УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ Советский патент 1995 года по МПК G01V3/02 

Изобретение относится к геоэлектроразведке с использованием нестационарных электромагнитных полей искусственных источников. Оно предназначено для синхронизации работы измерителей методами вызванной поляризации, заряда, переходных процессов, зондирований становлением электромагнитного поля, дипольных электрических зондирований при проведении электроразведочных работ с одним и более комплектами измерителей параллельно при генераторной группе.

Цель изобретения повышение точности измерений и снижение энергозатрат.

На фиг. 1 дана структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 структурная схема генераторной части с развернутым изображением блока задержки управляющих импульсов; на фиг. 3 структурная схема приемно-измерительной части с развернутым изображением блока формирования синхроимпульсов; на фиг. 4 эпюры напряжения в датчике первичного поля; на фиг. 5 эпюры напряжения на выходе выпрямителя; на фиг. 6 импульсы напряжения на выходе дискриминатора уровня; на фиг. 7 импульсы напряжения на входе схемы делителей частоты; на фиг. 8-10 импульсы напряжения на выходах последовательно соединенных интегральных таймеров; на фиг. 11-13 импульсы напряжения на выходах схем И.

Устройство содержит генераторную часть 1, состоящую из блока 2 управляющих импульсов, к выходам которого подключен блок 3 задержки управляющих импульсов, выходы которого связаны с входами инвертора 4, другой вход инвертора соединен с источником тока 5, а выход с датчиком 6 первичного поля в виде заземленной линии или незаземленной петли, приемно-измерительную часть, имеющую приемный датчик 7 вторичного магнитного поля с предусилителем 8 и датчик 9 электрического поля, выходы которых через переключатель рода работы 10 соединены с входом приемного устройства 11, состоящего из последовательно соединенных усилителя 12 с регулируемым коэффициентом усиления, выпрямителя 13, блока формирования синхроимпульсов 14 и времязадающего блока 15, соединенного с блоком 14 и с управляющим входом стробирующего измерителя 16, сигнальный вход которого соединен с выходом переключателя 10.

В генераторной части блок 3 задержки управляющих импульсов содержит три цепи, связанные по входам с соответствующими выходами блока 2 управляющих импульсов, а по выходам с соответствующими входами инвертора 4. Первая цепь состоит из последовательно соединенных первого входа блока 3, схемы НЕ 17, интегрального таймера 18, схемы НЕ 19 и первого выхода блока 3. Вторая цепь включает две двухвходовые схемы И-НЕ 21 и 22, первые входы которых соединены между собой и с вторым входом блока 3, а вторые входы схем И-НЕ 21 и 22 соединены соответственно с инверсным и прямым выходами IK-триггера 20. Выход схемы И-НЕ 21 соединен с входом двухвходовой схемы ИЛИ-НЕ 24, а выход схемы И-НЕ 22 через схему интегрального таймера 23 с вторым входом схемы ИЛИ-НЕ 24, выход которой является вторым выходом блока 3. Третья цепь состоит из третьих входа и выхода блока 3, соединенных между собой и с входом IK-триггера 20, К-вход которого связан с первым входом блока 3. Приемно-измерительная часть блок 14 формирования синхроимпульсов включает схему дискриминатора уровня 25, вход которого связан с выходом выпрямителя 13, а выход с первыми входами двухвходовых схем И 26, 27, 28, 40 и с К-входом IK-триггера 39, I-вход которого соединен с выходом двухвходовой схемы ИЛИ 38, а выход через схему И 40 с первым входом схемы делителей частоты 33, второй вход которой соединен с одним из выходов времязадающего блока 15, а выход с одним входом схемы ИЛИ 38 и через схему НЕ 34 с тремя последовательно соединенными интегральными таймерами 35, 36 и 37, выходы которых нагружены соответственно на вторые входы схем И 26, 27, 28, выходы которых через включатели 29, 30, 31 соответственно соединены с входами трехвходовой схемы ИЛИ 32, выход которой связан с входом времязадающего блока 15. Схемы пуска 41 связана с другим входом схемы ИЛИ 38.

Устройство работает следующим образом. Блок 2 вырабатывает последовательность однополярных прямоугольных импульсов длительностью Т и скважностью, равной двум, и распределяет их в соответствии с заданным оператором режимом по трем цепям для управления тремя плечами тиристорного инвертора 4. Распределенные по трем цепям управляющие импульсы подаются на три входа блока 3 задержки управляющих импульсов.

Управляющие импульсы, действующие на первом входе блока 3 и предназначенные для отпирания соответствующего плеча тиристорного инвертора 4, подключающего источник тока 5 к датчику 6 первичного поля в отрицательной полярности, подаются через схему НЕ 17 на вход запуска интегрального таймера 18, с выхода которого задержанные на время ΔТ управляющие импульсы поступают на первый вход инвертора 4.

