Устройство для геоэлектроразведки

(71) Рязанский радиотехнический институт(54)(57) 1.УСТРОИСТВО ДЛЯ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ, содержащее измерительныйблок, включающий последовательноесоединение датчика поля вызваннойполяризации, стробирующего измерля, снабженного двумя управляющивходами, и регистратора, а такжегенераторное устройство, включаюпоследовательно соединенные задагенератор, делитель частоты, элетрически связанный с блоком упраляющих импульсов, первЫй выход крого подключен к управляющему вхкоммутатора, сигнальный вход и вкоторого соответственно подключек выходу источника тока и входутающего датчика, второй выход блуправляющих импульсов подключенпервому управляющему входу стробющего измерителя, причем блок упляющих импульсов содержит счетчипервый и второй дешифраторы, сигные входы которых подключены к входам счетчика,а выходы служат сответственно первым и вторым вьюми блока управляющих импульсов,л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повыщения производительнос него доммный ми и дву ема сов- ешифравочным рограм-ду задаектроразОг с 155 15 Метод прозации и его Сб, Метовып,26,фите. Устройство по п.1, о т л и ми ч а ю щ е е с я тем, что программный блок содержит первый, второй и щее третий дополнительные счетчики, п ющий вый и второй электрически управля к- преобраэователи кодовпервую и втов рую схемы сравнения кодов.и триггерс двумя установочными входами и двуоду мя выходами, причем первый и второй ыход ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ СЧЕТЧИКИ СОЕДИНЕНЫпоследовательно, кодовый выход каждо пи го из них через преобразователи кодаэлектрически связан с первыми вхок дами соответствующих схем сравнения иру кодов, второй вход первой иэ которых рав- служит втОРым вхоДом пРогРаммногоблока, а второй вход второй подклюналь чен к . кодовому выходу третьего до ы- полнительного счетчика, сигнальный о- вход которого служит первым входом ода- программного блока, а деблокирующий о т - вход третьего счетчика подключен кпервому выходу триггера, второй выход ти . которого служит первым выхоДом проер- емы ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИ АВТОРСКОМУ СВИД электрораэведочных работ, Ъполнительноо введены програблок, снабженный двумя входамя выходами, двухвходовая схпадения, а первый и второй дторы снабжены каждый блокировходом, причем первый вход пмного блока подключен к выхоющего генератора, второй блокк выходу счетчика, первый выход программного блока соответственно подключен к блокировочным входам первого и второго дешифраторов, второйвыход - к второму управляющему входстробирующегЬ измерителя, а электрическая связь делителя частоты и счечика выполнена посредством соединения выхода первого с первым входомсхемы совпадения, второй вход которой подключен к первому выходупрограммного блока, а выход - ксигнальному входу счетчика,11202 ббграмного блока, первый и второй входы триггера соответственно подключены к выходу первой схемы сравнениякодов и к точке последовательногосоединения сигнального входа первогодополнительного счетчика с соотнетИзобретение относится к технической физике, конкретнее к геоэлектрораэведке по методу вызванной поляризации (ВП), и преимущественно предназначено для решения задач поисковместорождений полезных ископаемых,структурно- геологического картиро.вания как в наземном, так и в скважном вариантах, также для изученияводно-Физических снойстн геологических образований аэрационногопояса при мелиорациях земель и приинженерио-геологических изысканиях,Известно устройство, состоящееиэ генераторного блока, включающегоисточник тока, контакторы и питающую линию, а также измерительногоблока, включающего приемную линию,и импульсный вольтметр 1 .Недостатками данного устройстваянляются низкие разрешающая способность и производительность исследовательских работ,Известно устройство, состоящееиэ генераторного устройства, включающего в себя источник тока, тиристорный коммутатор, блок управляющих импульсов и питающую ликию,а также приемного устройства, включаккаего приемную линию и пиковыймилливольтметр со стрелочным регистрирующим прибором на выходе. 