Устройство для геоэлектроразведки Советский патент 1986 года по МПК G01V3/06 

112

Изобретение относится к технической физике, а конкретнее к геоэлектрораз едке по методу вызванной поляризации (БП), предназначено для поисков месторождений полезных ископаемых и может быть применено для структурно-геологического картирования, изучения водно-физических свойств при гидрогеологических изысканиях и подготовки земель к мелиорациям. I

Цель изобретения - повышение помехозащищенности при изучении полей становления вызванной поляризации.

На фиг. I изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг,2 - структурная схема блока памяти; на фиг.З - структурная схема схемы синхронизации; на фиг.4 - эпюры сигналов, поясняющие работу предлагаемого устройства.

Устройство для геоэлектроразведки содержит последовательно соединенные приемн 1к 1 , выполненный в виде неполяризующихся электродов, усилитель

2,последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь 3, с внутренней схемой управления, регистратор 4, последовательно соединен- ные узкополоспый фильтр 5-, нуль-орган 6, схему 7 синхронизации, а также генераторный блок 8, при этом первый выход схемы 7 синхронизации подключен к управляющему входу аналого-цифрового преобразователя 3, регистратора 4 и запускающему входу генераторного блока 8,

Устройство содержит также дополнительный приемник 9, выполненный в виде разомкнутой линии (антенны), выход которого подключен к входу уз- кополосного фильтра 5, а Tai-сже последовательно соединенные блок 10 памяти, цифроаналоговый преобразователь 1, ключ 12 и вычитающую схему 13, второй вход которой подключен к выходу усилителя 2, а выход - к входу аналого-цифрового преобразоватепя

3,при этом информационный вход блока О памяти подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя 3,

а вход записи, вход считывания и адресный вход блока 10 памяти подключены соответственно к второму, третьему и четвертому выходам.схемы 7 синхронизации. При этом управляю1дий вход ключа 12 подключен к первому выходу схемы 7 синхронизации, а до

полнительный вход анапого-цифровог о преобразователя 3 - к второму выходу схемы 7 синхронизации.

Блок 10 памяти содержит последовательно включенные сумматор 14, модуль 15 памяти, регистр 16, а также элемент 17 задержки и двухвходовую схему ИЛИ 18, при этом выход регистра, служащий выходом блока 10 памяти, подключен к второму входу сумматора 14, первый вход которого служит информационным входом блока 10 памяти. Вход считывания модуля 15 памяти подключен к выходу двухвходовой схемы 5 ИЛИ 18, первый и второй входы которой служат соответственно входом считывания и входом записи блока 10 па- пяти, а вход з аписи модуля 15 памяти электрически связан через зле- 0 мент 17 задержки с входом записи блока 10 памяти, при этом адресный вход модуля 15 памяти служит адресным входом блока 10 памяти.

Схема 7 синхронизации содержит 5 два D-триггера 19 и 20, три схемь . И 21-23, два счетчика 24 и 25, ждущий м ультивибратор 26, генератор

27импульсов дискретиз ации, инвертор

28и схемы ИЛИ 29, при этом схема 0 pljBi 29, счетчик 24, ждущий мультивибратор 26 и счетчик 25 соединены последовательно. Выходы D-триггеров

19и 20 подключены соответственно

к первым входам схем И 21 и 22, вто- пые входы которых подключены к выходу генератора 27 импульсов дискретизации, а выходы к входам схемы ИЛ 29. Выход ждущего мультивибратора 26 подключен к входу установки в О D-триггера 19, а выход счетчика 25 подключен к D-входу D-триггера

20и входу инвертора 28, выход которого подключен к D-входу D-триггера 19. Вход установки в VO счетчика 24 соединен с выходом схемы И 23, первый вход которой подключен к выходу D-TpHrrep|i 20, а второй вход схемы

И 23 и синхронизирующие входы D-триггеров 19 и 20 соединены и служат входом схемы 7 синхронизации.

Вькоды D-триггера 20, схемы И.21 и 22 и кодовый выход счетчика 24 служат соответственно первым, вторым, третьим и четвертым выходами схемы 7 синхронизации.

