Устройство для геоэлектроразведки Советский патент 1987 года по МПК G01V3/06 

Изобретение относится к геофизике, а более конкретно - к информационно-измерительным устройствам геоэлектроразведки переменным магнитным полем.

Цель изобретения - повышение точности и разрешающей способности измерений в дисперсных средах с изменяюш,имися во времени параметрами.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генератор 1 первичного поля, первый двухпозиционный ключ 2, усилитель 3 мош.ности, излучатель 4, первый 5 и второй б датчики поля, первый 7 и второй 8 усилители, первый 9 и второй 10 фильтры, первый 11 и второй 12 дополнительные умножители, входяшие в состав первого и второго (/ 1 и 2) каналов приемника, второй 13 и третий 14 двухпозиционные ключи, блок 15 измерения взаимных спектров, блок 16 измерения автоспектров, блок 17 вычисления компенсируюшего оператора, блок 18 памяти, блок 19 коррекции, блок 20 отсчета временных интервалов, вспомогательный блок 21 памяти, блок 22 экстраполяции, умножитель 23, сумматор 24, регистратор 25, генератор 26 синусоидального напряжения, генератор 27 линейно нарастаю- шего напряжения и делитель 28.

Устройство работает следующим образом.

Устройство работает в двух режимах: настройки и измерения.

В режиме настройки первый 2, второй 13 и третий 14 двухпозиционные ключи устанавливаются в первое (нижнее на схеме) положение. В этом положении генератор 1 первичного поля отключен от излучателя. На первый 5 и второй 6 датчики поля воздействует только поле помех. В отсутствие сигналов от генератора 26 синусоидального напряжения и генератора 27 линейно нарастающего напряжения на выходе i-ro канала (г 1 и 2) создается переменное по времени t напряжение И{1), которое можно представить в виде зависимости

U{i) у,{/)-Ро(0.

где yi(t - сигнал собственно помехи на выходе -го канала;

Ро(0 - переменный коэффициент, учитывающий факт конечности времени Т анализа сигналов помехи

(для интервала -

.Г 2

значение Ро(0 1. вне указанного интервала Ро().

При наличии указанных сигналов за счет введения с помощью первого 11 и второго 12 дополнительных умножителей в оба канала отношения сигналов от генератора 26 синусоидального напряжения и генератора 27 линейно нарастающего напряжения и предварительной фильтрации усиленных первичных сигналов создаются условия для формирования поправочного переменного коэффициента в виде симметричной относительно момента Г О знакопеременной затухающей функции вида

р, . Sin()

n-Af-/

где Af - параметр затухания.

Поправочный переменный коэффициент P(t) в частотной области является константой

вида --г в интервале частот

f

f.

Использование поправочного переменного коэффициента P(t} соответствует фильтрации исследуемого сигнала помехи набором фильтров с постоянной характеристикой в полосе пропускания, равной А/ для каждого фильтра.

На входы блока 15 измерения взаимных спектров и блока 16 измерения автоспектров поступают мгновенные спектры, форма которых практически не искажается за счет конечности времени анализа исследуемых сигналов помех в каждом канале. При этом измеряются авто- и взаимный спектры Sii(/) и (f), близкие к истинным.

В первом положении двухпозиционных ключей 2, 13 и 14 для момента времени to вычисляется значение компенсирующего оператора LO(/). которое перемещается в блок 18 памяти, причем

,,(/) S,2(f)GUf}

где Gm(f) - функция передачи среды от источников помех в момент времени 0Функция Gm(f) передачи среды в первом приближении линейно изменяется во време- ни, т. е.

Gin(f} G°.(f)-Ki-f; G,,

где /С, - постоянный коэффициент.