30С помощью данного устройства определяют поляриэуемость среды путемпропускания через нее нескольких импульсон постоянного тока возрастающей деятельности, пауза между которыми не менее времени релаксации ипостроения временной характеристикипо мгновенным значениям напряжениявызванной поляризации, измереннымпосле ныключения тока в моменты времени при сохранении постоянным отно 40щения 1 / 1, где 1 - длительностьимпульса поляризующего тока, 1время отсчета напряжения ВП относи тельно заднего фронта импульса поляризующего тока 2,45 Недостатками такого устройства являются низкая производительность исследовательских работ и большие энергоэатраты, связанные с длительностью ствующим выходом второго дополнительного счетчика, при этом выход второй схемы сравнения, служащий вторым выходом программного блока, подключен к сигнальному входу второго дополнительного счетчика,пропуска тока заряда, определяемая временем для получения последовательности откликов на такое число одиночных импульсов поляриэующего тока, которые необходимы длч выявления особенностей формы и поведения кривой.Опыт показывает, что для получения временной характеристики, пригодной для количественной интерпретации, необходимы измерения после воздействия не менее чем 10-20 импульсов поляриэующего тока возрастающей длительности от единиц до первых сотен секунд. С учетом времени релаксации между импульсами на исследование одной точки требуется время до одного часа и более,Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее измерительный блок, включающий последовательное соединение датчика поля вызванной поляризациии, стробирующего измерителя, снабженного, двумя управляющими входами, и регистратора, а также гекераторное устройство, включающее последовательно соединенные задающий генератор, делитель частоты, .электрически связанный с блоком управляющих импульсов, ейный выход которого подключен к управляющему входу коммутатора, сигнальный вход и ныход которого соответственно подключены к выходу источника тока и входу питающего датчика, второй выход блока управляющих импульсов подключен к первому управляющему входу стробирующего измерителя, причем ,блок упра.вляющих импульсов содержит счетчик, первый и второй дешифраторы, сигнальные входы которых подключены к выходам счетчика, выходы служат соответственно первым .и вторым выходами блока управляющих импульсов. Определение поляризуемости средыс помощью устройства осущестнляютпутем прсгускания через исследуемуюсреду импульсов поляризующего токаизменяющейся длительности и измеренияразности потенциалов между точкамиобъекта во время пропускания и послевыключения каждого импульса поляри 1120266зующего тока при условии сохраненияпостоянным отношения длительностиимпульса тока заряда к времени измерения разности потенциалов вторичного поля, отсчитываемых от моментавыключения этого импульса поляризующего тока 3 .Недостатки известного устройстванизкая производительность исследовательских работ и большие энергозатраты, связанные с длительностьюпропуска через исследуемую средусерии импульсов поляриэующего токавозрастающей длительности.Цель изобретения - повышение производительности электроразнедочных 15работ и снижение энергозатрат приисследовании параметров поляризуемости среды в полевых условиях,Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для геоэлектро- оразведки, содержащее измерительныйблок, включающий последовательноесоединение датчика поля ВП, стробирующего измерителя, снабженногодвумя управляющими входами, и регистратора, а также генераторное устройство, включающее последовательносоединенные задающий генератор, делитель частоты, электрически связанныйс блоком управляющих импульсов, первый выход которого подключен к управляющему входу коммутатора, сигнальный вход и выход которого соответственно подключены к выходу источника тока и входу питающего датчика,второй выход блока управляющих импульсов подключен к первому управляющему входу стробирующего измерителя,причем блок управляющих импульсов содержит счетчик, первый и второй дешифраторы, сигнальные входы которых 40подключены к выходам счетчика, а вы-ходы служат соответственно первым и"вторым выходами блока управляющихимпульсов, дополнительно введены программный блок, снабженный двумя входами и двумя выходами, двухвходоваясхема совпадения, а первый и второйдешифраторы снабжены каждый блокироровочным .входом, причем первый входпрограммного блока подключен к выходу задающего генератора, второйвход - к выходу счетчика, первый выход программного блока соответственно подключен к блокировочным входампервого и второго дешифраторов, второй выход - к второму управляющему 55входу стробирующего измерителя, аэлектрическая связь делителя частотыи счетчика выполнена посредствомсоединения выхода первого с первымвходом схемы совпадения, второй вход 9)которой подключен к первому выходупрограммного блока, а выход - к сигенальному входу счетчика,При этом программный блок содержит первый, второй и третий дополнительные счетчики, первый и второй электрически управляемые преобразователи кодов, первую и вторую схемы сравнения