На фиг. 4 приведены сигнал 30 на входе приемника 1, сигнал 31 на входе дополнительного приемника 9, сиг5

0

5

0

5

нал 32 на выходе узкополосного филь ра 5, импульсы 33 на выходе нуль-органа 6, импульсы 34 на втором выходе схемы 7 синхронизации, импульсы 35 на выходе ждущего мультивибратора 26, сигнал 36 на первом выходе схемы 7 синхронизации, импульс 37 поляризующего тока, импульсы 38 на третьем выходе схемы 7 синхронизации и сигнал 39 на выходе .цифроаналого- вого преобразователя 11.

Устройство для геоэлектроразведк работает следующим образом.

Перед началом воздействия на исследуемую среду импульсом поляри- зую1ае1 о тока на входе приемника 1 действует стационарная гармоническа помеха (эпюра 30, моменты.времени t -t,) и на входе дополнительного цриемника 9 также действует стацио- н арная гармоническая помеха (эпюра 31) причем помехи на входах приемника 1 и дополнительного приемника 9 отличаются уровнем, фазой, спектральным составом 5 однако обе они содержат в частотном спектре первую гармонику, уровень которой имеет наибольший вес в спектральном составе помехи.

Сигнал 30 помехи, принятый nptseM- ником 1, усиливается усилителем 2 и через вы.читающую схему 13 поступает на аналого-цифровой преобразователь

Сигнал 31 помехи, принимаеь-шп дополнительным приемником 9, поступает на узкополосный фильтр 5, который выделяет первую гармонику стационарной гармонической помехи (эпюра 32). Нуль-орган 6 под воздействием сигнала 32, в моменты его перехода через нуль, ВЕ рабатывает импульсы 33, период которых равен периоду стационарной гармонической помехи,

С помощью сигнала 33 в момент с запускается схема 7 синхронизации, на выходах которой вырабатываются синхронизируюище сигналы.

С первого выхода схемы 7 синхронизации в- период времени t - t, поступает сигнал 36, который блокирует по управляющему входу запуск аналого-цифрового преобразователя 3 от внутренней схемы управления, блокирует работу регистратора 4, размыкает ключ 12, а также не разрешает запус генераторного блока 8,

330704

На втором выходе схемы 7 синхро- : низации вырабатываются импульсы 34

запуска, с помощью которых запускается аналого-цифровой преобразователь 5 3, осуществляющий кодирование помехи 30, принимаемой приемником 1 ,

Оцифрованные выборки помехи записываются в блок 10 памяти,,синхронизация записи осуществляется импуль- 0 34, поступающими с второго выхода схемы 7 синхронизации на вход записи блока 10 памяти, а адреса за-, писи определяются сигналом на четвертом выходе cxeMiii 7 синхронизации. 5 Длительность Т, цикла кодирования С1 гнала помехи задается схемой 7 синхронизации и определяется выражением

1 Т ,, -ь дГ

20 где Tj| - период стационарной гармонической помехи;

UL - максимально возможная вели- увеличения длительности периода помехи.

25 Таким образом, за время длитель- ности 1 кодирования -периода помехи к блоке 10 памяти занисывается реализация периода стационарной гармонической, помехи.

30 С нелтзю исключения влияи1 я импульсных по:-.ех и блоке 10 памяти осу1;1естг ляется накопление гп периодов реализаций сигна.па 30, принимаемого прием}п-1ком 1 с пос„педующим усредне- 35 ioieM. С этой целью под воздействием импульсов 33 в моменты €. , ,,, , Г,, осуществляются очередные запуски схемы 7 синхронизации, под воздействием выходных сигналов которой ра- 0 бота узлов устройства повторяется.

После того, как в блоке 10 памяти получена усредненная реализация помехи, в момент + i первом выходе схемы 7 синхронизации устанав- 5 ливается высокий уровень (эпюра 36), с помоо;ью которого разблокируется аналого-цифровой преобразователь 3 по управляющему входу, разблокирует-, ся регистратор 4 по управляющему вхо- 0 ду, замьн ается ключ 12 и запускается генераторный.блок 8, который вырабатывает импульс поляризующего тока (эпюра 36).

