума, и входом второгоблока дифференцирования 8, первый, второй и третий выхоцы которого соединенысоответственно с входами второго. 26,третьего 27, и четвертого 28 блоков вы-деления максимума, выхоц первого гене. ратора пилообразного напряжения 6 сое-ддгни:1 свщ ОЕ ) ) и Ьхоцомуправляемого генератора 43 косинуссецажного напряжения, выходы которых соеРииены соответственно с первым и вторым входами первого блока 13 умножения, первые входы блоков 38, 39, 40,41 формирования функций Р Р, Р, Рсоединены соответственно с выходамиблоков 25, 26, 27, 28 выйеления максимума, вторые обьециненные входы блоков : 38-41 соеганены с вьвоцом первого блов рэжния 19, первый вхоц которого соединен с выходом блока 23 вычитания, аего второй вход- с выхоцом второгоблока 10 сложения, . первые вхоцы .блоков 23 и 10 соединены с выходом источника 31 единичного сигнала, а его втоььуз вхоцы - с выхоцом первого блока 44 извлечения кввцрвтного корня,;вхоц которого соединен с выхоцом третье9 9382 в блоке 13, а алгебраическая сумма результата перемножения с производной, полученной в блоке 7, определяют появление на выходе блока 9 сипд 1нала (,( 1 ), описываемого вышеприведенным выражением. Многократное дифференцирование этого сигнала в блоке 8 позволяет получить производные по времени д о / д 1 до шестойвключительно приапчем с первого, второго, третьего выходов 10 снимаются значения соответственно второй, четвертой и шестой производных. С помощью блоков 25-28 выделяются максимальные значения соответственно слоя.Сигнал пропорцисеальный скоростираспространения отраженного сигнала Чформируется на выходе блока 22.Получение сигнала, пропорциональногоР обеспечивается на выходе блока 15,благодарясоответствующей организации;связей между ойерационными и функциональными блоками 15,16, 17, 21, 22, 2524, 29, 42,Полученные сигналы - аналоги компонентов исходной системы уравнений подаются на входы функциональных блоков 3841, что позволяет на выходе этих блоков з 0. получать значения функций соответственноР Ро Р 44 при организации связеймежду известйыми оцерационными элементами внутри этих блоков в соответствии с.содержанием компонентов Я,фй, и структурой уравнений исходной сйстемы. В результате подача на входы блока 46 переключения, реализующего известный метод поиска корней уравнений задан 40 ного вида в автоматическом режиме значений Р, Р Р Р 4 на его выходах формируются значения величин.Искомая,К приобретает в процессе коенеисканйя истинное значение только тог 45 да когда закончен процесс решения всех уравнений исходной системы,. т.е. Р=Р= Р -- Р, = О. Зафиксировать такой факт пс: зволяют нуль-органы 32, ЗЗ, 34, 35, .вырабатывающие одиночные сигналы на . своих выходах, когда соответственно50 Р=О, Р=О Р -- О, Р 4=0. В момент, когда все Р =О, появляется сигнал на выходе схемй совпадения 36, воздействующий на управляющий вход55 регистратора, который и зарегистрирует значение искомой величины магнитной проницаемости 1-го слоя обьекта О 33 1 ООписанный процесс протекает аналогично при определении любого из 6 слоев вещества объекта.Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства для электрораэведки определяется. его новыми по сравнению ср известными аналогами функциональными возможностями по определению количественного значения одного из характерных физическихсвойств вецества исследуемого объекта - егр магнитной проницаемости и возможностью выполнения вновь введенныс блоков целиком на базе элементов вычислительной техники в том числе и с примененивм микросхем, что открывает возможности построения . малогабаритных мобильных и бортовых устройств для электроразведки. В основу работы предлагаемого ус ройства положены принципы, одинаково справедливые для процессов электроразведки в любой физической среде и комби-. нации сред, что позволяет значительно расширить область применения устройства для определения магнитной проницаемос ти вещества объектов, залегающих в земле, находящихся в воде, воздухе и космосе,ф ор мула изобретения Устройство для электроразведки содержащее последовательно соединенные модулятор, задающий генератор, усилителЬ мощности излучаемых импульсов,приемоиэ:лучаюшую антенну и приемник отраженного сигнала, а также регистратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет количественного определения магнитной проницаемости исследуемыхмногослойных обьектов а также расширения области применения устройства путем использ зования его для разведки объектов, находящихся в земле, в воде и в космосе, в него дополнительно введены два генерато- ра пилообразного,напржкения два блока дифференцирования, четыре блока сложе ния, шесть блоков умножения, четыре блока деления, блок вычитания, блок инвертирования четыре блока выделения максимума, источник сигнала, пропорциснального величине магнитного поля земли, источник единичного сигнала, четыре нуа органа, схему совпадения, два блока извлечения квадратного корня, блок переключения, управляемый генератор косинуЗакаэ 4455/70 краж 717 ное оектная,кал ППП "Патент жгороа,13 938233 14того блока сложения, с входом второго которого соединен с выходом схемы совблока иэвлечения квадратного корня и пер- падения, первый, второй, третий и четвервым входом второго блока деления, второй тый входы которой соединены соответственвыход блока переключения соединен с пер- но с вьжодами первого, второго, третьего вым входом шестого блока умножения, со- и четвертого нуль-органов, входы которых единенного вторым входом с выходом ис- соединены соответственно с выходами блоточника сигнала, пропорционального вели- ков формирования ункций Р Р, Р и Р+ чине магнитного поля эема, и вторымвходом второго блока деления, третий вы- . - . Источники информации,ход блока переключения соединен с вторымй принятые во внимание при экспертиэе входом четвертого блока деления, четвер. Патент США М 3806795,тый выход блока переключения соединен с кл. 324-6, опублвк. 1974.вторым входом четвертого блока умноже; Авторское, свидетельство СССР ния, вькод шестого блока умножения со- М 324602, кл. С 01 Ч 3/12, 1970.единен с вторым входом четвертого бло 3. Авторское свидетельство СССР ка сложения, выход которого подключен к М 344391, кл, Я 01 Ч 3/12, 1970 первому входу регистратора, второй вход (прототип).