Устройство для геоэлектроразведки Советский патент 1983 года по МПК G01V3/10 

Изобретение относится к техничес : КИМ средствам индуктивной электроразведки по Методу переходных процес -ов и предназначено для использо-вания при поисках -месторождений nor лезных ископаемых и структурно-гвологическом картирования, Известно .устройство для индуктивной электроразведки, содержащее генератор импульсов , незаземлен ; кые генераторный и приемный датчики, измеритель ЭДС переходного процесса и регистратор l3 .

Недостаток данного устройства низкая точность измерения ЭДС переходного процесса.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для геоэлектроразведки методом переходных процессов, состоящее из генератора импульсов тока, который содержит схему управления, коммутатор, источник постоянного тока, незаземленных негенераторного и приемного датчиков Л измерителя, состоящего из последовательно соединенных стробирушщего , ключа, предварительного н-акопителя, ключа импульсного усилителя выходного ключа, накопителя, модулирующего ключа, усилителя и регистратора., причем последовательно соединенные стробирующий ключ и предварительный накопитель могут быть выполнены в виде последовательно соединенных, устройства выборки-запоминания и активного интегратора, а. выход комутатора, сигнальный и управляющий входы которого подключены соответственно к выходу источника постоянного тОка и первому выходу схемы управения, соединен .с входом генераторного датчика, выход приемного датчика подключен к сигнальному входу устройства выборки-запоминания, управляющий вход которого соединен со вторым , а первый управляющий вход модулирующего ключа с третьим выхо-. дом схемы управления 2j , , ,,. .

Недостатком известного устройства является невысокая точность измерения ЭДС переходного процесса . при большой задержке стробирующих импульсов относительно задних фронтов коммутационных импульсов тока. Указанный недостаток связан с тем, что инт.ервал накопления предварительного накопителя устройства не зависит от задержки стробирующих импульсов и является постоянным. При этом число стробирующих импульсов на интервале накопления предварительного, накопителя выбирается таким образом, чтобы при. минимальной задержке стробирующих импульсов и максимальной наведенной ЭДС выходной потенциал предварительного накопителя не вал насыщение импульсного усилителя, выход которого из насыщенного состояния сопровождается продолжительным временем, которое может пре-вышат длительность стробирования. Большим задержкам стробирующих импульсов соответствует малое отношение сигнал шум (косая) на входе измерителя и для его повышения необходимо увеличивать число стробирующих импульсо на интервале накопления предварительного накопителя. Однако известное устройство не обеспечивает работу с переменным интервалом напоплен.ия. предварительного накопители, что и приводит к потере точности измерения ЭДС пере.ходного процесса.

Цель изобретения - повышение точности измерения ЭДС переходного проа цесса путем согласования чи.сла стробирующих импульсов на интервале наколения предварительного накопит.еля (интергратора) и величины их задержки относительно заднего фронта коммутационного импульса тока.