С момента времени t, на входе 5 приемника присутствует аддитивная смесь стационарной гармонической помехи и полезного сигнала, обусловленного действием импульса поляризующего тока, а на входе дополнительного приемника 9 присутствует, как прежде, сигнал 31 стационарной гармонической помехи.

Под воздействием импульсов 38, поступающих с третьего выхода 7 синхронизации, осуществляется счи- тывание усредненной реализации помехи, хранящейся в блоке 10 памяти, которая с помощью цифроаналогового преобразователя 11 преобразуется в аналоговый сигнал (эпюра 39) и через замкнутый ключ 12 поступает на первый вход вычитающей схемы 13. С по- мощью последней осуществляется вычитание из аддитивной смеси стационарной гармонической помехи и полезного с11гнала усредненной реализации помехи,, хранящейся в блоке 10 па- мяти.

Таким образом, на вход аналого- цифрового преобразователя 3 поступает сигнал, очищенньй от стационарной гармонической помехи. Акало- го-цифровой преобразователь 3 осуществляет кодирование сигнала, который затем регистрируется регистратором 4. Управление .работой аналого-цифрового преобразователя 3 осу- ществляет внутренняя схема управления.

Накопление реализаций помехи осуществляется в блоке 10 памяти следую щим образом.

Импульс записи (эпюра 34), пришедший на вход записи блока 10 памяти, поступает через схему ИЛИ 18 на вход считывания модуля 15 памяти, из кото рого в регистр 16 заносится результат предыдущего накопления.

Очередная выборка помехи поступает на первый вход сумматора 14, гд осуществляется суммирование с резуль татом предыдущего накопления, лосту- паго цего с выхода регистра 16. Результат суммирования под воздействием импульса записи, прошедшего через элемент 17 задержки на вход записи модуля 15 памяти, записывается последний .,

В режиме считывания усредненной реализации помехи под воздействием импульса считывания (эпюра 38), по- ступаюв его на вход модуля i 5 памяти через схему ИЛИ 18 с входа считывания блока 10 памяти, очередная выборка считывается в регистр 16 откуда поступает на выход блока 10 памяти.

Усреднение накопленных реализа ций помехи осуществляется путем выбора числа m накошшний согласно выражению m 2, где К - целое по- ложител1(Ное число. Тогда операция усреднения (деление на ш) выполняется путем отбрасывания К младших разрядов выходного кода, снимаемого с регистра 16.

Схема 7 синхронизации работает следующим образом.

В начальный момент времени D-триг гера 19 и 20 и счетчики 24 и 25 обнулены, а на первом выходе схемы 7 синхронизации присутствует низкий уровень,

Импульс, прищедший в момент Г, (эпюра 33) на вход схемы 7 синхронизации, устанавливает Б триггер 19 в единичное состояние, который свои выходом открывает схему И 21 для прохождения импульсов дискретизации (эпюра 34), вырабатываемых генератором 27 импульсов дискретизации.

Импульсы 34 дискретизации поступают через схему И 21 на второй выхо схемы 7 синхронизации и на счетный вход счетчика 24, Выходной код посленего поступает на четвертый выход схемы 7 синхронизации и определяет адрес при записи информации в блоке 10 памяти. .

После того, как на вход счетчика 24 поступит m импульсов .34 дискретизации, он вырабатывает импульс переполнения, которым запускается ждущий мультивибратор 26. Импульсами 35 на выходе ждущего мультивибратора устанавливается в О D-триггер 19, а счетчик 25 увеличивает свое состояние на единицу.

На этом заканчивается цикл записи одного периода реализации стационарной гармонической помехи в блок 10

памяти,, . .

I ,

Емкость и счетчика 24 выбирается

из выражения

П ),

где fq частота импульсов дискретизации,

: а емкость счетчика 25 равна числу fn накоплений.

С приходом очередного импульса (эпюра 33) на вход схемы 7 синхронизации в момент Тд работы последнего повторяется, а в блоке ш памяти осуществляется накопление периода реализации стационарной гармоничес - кой помехи.

После того, как пройдет щ накоплений периода реализаций помехи, на выходе счетчика 25 появится единичный уровень.