Зависимость текущей величины компенсирующего оператора Li(f) от времени t имеет вид:

7 .ff} - - ) 1 4- f 1 2 X

(UJ - „о /f 1 -г /

G nUrи inО 2л

Х()

или, приняв за начало отсчета момент времени to, имеем:

L,(f)U(f)l+atl a,(Jin (J2n

Затем, не меняя положения двухпозиционных ключей 2, 13 и 14, проводят повторHOC измерение. На выходе блока 17 вычисления компенсирующего оператора получают значение L(f), соответствующее моменту времени т: t-to. На блок 19 коррекции одновременно подают величины L-,(f) с блока 17 вычисления компенсирующего оператора, LO(/) с блока 18 памяти и т с блока 20 отсчета временных интервалов. В блоке 19 коррекции определяют величину коэффициента а на основе соотношения

а

kCfbiM)

Mf)

Значение а заносят во вспомогательный блок 21 памяти. Одновременно с этим в блоке 18 памяти происходит обновление записи, куда вместо Lo(f) заносится величина Lr(f). Сигналы от блока 18 памяти, вспомогательного блока 21 памяти и блока 20 отсчета временных интервалов поступают в блок 22 экстраполяции, с выхода которого сигнал, соответствующий значению компенсирующего оператора, поступает на первый вход умножителя 23, на второй вход которого поступает сигнал помехи с выхода первого фильтра 9. Сигнал с выхода умножителя 23 поступает на первый вход сумматора 24, на второй вход которого поступает сигнал помехи с выхода второго фильтра 10. Суммарный сигнал поступает на регистратор 25 в качестве сигнала настройки.

В режиме измерения двухпозиционные ключи 2, 13 и 14 переключают во второе положение (верхнее на схеме). При этом на первый 5 и второй 6 датчики помимо сигнала помехи воздействует сигнал от излучателя 4. В этом режиме с выходов первого 9 и второго 10 фильтров на соответствующие входы умножителя 23 и сумматора 24 поступают сигналы, несущие информацию об исследуемом геологическом объекте и о фоне помех. Синхронно с переключением ключей блока 20 отсчета временных интервалов начинает отсчет времени с нуля. Для компенсации помех используется текущее значение компенсирующего оператора /-(/),

которое получается с помощью блока 22 экстраполяции, на который со вспомогательного блока 21 памяти подается значение коэффициента а, с блока 18 памяти - значения компенсирующего оператора ) НС блока 20 отсчета временных интервалов - отсчет времени, прошедщего с момента определения компенсирующего оператора L-,(f}. На выходе блока 22 экстраполяции получается текущее значение компенсирую- щего оператора Lt(f), соответствующее данному моменту времени. Это значение подается на первый вход умножителя 23, что позволяет компенсировать помеховую составляющую в результирующем сигнале на входе регистратора 25.

Формула изобретения

Устройство для геоэлектроразведки по авт. св. № 913306, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности и разрещаю- щей способности измерений в дисперсных средах с изменяющимися во времени параметрами, устройство содержит первый и второй фильтры, первый и второй дополнительные умножители, генератор синусоидального напряжения, генератор линейно нарастающего напряжения и делитель, при этом выход первого фильтра соединен с первым входом первого дополнительного умножителя и вторым входом умножителя, выход второго фильтра соединен с первым входом второго дополнительного умножителя и вторым входом сумматора, выходы генератора синусоидального напряжения и выход генератора линейно нарастающего напряжения соединены с входами делимого и делителя блока делителя, выход которого соединен с вторыми входами первого и второго дополнительных умножителей, выходы которых соединены через контакты второго и третьего двухпозиционных ключей с входами соответственно, блока измерения взаимных спектров и блока измерения автоспектров.

Изобретение относится к геофизике, а более конкретно - к устройствам геоэлектроразведки переменным электромагнитным полем и является дальнейшим усовершенствованием изобретения по а. с. № 913306. Целью изобретения является повышение точности и разрешаюшей способности измерений в дисперсионных средах с изменяющимися во времени параметрами. Устройство дополнительно содержит первый и второй фильтры, первый и второй дополнительные умножители, генератор синусоидального напряжения, генератор линейно нарастающего напряжения и делитель. Введение дополнительных блоков позволяет компенсировать помеховую составляющую в результирующем сигнале на входе регистратора благодаря учету конечности времени анализа сигналов помехи формированием поправочного коэффициента P(t) в виде симметричной знакопеременной затухающей функции вида P(t 51п(лА/)/(л-Д/ /), где Д/ - параметр, характеризующий скорость затухания функции. 1 ил. с со со ел KJ