кодов и триггер с двумя установочными входами и двумя выходами, причем первый и второй дополнительные счетчики соединены последовательно, кодовый выход каждого из них через преобразователи кода электрически связан с перными входами соответствующих схем сравнения кодов, второй вход первой из которых служит вторым входом программного блока, а второй вход второй подключен к кодовому выходу третьего дополнительного счетчика, сигнальный вход которого служит первым нходом программного блока, а деблокирующий вход третьего счетчика подключен к первому выходу триггера, второй выход которого служит первым выходом программного блока, первый и второй входы триггера соответственно подключены к выходу первой схемы сравнения кодов и к точке последовательного соединения сигнального входа первого дополнительного счетчика с соотнетствующим выходом вто-.рого дополнительного счетчика, при этом выход второй схемы сравнения, служащий вторым выходом программного блока подключен к сигнальному входу второго дополнительного счетчика.На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг,2 - структурная схема програм много блока 1 на фиг.З - диаграммы выходных состояний отдельных элементов, поясняющие принцип работы устройства.Устройство (фиг.1) для геоэлектроразведки содержит измерительный блок 1, включающий последонательное соединение датчика 2 поля вызванной поляризации, стробирующего измерителя З,снабженного двумя управляющими вхо. дами 4 и 5, и регистратора 6, а также генераторное устройство 7, содержащее госледовательно соединенные задающий генератор 8, делитель 9 частоты, электрически связанный с блоком 10 управляющих импульсовпервый Йыход которого подключен к управляющему входу 11 коммутатора 12, сигнальный вход и выход которого соответственно подключены к выходу . источника 13 тока и входу питающего датчика 14, второй выход блока 10 управляющих,.импульсов подключен к первому управляющему входу 4 стробирующего измерителя 3. Блок 10 управляющих импульсов содержит счетчик 15 длительности импульса поляриэующего тока, первый 2 16 и второй 17 дешифраторы, сигнальные входы которых подключены к выходам счетчика 15, а выходы служат соответст 1202 ббвенка первым и вторя 1 выходами блока 10 управляющих импульсов, Устройство также содержит грограммныйблок 18, снабженный двумя входами19 и 20 и двумя выходами, причемпеовый вход 19 программного блока18 подключен к выходу задающего генератора 8, второй Вход 20 - к выходу счетчика 15. Первый выход программного блока соответственно поклю-, -)очен к блокировочным входам 21 и 22первого 16 и второго 17 дешифраторов,второй выход - к второму управляющемувходу 5 стробирующего измерителя 3,а электрическая связь делителя 9 частоты и счетчика 15 выполнена пос- )5редством соединения выхода делителя9 частоты с первьэ 1 входом схемы 23совпадения, второй вход которой подключен к гервому выходу программного блока 18, а выход , - к сигналь,оному входу счетчика :5 длительностиимпульса поляризующего тока.,Датчики 2 и 14 выполнены извест,ным образом и представляют каждыйсг 4 стему электродов, обеспечивающих 5электрический контакт с исследуемойсредой.Программный блок 18 (фиг.2) содержит три дополнительных счетчика 24-26, из которых первый слчжит для подсчета текущего номера прерывания Второй в ,для подсчета текущего номера строба,. а третий - для стсчета длительности прерывания, а также первый 27 и ьторой 28 электрически 35 управляемые преобразователи кодов, первую 29 и вторую 30 схемы сравнения кодов и триггер 31 прерывания с двумя установочными входами 32 и 33 и двумя выходами 34 и 35 Первый 24 40 второй 25 дополнительные счетчики соединены доследовательно, кодовый выход каждого из них через преобразователи 27 и 28 кода электрически связаны с первьъж входами соответствующих схем 29 и 30 сравнения ко-. дов второй Вход первой из которых служит вторым входом программного блока 18, а второй Вход второй подключен к кодовом, выходу третьего дополнительного счетчика 2 б Его сигнальный вход служит первым входом программного блока 18, а деблокируощий вход тре"ьего дополнительного счетчика 2 б подключен к перС вому выходу 34 триггера 31 прерывания, второй выход 35 которого служит первым выходом программнога блока. 18, первый и второй входы 32 и 33 триггера 31 прерывания соответственно подключены к выходу первой схемы 66 29 сравнения кодов и к точке после,Фвцб.ельнога соединения сигнального ВхОда первого даполнительнОгО счет- чика 24 номера прерывания с соответствующим Выходам второго дополнтельного счетчика 25 номера строба,Выход второй схемы 30 сравнения кодов, служащий вторым выходом программного блока 18, подключен к сигнальному цходу этсрОго дополнительного счет ЧИКаСинхронизирукщий Вход второго преобразователя 28 кодов подключен к выходу первого дополнительного счет. чика 24 номера прерывания.