Поставленная цель достигается тем что в устройство для геоэлектрораз- в едки, содержащее генератор импульсов тока, состоящий из схемы, управления, коммутатора и источника постоянного тока, незаземленные генераторный и приемный датчики и измеритель, состоящий из устройства выборки-запоминания и последовательно .соединенных интегратора, ключа, импульсного усилителя, выходного ключа, накопителя, модулирующего .ключа, усилителя л регистратора, при этом выход коммутатора, сигнальный и управлякяций входы которого подключены соответственно к выходу источника постоянного тока и первому выходу схемы управления, соединен с входом генераторного датчика, выход приемного датчика подключен к сигнальному входу устройства выборки-запоминания, управляющий вход которого соединен со вторым первый управляющий вход модулирующего ключа с третьим выходами, схемы управления, .введены вход-, ной ключ, источник порогового напряжения, аналоговый сумматор, компаратор, элемент задержки, триггер, схема выделения заднего фронта, делитель и последовательно соединенные счетчик и накапливающий сумматор при этом выход входного ключа, сигнальный вход которого подключен к выходу устройства выборки-запоминания, а управляющий вход - к четвертому выходу схемы управления, соединен с входом интегратора, входы аналогового сумматора подключены к выходам ycTpcxtcTBa выборки-запоминания и интегратора, а выход компаратора, входы которого подключены к выходам аналогового сумматора и источника порогового напряжения, соединен непосредственно и через элемент задержки с входами установки в I и.в О, соответственно триггера/ прямой выход которого под ключен к управляющим входам ключа и выходного ключа, входЗ схемы выделения заднего фронта, выход которой соединен с входом делителя и входом сброса в О интегратора, и к входу установки в счетчика, сигнальный вход которого соединен со вторым выходом схемы управления, причем выход накапливающего сумматора, подключен к масштабирующему входу регистратора, а второй управляющий вход модулирующего ключа и вход установки в О накапли вающего суълматора соединены с выходом делителя. На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства для геоэлектроразведки; на фиг. 2 - эпю ры сигналов, поясняющие принцип дей ствия устройства. Устройство для геоэлектрораэвеДки (фиг, 1) мeтoдo переходных процессов содержит Генератор 1 импульсов тока, состоящий из схемы 2 управления, коммутатора 3 и источника 4 постоянного тока, незаземленные Генераторный 5 и приемный 6 датчики и измеритель 7, состоящий из устройства 8 выборки-запоминания и последовательно соединенных интегратора 9, ключа 10, импульсного усилителя 11, выходного ключа 12 накопителя 13, модулирующего ключа 14, усилителя 15 и регистратора 16, при этом выход коммутатора 3, сигнальный и управляющий входы которого подключены соответствен но к выходу источника постоянного тока 4 и первому выходу схемы 2 управления, соединен с входом генераторного датчика 5, выход приемного датчика б подклю51ен к сигнальному входу устройства выборки-запоминания, управляющий вход которого соединен со вторым, а первый управляющий вход модулирующего ключа 14 третьим выходом схемы 2 управления, входной ключ 17, источник 18 порогового напряжения, аналоговый сумматор 19, компаратор 20, элемент 21 задержки,, триггер.22, схему 23 ,. выделения заднего фронта, делитель 24 и последовательно соединенные счетчик 25 и накапливающий сумматор 26, при этом выход входного ключа 17, сигнальный вход которого подключен к выходу устройства 8 выборки-запоминания, а управляющий вход - к .Четвертому выходу схемы 2 управления(Соединен, с входом интегратора 9, входы аналогового сумма:тора 19 подключены к выходгш устрой ства 8 выборки-запоминания и инте.гратора 9, а выход компаратора 20, входы которого подключены к выходам аналогового сумматора 19 и источника 18 порогового напряжения, соединен непосредственно и через элемент задержки 21с входами ус- ТС.НОВКИ в и О соответственно триггера 22 прямой выход которого подключен к управляющим входам ключа 1CI и выходаого ключа 12, входу, схемы выделения заднего фрбгГта 23, выход которого соединен с входом делителя 24 и входом сброса в О интегратора 9, и к входу в О счетчика 25, сигнальный вход которого соединен со .вторым выходом схемы управления, причем выход накапливающего суммато-ра 26 подключен к масштабирующему входу регистратора 16, а второй управляющий вход модулирующего клюта ча 14 и вход установки в 0 накапливающего сумматора 26 соединены с выходом делителя 24. На фиг . 2 приведены коммутационный импульс 27 тока на выходе-коммутатора 3, выходной сигнал 28 приемного датчика 6, представляющий аддитивную смесь сигнала и шума, стробирующие импульсы 29 на управляющем входе устройства 8 выборки-запоминания и сигна.п 30 на его выходе - а также импульсы 31 на управляющем з входе входного ключа 17, выходной сигнал 32 интегратора 9, сигнал 33 на выходе аналогового сумматора 19 и сигнал 34 на прямом выходе триггера 22. . Устройство работает следующим образом. Коммутатор3 подключает источ-ник 4 постоянного тока к генераторному датчику 5. В соответствии с импульсами управления, поступающими с первого выхода- схемь 2 управления, на управляющий вход коммутатора 3, в генераторном контуре 5 возникаюткоммутационные импульсы 27 тока , которые во времени разделены паузой. Во время пауз производится замер ЭДС переходного процесса вторичного поля, возникающего после отключения генераторного датчика 5 от источника постоянного тока 4, коммутатором 3. ЭДС вторичного поля 28 наводится в приемном датчике 6. В зависимости от интересующего момента времени переходного процесса устройство 9 выборки-запоминания производит выборку и хранение ЭДС переходного процесса. Стробирование {выборка) переходного процесса производится в момент поступления стробирующих импульсов 29 со второго выхода схемы 2 управления на управляющий вход устройства 8 выборкизапоминания, .на выходе которого формируется сигнал 30, амплитуда которого определяется ЭДС переходного процесса для заданной задержки стробирующих импу;1ьсов 29.

Интегратор 9 интегрирует выходное напряжение 30 устройства выборкв-заНоминан 1Я за время ц , определяемое длительностью импульсного сигнала 31, поступающего на управляю щий вход входного ключа 17. В Между импульсными сигналами 31 интегратор 9 -хранит результат интегрирования. При выполнении условия

th R С (где R С - постоянная ввемени интегратора 9) приращение напряжения 32 на ejro выходе на каждом интервале интегри1рования равно величине выходного напряжения 30 уст-; рОйства выборки-запоминания. ,

Количество стробирующих импуль- 15 сов 2Э на интервале накопления интегратора 9 зависит от их задержки относительно заднего фронта коммута цио но17о импульса 27 тока и величины ЭДС переходного процесса и определя 20 ется моментом срабатывания Koivmapaтора 20 f порог срабатывания которого определяется из выражения U пор Ugx.max 1где Uex.max - м «сймальное входное напряжение импульсного усилителя 25 не приводящее к насыщению) .

