Электроразведочный измеритель сигналов Советский патент 1983 года по МПК G01V3/10 

Изобретение предназначено для поиска поляризукицихся объектов мето дом вызыванной поляризации на переменном токе с помощью трех частот.

По основному авт.св. № 890329 известен электроразведочный измеритель сигналов, содержащий три избирательных усилителя, три формирователя, два умножителя частоты, два триггера, два ключа, генератор тактовых импульсов, вычислительный блок и блок индикации, причем входы первого и второго умножителей частоты соединены с выходом первого формирователя, а выходы умножителей частоты соединены с первыми входами триггеров. В электроразведочном из-. мерителе обеспечивается повышение точности за счет обработки всех моИентов перехода через нуль пятой гармоники Cl3.

Недостатком этого устройства является сравнительно узкий диапазон измерения фазового параметра, что в ряде случаев не позволяет производить фазовые из11ерения. Диапа зон огг раничивается тем, что временная задержка между сигналами на выходе ,vcилитeлeй первой и пятой гармоник j

не должна быть более -2- периода

первой гармоники. Фазовые сдвиги, вносимые избирательными усилителями, приводят к дополнительному уменьшерию диапазона измерения фазового параметра.

Цель изобретения - расширение диапазона измерения фазового парамет-.

10 ра путем раздельного формирования временных интервалов, начало которых соответствует фронту и спаду импульсов с выхода умножителей частоты.

Цель достигается тем, что в элек15троразведочный измеритель сигналов введены третий и четвертый триггеры, 1два инвертора, третий и четвертый, ключи, причем выходы первого и второго умножителейчастоты соединены

20 .через инверторы с первыгда входами соответственно третьего и четвертого триггеров, вторые входы которых соединены с дополнительными выходами второго и третьего форьотрователей,

25 а выходы трютьего и четвертого триггеров подключены соответственно к первым входам третьего и четвертого ключей, выходы которых соединены с первым и вторым входами вычислитель30ного блока, а вторые входы ключей

подключены к дополнительному выходу генератора тактовых импульсов.

На фиг. 1 приведена схема электроразведочного измерителя сигналов; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит избирательные усилители 1-3, соединенные с входами формирователей импульсов 4-6, причем выход первого формирователя 4 соединен с входами первого 7 и второго 8 умножителей частоты, выход первого умножителя 7 частоты соединен с первым входом первого триггеt a 9 и через инвертор 10 с первым входом третьего триггера 11, а вторы входы первого 9 ri третьего 11 триггеров соединены о двумя выходами второго формирователя 5, выход второго умножителя 8 частоты соединен с первым входом второго триггера 12 и через инвертор 13 - с первым входом четвертого триггера 14, а вторые входы второго 12 и четвертого 14 триггеров соединены с двумя выходами третьего форлирователя 6. Выходы триггеров 9, 12, 11, 14 соединены с управляющими входами ключей 15-18 соответственно. Информационные входа первого 15 и второго 16 ключей подключены к первому выходу генератора 19 тактовых импульсов, к второму выходу Которого подключены информационные входы третьего 17 и четвертого 18 ключей. Выходы первого 15 и третьего 17 ключей соединены с nepBtJM входом вычислительного блока 20, к второму входу которого подключены выходы второго 16 и четвертого 18 ключей. Выход вычислительного блока 20 соединен с входом устройств ва индикации 21.

Устройство работает следукнцим образом.

Входной сигнал, возбужденный в импульсами, форма тока которых близка к прямоугольной, поступает на входа избирательных усилителей 1-3, настроенных на частоту первой, третьей и пятой гармоник этого сигнала (,фиг. 2 а, б, в ). С помощью формирователей 4-6 формируются импульсы, фронты и спады которых соответствуют нуль-переходам напряжений на выходе избирательных усилителей 1-3. Импульсы на выходе формирователя 4 показаны на фиг..2 г. Формирователи 5 и б имеют по два выхода, на первых выходах.формируются импульсы, соответствующие моментам перехода выходных напряжений избирательных усилителей 2 и 3 изположительной области в отрицательную (фиг. 2 е, м), на вторух выходах импульсы соответствуют переходу напряжений из отрицательной области в положительную (фиг. 2 ж, н ). Импульсы с выхода формирователя 4 первой гармоники поступают на входа умножителей 7-8 частоты, выполненных, например, на цифровых схемах задержки. Импульсы на выходе первого умножителя 7 следуют c утроенной частотой первой гармоники (фиг. 2 R)f а второй умножитель 8 умножает частоту поступающих на его вход импульсов на пять (фиг. 2л). Во время фронта импульсов, поступающих с выхода умножителей 7-8, триггеры 9 и 12 устанавливаются в единичное состояние (фиг. 2 з, а во время спада этих импульсов в единичное состояние устанавливаются триггеры 11 . и 14 (фиг, 2 н) . На,