Очередной импульс 33 в момент

времени Г, на выходе схемы 7 синх- hi t

ронизации установит D-триггер 20 в единичное состояние. При этом, на первом выходе схемы 7 синхронизации появляется управляющий сигнал высокого уровня (эпюра 36) и открывается схема И 22, пропуская импульсы с выхода генератора 27 на третий выход схемы 7 синхронизации (эпюра 39), с помощью которых начинается считывание усредненной реализации стационарной гармонической помехи. Импульсь с выхода схемы И 22 поступают также через схему ИЛИ 29 на счетный вход счетчика 24, выходной код которого поступает на четвертый выход схемы 7 синхронизации и определяет адреса считывания выборок усредненной помехи из блока Ю памяти .

Синхронизация начала счить вания периода усредненной помехи осуществляется начальной установкой счетчика 24 в нулевое состояние импульсами 33, проходящими с входа схемы 7 синхронизации через открытую схему И 23 на установочный вход счетчика 24.

Формула изоб.ретения

1, Устройство для геоэлектроразведки содержащее последовательно соединенные приемник, усилитель, последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, регистратор, последовательно соединенные узкополосный фильтр, нуль-орган, схему синхронизации, а также генераторный

блок, при этом первый выход схемы синхронизации подключен к управляющему входу аналого-цифрового преобра- 5 зователя, регистратора и запускаю- входу генераторного блока, отличающееся тем, что, с целью повьшения помехозащищенности, в нее введены дополнительный прием- 10 ник, выход которого подключен к входу узкополосного фильтра, а также последовательно соединенные блок памяти, цифроанапоговый преобразователь, ключ и вычитающая схема, второй вход 15 которой подключен к выходу усилителя, а выход - к входу аналого-цифрового преобразователя, при этом информационный вход блока памяти подключен к выходу аналого-цифрового преобразо- 20 вателя, а вход записи, вход считы- , вания и адресный вход блока памяти подключены соответственно к второму, третьему и четвертому выходам схемы синхронизации, при этом управ- 5 ляющий вход 1слюча подключен к первому выходу схемы синхронизации, а дополнительный вход аналого-цифрового преобразователя - к второму выходу схемы синхронизации. 0 2, Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с. я тем, что блок памяти содержит последовательно включенные , модуль памяти, регистр, а также-элемент задержки и 5 двухвходовую схему ИЛИ, при этом

выход регистра, служащей выходом блока памяти, пoдJ лючeн к второму входу сумматора, первый вход которого служит информационным входом блока 0 памяти, вход считывания модуля памяти подключен к выходу двухвходовой схемы ИЛИ, первьш и второй входы которой служат соответственно входом считывания и входом записи блока па- мяти, а вход записи модуля памяти

электрически связан через элемент задержки с входом записи блока , при этом адресный вход модуля памяти служит адресным входом блока памяти.

Изобретение относится к геоэлектроразведке по методу вызванной поляризации и предназначено для поисков месторолодений полезных ископаемых. Цель изобретения - повышение помехозапщщенности при изучении полей становления вызванной поляризации. Устройство содержит последовательно соединенные приемник, выпол- . ненный в виде неполяризующихся электродов, усилитель, последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь , регистратор, последовательно соединенные узкополосный фильтр, нуль-орган, схему синхронизации, а также генераторный блок, дополнительный приемник, выход которого подключен к входу узкополосного, фильтраJ а таклш последовательно соединенные блок намлти, цифроаналого- вый преобразователь, ключ и вычитающая схема, второй вход которой подключен к выходу усилителя, а выход к входу аналого-цифрового преобртазо- вателя, нри этом информационны вход блока намяти подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя, а вход записи, с ьнггывация и адресньи вход блока памяти подключены соответственно к второму, третьему и четвертому выходам схемы синхронизации, а дополнительный вход аналого-цифрового преобразователя - к второму выходу схем; синхронизации. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. О sg О5 со

f

ь

IJ

L,™,™

„.if

il, -j , .;-.л-,--,Эijnji

.v-,M r I- - Ь I .,

Фц,.1

izii;

S

t .

.-пгЯсШ л Tin

|25rrti Г- ;iti;;

21 hi r гв

;iti;;

Ф1Аг.З

Составитель И.Абрамова Редактор И.Дербак Техред О.Сопко Корректор А.Обручар

Заказ 2764/46 Тираж 728 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое

предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4