Компаратор 20 срабатывает, если выполняется условие

П .

+ ,30

где Ап4. - вЬисодйое напряжение устрой.ства 8 выборки-запоминания, соответстйукяаее (п +1) - му стробируюиему импульсу 29;

IA,-:35

выходное напряжение 32 интегратора 9 в конце интервала л акЬпленйя, не вызывающее насыщение импульсного усилителя 11;

И- число стробирующих импуль- сов-29 йа интервале накопления ;

i/(

выходное напряжение 33 аналогового сумматора 19, которое сравнивается 45 с выходным напряжением и пор источника порогового напряжения 18.

В интеграторе 9 на интервале накопления накапливается потенциал 32, пропорциональный количеству ,И стро- 50

бирующих импульсов 29 и амплитуде ЭДС переходного рроцесса 29 -ири заданной задержке стробнрующих импульсов 29.

После окончания накопления ключ 10 под действием выходного сигнала 34 триггера 22 на времяt (где I) - время задержки элемента 21 задержки подключает выход интегратора 9 к входу импульсного усилителя 11. Выходной сигнал 32 интегратора 9,. в результате статистического накопления очищенный от шумов, усиливается импульсным уси/1Ителем 11 и через выходной ключ 12, который работает синхронно с ключом 10, накапливается в накопителе 13, где накопление производится -многократно с целью уменьшения влияния низкочастотной периодической помехи..

ПодготоЬка (сброс в О) интегратора 9. к следующему интервалу накопления производится выходным сигналом схемы 23 выделения заднего фронта, на вход которой поступает сигнал 34, который одновременно производит установку в О счетчика 25, производящего подсчет числа стробирующих импульсов 2У на каждом из интервалов накопления интегратора 9.

После окончания процесса накопления в накопителе 13, конец которого определяется выходным сигналом делителя 24,потенциал на его выход модулируется ключом 14, усиливается усилителем 15 и производится отсчет регистратором 16, масштабирование входного напряжения котороIo производится выходным кодом, накапливающего сумм,атора 26, который определяет общее число стробирукнцих импульсов на интервале накопления накопителя 13. Сброс в О- накап ливающего сумматора 26 производится ВЫХОДНЕЛ4 сигналом делителя 24 после регистрации ЭДС переходного процесса.

Предлагаемое устройство позволяе повысить точность измерения ЭДС переходного процесса на 20-30%.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ, содержащее генератор импульсов тока, состоящий из схемы управления, коммутатора и источника постоянного тока, нез.аземленные генераторный и приемный датчики и измеритель, состоящей из устройства выборки-запоминания и последовательно соединенных интегратора, ключа, им-пульсного усилителя, выходного ключа, накопителя, модулирующего ключа, усилителя и регистратора, при этом выход коммутатора, сигнальный и управляющий входы которого подключены соответственно к выходу источника постоянного тока и первому выходу схемы управления, соединен с входом генераторного датчика, выход приемно-. гр датчика подключен к сигнальному входу устройства выборки -запоминания , управляющий вход которого соединей со вторым, а первый управляющий вход модулирующего ключа - с третьим выходом схемы управления, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения эдс переходного процесса, оно дополнитель но содержит входной ключ, источник порогового напряжения, аналоговый сумматор, компаратор, злемент задержки, триггер, схему выделения заднего фронта. Делитель и последовательно соединенные счетчик и накапливающий сумматор, при этом выход входного ключа, сигнальный вход которого подключен к выходу устройства выборкн -запоминания, а управляющий вход к четвертому выходу схемы управления, соединен с выходом интегратора, входы аналогового сумматора подключены к выходам устройства выборки-запоминания и интегратора, а выход компаратора, входы которого подключены к , выходам аналогового суммё1тора и источника напряжения, соединен непосредственно и через элемент задержки с входами установки в Ч ив О соответственно, триггера, прямой выходкоторого подключен к управляющим -входам ключа и выходного ключа, входу схемы выделения заднего фронта, выход которой соединен с входом 1 делителя и входом сброса в О У1 интегратора, и к входу установки в О счетчика, сигнальный вход которого соединен со BTOPEJM выходом :о со схемы управления, причем выход накапливающего сумматора подключен к масштабирующему входу регистратора, а второй управляющий вход модулирующего ключа и вход установки в О накапливающего сумматора соединены с выходом делителя.