фиг, 2 о, р показаны импульсы на инверсных выходах триггеров 12 и 14. Сброс триггера 9 осувдаствляется импульсом с первого выхода второго формирователя 5; импульс со второго

выхода осуществляет сброс триггера 11. Сброс триггера 12 осуществляется импульсом с первого выхода третьего формирователя -б, импульс со второго выхода осуществляет сброс триггера

14. Длительность импульсов на выходах первого 9 и третьего 11 триггеров равна

V3rfe -3)(i-3)

где Т, - период первой гармоники ,

t. . - временная задержка между ближайшими одноименными нуль-. : переходами первой и третьей гармоник;

.,- приращение времени, обусловленное проникающими гармониками и шумами.

Зд время Т, равное периоду первой гармоники, формируются три импульса на выходе первого триггера 9 и три импульса на выходе третьего триггера 11. Длительность импульсов на выходах второго 12 и четвертого 14 триггеров равна .- т/

Ц1-5)Г15()

Для того, чтобы в вычислительном блоке 20 осуществлять суммирование вместо вычитания, нужно управляющий .сигнал брать с инверсных выходов триггеров 12 и 14. Длительность импульсов на инверсных выходах этих триггеров равна

{i-5)

(1-S)

где . временная задержка между ближайшими одноименными нуль-переходами первой и пятой гармоник; fltrf уч - приращение-времени, обус

ловленное проникающими . гармониками и шумами. За время Т , равное периоду первой гармоники, формируются пять имг пульсов на выходе второго триггера 12 и пять импульсов на выходе четвертого триггера 14. Импульсы, фор.мнруемые триггерами, поступают на управлякйцие входы ключей 15-18. При наличии импульсов на управляющих входах ключей 15-18 на входы вычислительного блока 20 поступают импул сы от генератора 19 тактовых импуль сов. На втором-выходе генератора 19 тактовых импульсов импульсы сдвинуты по фазе относительно импульсов на первом выходе генератора для тог чтобы при суммировании эти импульсы (-э) с выхода первого триггера перекрываются с импульсами с выхода третьего триггера 11 или импульсы с выхода второго триггера 12 перекрываются с импульсалш с выхода четвертого триггера 14. Импульсы на входах вычислительного блока 20 приведены на фиг. 2 к, р. Вычислительный блок 20 определяет средние за период и tl.j) , т.е. осуществляет операци операции вид ). )ч JJ.I Г{1-У)ср Принимая во внимание то, что сре ние за период значения й.(,p и it(i.5)cp малы, можем записать 4- -1 {1-згЧ1-э) i-5rV5;cp w- / л ft J Известно, что фазовый параметр Р трехчастотных измерениях м быть определен из выражения .85(,-эГ « П1-5; Подставляя значения t(i-3) и ii,5) получаем ,. . В вычислительном блоке 20 опреде ся средние за период (-i-sitp 1-5)ср и находится, значение (1-5) + 2,343jr. Постоянная величина 2,343Л и фазовые сдвиги, избирательными усилителями, устраняются при калибровке, во время которой на вход измерительного устройства подается сигнал прямоугольной формы, для которого . После вычисления .результат поступает в устройство 21 индикации. Таким образом, в устройстве осуг ществляется раздельное формирование временных интервалов, начало которых соответствует фронту и спаду импульсов с выходов умножителей частоты, что позволит значительно расширить диапазон измерения фазового параметра. Следовательно, предлагаемое устройство позволит выполнять измере;ния фазового параметра, например, для сигналов, полученных с индукционного датчика, с приемной линии при ортогональной установке и т.п., т.е. данное устройство более универсально. Уменьшение требований к фа зовым сдвигам, в. избиратель|ными усилителями, позволит облегчить настройку, устройства. Формула изобретения Злёктроразведочный измеритель сигналов по авт.св. 890329, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерения фазового параметра путем раздельного формирования временных интерва-. лов, начало которых соответствует фронту и спаду импульсов с выхода умножителей частоты, -в него введены третий и четвертый триггеры, два инвертора, третий и четвертый ключи, причем выходы первого и второго умножителей частоты соединены через .инверторы с первыми входами соответст венно третьего и четвертого триггеров, вторые входы, которых соединены с дополнительными выходами второго и третьего формирователей, а выходы третьего и четвертого триггеров подключены соответственно к первым входам третьего и четвертого ключей, выходы которых соединены с первым и вторым входами вычислительного блока, а вторые входы ключей подключены к дополнительному выходу генератора тактошлх импульсов. . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство ССС 890329, к:л G 01 V 3/10, 1980 прототип).