Преобразователи 27 и 28 кодов могут быть вьсполнены различными известны.:,и способами: в виде электрически программируемого полупостоянного запоминающего устройства, или в Биде наборов ламельных переключателей с коммуационным программирОэанием пос )ед стэОм системы проводниковр или в Ви де микропроцессора 1 стройство для геоэлектроразведкиработает следующим образом,Задающий генератор 8 вырабатыВает последовательность тактовыхимпул-сов, поступающих через делитель9 частоты и схему 23 совпадения насчетчик 15 длительнОсти импульсаполяризующего тоха, Коэффициент деления делителя 3 частоты выбираетсятаким образом, чтобы обеспечить необходимый временный диапазон длиэельнос и оляриэующего така,. которыйВ свою очередь зависит От типа иособ -нностей вещественного составаисследуемых объектов.С помощью первого дешифратора 1 бзадают максимальную длительностьимдульса поляризующего тока иэ той.серии импульсов возрастающей длительности, кэторой необходимо воздействовать на исследуемую среду длявыя.ленин особенностей Формы и поведения кривой 08 я 1)Включение и выключение паляриэующего тока, прогускаемого через исследуемую среду, Осуществляет коммутатор12,. управляемый дешифратором 1 б,Второй дешифратор 17 импульсов синхронизадии под воздействием выходногокеда счетчика 15 Бо время пропускания поляриэующего тока Вырабатываетимпульсы синхрОнизации Осуществляязапуск стрОбирующегс измерителЯ 3для измерения напряжечия пропускания:)дТекущий код счетчика 15, состветствующий текущей длительности импульса поляризующега тока, поступаеттакже на вторсй вход программногоблока 18, который в соотзетствующиемоменты времени выдает на первомВыходе сигнал прерывания Зб импульсапаляризующега тока Фиг,З) .Сигнал прерывания Зб блокируетпрахождени импульсов синхронизациииэ второго дешифратора 17 на первыйуправляющий вход 4 стробирующегоиэм, рителп 3 запрещает прахах;пение112026: тактовой частоты через схему 23 совпадечия на сигнальный вход счетчика 15 длительности импульса поляризующего тока, а также воздействует на блокирующий вход 21 дешиФратора 16, который н свою очередь прерывает5 с помощью коммутатора 12 протекание паляризующего тока через исследуемую среду.Во время прерывания импульса поляризующего тока программный блок 18 вырабатывает на втором выходе последовательность 37 стробирующих импульсов, поступающих на. второй управляющий вход 5 стробируюшего измерителя 3, который осуществляет 5 в моменты появления страбон запоминание и измерение напряжения вызванной поляризации, Таким образом, за время действия импульса поляризующего тока, задаваемого дешиФратором 16, программный блок 18 вырабатывает на своем первом выходе сигналы 36 прерывания импульса поляризующего тока, содержащий и интервалов прерывания и используемый для управления первым дешифратором 16, Коммутатор 12, питаемый источником 13 тока, под воздействием управляющего сигнала первого дешиФратора 16, вырабатывает с помощью питающего датчика 14 в заземленчой линии поляризующий токовый импульс 38 с я прерываниями.На Фиг,З приведена результирующая кривая 39 напряжения Б(т,) от воздействия поляризующего токового импульса 38, наблюдаемая в датчике, 2 поля вызванной поляризации.Стробирующий измеритель 3 во время каждого прерывания поляризуащего тока под воздействием последовательности стробирующих импульсов 37 осуществляетя измерений напряжения вызванной поляризации У .Программный блок 8 (Фиг,2) работает следующим образом.Первая схема 21 сравнения кодов сравнивает текущий код, поступающий иэ счетчика 29 через второй вход программного блока 18, с кодом момента прерывания тока заряда, поступающего с выхода первого преобразователя 27 кодов, который в свою очередь определяется состоянием пер- вагОдополнительного счетчика 16 номера прерывания, и вырабатынает в момент равенства кодов импульс, который устанавливает триггер 31 прерывания в единичное состояние. 6 ОСигнал с второго выхода триггера 23 прерывания через первый выход программного блока 18 осуществляет прерывание поляризующего тока, а сигнал с первого выхода 34 триггера 31 А 5 прерывания деблэкирует третий дополнительный счетчик 26 длительностипрерывания, который гад воздействиемтактовой частоты, поступающей черезпервый вход програжного блока 18,на капливает код прапор 1 иональныйдпительнасти прерывания поляризующаго така,Вторая схема 30 сравнения кодов,сравнивая текущий код третьего допалнительнога счетчика 26 с кодоммомента измерения, поступающего свыхода второго преобраэювателя 20кодов, который в свою очередь определяется выходным кодом второго дополнительного счетчика 25 номерастроСа и для поддержания постоянным(. /1; выходным кодом первого дополкительного счетчика 24 номера .