Генераторное устройство для геоэлектроразведки Советский патент 1984 года по МПК H03K3/00 G01V3/10 

Фиг.1 Изобретение отнрсится к геоэлектр разведке по методу переходных про цессов (МПП). Известно устройство для геозлектроразведки, содержащее генератор двухполярных прямоугольных импульсов с паузами,выход которого соединен с гене |раторной петлей, а также приемную антен ну и индикаторный блок, соединенные последовательно С11ИсЯользование прямоугольных возбужданщих импульсов при индуктивной нагрузке предъявляет высокие требова ния к параметрам ключевых элементов, коммутирующих ток в петле, поскольку при выключении тока на ключевых элементах возникают большие перенапряжения . Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее источник постоянного напряжения, включенный в диагональ четьфехключевого моста, образованного четырьмя ключевыми элементами, во вторую диагональ которого включены возбуждающая петля, а также конденсатор 2. Однако известное техническое решение не обеспечивает стабилизации тока, возбуждающего петлю. Целью изобретения является повыще ние стабилизации возбуждающего тока. Поставленная цель достигается тем что в генераторное устройство для геоэлектроразведки, содержащее источник постоянного напряжения, включенный в диагональ четьфехплечевого моста, образованного четырьмя ключевыми элементами, во вторую диагональ которого включена возбуждающая петля а также конденсатор, дополнительно введены пятый и шестой ключевые элементы, причем параллельно возбуждающей петле включены пятый ключевой элемент и последовательно соединенны шестой ключевой элемент н конденсато На фиг. 1 приведена структурная схема устройства, на фиг. 2 - пример выполнения ключевого элемента; на фиг. 3-8 диаграммы, напряжений и токов. Устройство содержит четьфехплечевой мост, образованный первым 1, вто рым 2, третьим 3 и четвертым 4 ключевыми элементами, к одной диагонали которого подключен источник 5 питающего напряжения, к другой - индуктивная возбуждающая петля 6, параллельно которой подключены пятый ключевой элемент 7, а также последо1602 вательно соединенные шестой ключевой элемент 8 и конденсатор 9,Кроме того, в качестве примера использования генераторного устройства для геоэлектрора ведки приведены последовательно соединенные приемная антенна 10 и индикаторный блок 11, которые измеряют сигналы из Земли, наведенные генератором. Ключевой элемент выполнен на двух встречно включенных высоковольтных транзисторах 12 и 13. Устройство работает следующим образом. При формировании плоской вершины положительного импульса возбуждающего тока 3 ff3$ (фиг. 3) ключевые элементы 2, 3 и 8 разомкнуты и в ра-. боте не участвуют, а ключевые элементы 1,4 и 7 совместно-с активно-индуктивной нагрузкой - возбуждающей петлей 6 образуют схему импульсного стабилизатора тока. При замкнутых ключевых элементах 1 и 4 возбуждающая петля 6 подключается к источнику 5 питанйцего напряжения, обеспечивая протекание через возбуждающую петлю 6 импульсов тока ,(фиг. 4), при размыкании ключевых элементов 1 и 4 замыкается ключевой элемент 7 и за счет энергии, накопленной в индуктивности возбуждающей петли 6, через ключевой элемент 7 и возбуждающую петлю 6 протекают импульсы тока D-J (фиг. 5). Регулировка амплитуды возбуждающего тока обеспечивается изменением соотношения между длительностями импульсов J и.Л. При включении тока в возбуждающей петле 6 ключевые элементы 1-4 и 7 размыкаются и замыкается ключевой элемент 8, обеспечивая заряд конденсатора 9 за счет энергии, накопленной в индуктивности возбуждающей петли 6. Поскольку при этом образуется колебательный контур, состоящий из элементов 6 и 9, спад тока происходит по косинусоидальному закону t t-i 3 (tl DO cos -Щ-где t - текущее время-, L и С - значения индуктивности возбуждающей петли 6 и емкости конденсатора 9i DQ - установившееся значение возбуждающего тока, обёс печийаницее заряд конденсатора 9 до значения напряжения равного JmofX -о В момент pasei CTBa нулю тока возбужданидей петли 6 i t. все ключевые элементы 1-4,7 и 8 размыкаются, ток в петле прекращается, а заряд, накопленньй в конденсаторе 9, сохраняется практически неизменным в тече ние всей паузы. При формировании переднего фронта отрицательного импульса t t возбуждающего тока замыкается ключевой элемент 8, обеспечивая разряд конденсатора 9 через возбуждающую петлю 6 (фиг, 6). При этом по синусоидальному закону нарастает возбуждающий ток, достигая к моменту времени i t практически установившегося значения 0 (фиг. 7). В момент равенства нулю напряжения на конденсаторе 9 ключевой элемент 8 размыкается, а замыкаемые поочередно ключевые элементы 2-3 или 7 обеспечивают стабилизацию тока в возбуткдающей петле в течение всей вершины отрицательного импульса возбуждающего тока, ка это показано на фиг. 7. При выключении тока в возбуждающей петле ключевые элементы 2,3 и 7 размыкаются, замыкается ключевой элемент 8, обеспечивая заряд конденсатора 9 током Эр за счет энергии накопленной в индуктивности возбужда ющей петли (фиг. 6). При формировании паузы между импульсами закрыты

IZ

J

/3

J 60 все ключевые элементы 1-4, 7-8, в момент формирования переднего фронта положительного импульса возбуждающего тока замыкается ключевой элемент 8, обеспечивая нарастание тока за счет энергии, накопленной в конденсаторе 9. Рассмотренный процесс в дальнейшем повторяется.Форма напряжения.в нагрузке с приведена на фиг.7, Ток на ключевых элементах 2-4 . 4 приведен на фиг. 8. В паузах между возбуждающими импульсами с помощью измерительного блока 11 измеряется и регистрируется переходный процесс магнитной составляющей электромагнитного поля, наведенного в приемной антенне 10. По сравнению с известным предлагаемое техническое решение.позволяет исключить дополнительные схемы стабилизации тока возбуждающей петли. Общее снижение габаритов и веса аппаратуры может достигать двух и более раз. В 2-3 раза повьш1ается общая точность измерений переходного процесса за счет стабилизации тока в возбуждающей петле. По сравнению с базовым прибором аппаратурой МШ1У-2 повышается точность измерений переходного процесса как за счет стабилизации возбуждающего тока, так и за счет стабилизации длительности и формы переднего и заднего фронтов импульсов возбуждающего тока, заметно улучшаются энергетические показатели генераторной установки за счет использования реактивной знергии, запасаемой в индуктивности возбуждающей петЛи, облегчаются условия работы ключевых элементов, что приводит к повьшению надежности их работы.

ГЕНЕРАТОРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ, содержащее источник постоянного напряжения, включенный в диагональ четырехплечгвого моста, образованного четырьмя ключевыми элементами, во вторую диагональ которого включена возбуждающая петля, a также конденсатор, отличающееся тем, что, с целью стабилизации возбуждающего тока, в него дополнительно введены пятый и шестой ключевые элементы, причем параллельно возбужданнцей петле включены пятый ключевой элемент и последовательно соединенные щестой ключевой элемент и конденсатор. (Л 05 О5

Фиг.2

И XI /л /

jt

Фиг.З

ФигМ

и.

Фиг. 5

Ч

Ь

Фиг.6

AJr

AI

2

N Гч rs

гч

Л Л