прерывания выраСатывает в момент ранен-.венства кодов импульс строба.Импульс строба поступает черезвторой выход программного блока 18нз второй управляющий вход стробирующего измерителя 3, который. подего воздействием осуществляет из.,; репке напряжсния вызванной поляри-.зации, а также поступает на сигнальный вход второго дополнительногосчетчика 25, который уне.пичивает своесостояние на 1 задавая тем самымчерез второй преобразователь 28 кодовка" очередного момента стробированияизмерителя.После того как с выхода схемы 30сравнения кодов поступает щ импульсовстробирования второй дополнительныйсчетчик 25 номера страба вырабатывает импульс пеоеполнения, которыйуст-нгвливает триггер 31 прерываниянулевое состояние, а также увеличт:,.нает состояние первого дополнительного счетчика 24 на. 1 задавая тем самым через первую схему 27сравнения кодов новое значение момен.та прерывания поляризующего тока,устанавливаясь в нулевое состояние,. триггер 31 блокирует работутретьего дополнительного счетчика 26абнуляемого прн зтам, а также черезпервый выход программного блока 18выдает сигнал окончания прерыванияполяриэующега тока.Далее процесс говторяется и завремя действия импульса псллриэующеготока программный блок 18 нырабатывает на своем первом выходе сигнал 36прерывания поляризующего тока, а навтором выходе - последовательностиимпульсов 37, по которым стробирующий измеритель 3 измеряет выборкинапряжения вызванной поляризации УздЕмкость первого дополнительногосчетчика 24 номера прерывания выбирается не ме нее, чем число к,. а емкостьвторого дополнительного счетчика 25 номера строба должна быть равна у;, 1120266Моменты перрывания импульса поля ризующего тока устанавливают в соответствии с геометрической прогрессиейР5где 1=1 и - номер прерывания импульса поляризующего токавремя от начала пропускания поляризующего токадо момента первого пре 10рывания 1знаменатель геометрической прогрессии, который обычно выбирают изсоотношения 1с 2,15Моменты появления стробирующих импульсов во время прерывания поляризующего тока устанавливают в соответствии с формулойл р 20=1,где. 1 м - номер строба во времяпрерывания поляриз ующеготока 1ь- время появления-импуль -25са строб а во время-гопрерывания поляри з ующего тока , отсчитанного отначала-го прерыва ни якоэффициент пропорциональ ности , причемРрР, ооэ+1; - суммарная длительностьполяризующего тока, отсчитанная от начала пропускания тока до-гопрерывания.Положительный эффект, заключающийся в уменьшении времени полевых работ и сокращении энергозатрат, достигается тем, что измерение вызванной поляризации осуществляется не только после окончания действия импульса поляризующего тока, но и в процессе его действия во время коротких прерываний тока. Эффект вызванной поляризации,измеряемой во время-го прерывания,возникает согласно принципа суперпозиции, от воздействия суммарнойдлительности поляризующего гока,отсчитанной от начала его пропусканияи до-го прерывания.Предлагаемое устройство позволяет заменить воздействие серии импульсов поляризующего тока возрастающей длительности 1,с временем релаксации между нимирекг ре,1 пре, воздействиемимпульса поляризующего тока длительностью 11, , не уменьшая при этоминформативности метода.Увеличение производительностйисследовательских работ за счет сокращения времени исследования можноопределить по соотношениюре)и ,где 1 - длительность , -го импульса поляризующего тока;реп. длительность-го интервала релаксации после-гоимпульса поляризующего тока, выбирается не менее,чем 1,5 1;д - длительность последнего.импульса поляризующего тока,В случае, когда знаменатель геометрической прогрессии составляетюА=3, производительность С увеличиается в У раз. Для повышенияпомехозащищенности и уменьшения погрешности измерения пропуск импульсаполяризующего тока повторяют несколько раз с различной полярностью в каждом месте полевых наблюденйй,Таким образом, предлагаемое устройство, благодаря введению дополнительных элементов и новых связей,обеспечивает повышение производительности исследовательских работ и снижение энергозатрат при производствеполевых работ, 11202661120266 ч Составитель В,Звереведактор Р,Цицика Техред Т.Маточка Корректор О.Бил каэ филиал ППП Патент, г,ужгород, ул,Проектна 734/33ВНИИПИ Госудпо делам и113035, Моск краж 710рственного кобретений иа, Ж, Рауш Подписноемитета СССРкрытийкая наб., д,4