Управляющие импульсы, действующие на втором входе блока 3 и предназначенные для отпирания соответствующего плеча тиристорного инвертора 4, переключающего источник тока 5 с датчика 6 первичного поля на балласт (на чертежах не показан), подаются на первые входы двух логических схем И-НЕ 21 и 22, одна из которых открыта, а другая закрыта напряжениями, подаваемыми в противофазе на их вторые входы с выходов IK-триггера 20, I- и К-входы которого соединены соответственно с третьим и первым входами блока 3, а режим работы триггера 20 задан таким, что после управляющего импульса, действующего на первом входе блока 3, триггер 20 открывает схему И-НЕ 21 и пропускает управляющий импульс с второго входа блока 3 через схему ИЛИ-НЕ 24 на второй вход инвертора 4, а после управляющего импульса, действующего на третьем входе блока 3, триггер 20 открывает схему И-НЕ 22 и пропускает управляющий импульс с второго входа блока 3 на вход запуска интегрального таймера 23, с выхода которого этот импульс, задержанный на время Δ Т, через схему ИЛИ-НЕ 24 также поступает на второй вход инвертора 4.

Управляющие импульсы, действующие на третьем входе блока 3 и предназначенные для отпирания соответствующего плеча тиристорного инвертора 4, подключающего источник тока 5 к датчику 6 в положительной полярности, передаются без изменения на третий вход инвертора 4.

Таким образом, генераторной частью 1 в датчике поля 6 вырабатываются мощные токовые импульсы положительной и отрицательной полярностей длительностью соответственно Т + Δ Т и Т Δ Т, разделенные паузами продолжительностью Т (см. фиг. 4).

В зависимости от принятой методики исследований датчик 6 первичного поля может быть представлен либо заземленной линией, либо незаземленной петлей.

Неустановившиеся электромагнитные поля изучаются с помощью датчиков магнитного 7 или электрического 9 полей. Сигнал с выхода одного или другого датчика через переключатель 10 поступает на сигнальный вход стробирующего измерителя 16 и на вход усилителя 12 с регулируемым в зависимости от уровней этого сигнала коэффициентом усиления. С выхода усилителя 12 усиленный сигнал проходит на выпрямитель 13, напряжение на выходе которого для случая подключения на вход измерителя датчика 7 магнитного поля через предусилитель 8 показано на фиг. 5. Это напряжение подается в блок формирования синхроимпульсов 14 на вход амплитудного дискриминатора 25, предназначенного для выдачи мощного короткого импульса при превышении входным сигналом установленного оператором уровня дискриминации. Импульсы с выхода дискриминатора 25 (см. фиг. 6) поступают на первые входы трех двухвходовых схем И 26, 27, 28 и через схему И 40 на установочный вход схемы делителей частоты 33 для установки последней в исходное состояние. На выходе схемы делителей частоты, работающей под действием тактовых импульсов, поступающих на ее счетный вход с одного из выходов времязадающего блока 15, после каждой установки в исходное состояние вырабатывается через время, равное Т 1,5 Δ Т, короткий импульс (см. фиг. 7), который после инвертирования схемой НЕ 34 запускает цепочку из трех последовательно соединенных интегральных таймеров 35, 36 и 37, на выходах которых поочередно появляются положительные импульсы длительностью Δ Т (см. фиг. 8-10), посылаемые соответственно на вторые входы схем И 26, 27, 28 для их отпирания.

Таким образом, после импульса, выработанного дискриминатором уровня 25, схемы И 26, 27, 28 поочередно откроются на время ΔТ. Причем схема И 26 откроется через промежуток времени, равный Т 1,5 ΔТ, схема И 27 через промежуток времени, равный Т 0,5Δ Т, и схема И 28 через промежуток времени, равный Т + 0,5 ΔТ. Очередной импульс, выработанный дискриминатором уровня 25 и следующий через интервал времени, равный Т ± ΔТ, за предыдущим импульсом, пройдя на выход схемы И 26, если длительность этого интервала составляет Т Δ Т, или на выход схемы И 27, если длительность интервала равна Т, либо на выход схемы И 28 при длительности интервала, равной Т + Δ Т (см. фиг. 11-13).

Следовательно, импульсы, действующие на выходах схем И 26, 27, 28, будут жестко привязаны соответственно к окончанию отрицательного токового импульса в нагрузке (см. фиг. 11), к окончанию каждой паузы (см. фиг. 12) и к окончанию положительного токового импульса в нагрузке (см. фиг. 13). Эти синхроимпульсы через включатели 29, 30, 31 по желанию оператора могут быть переданы на выход логической схемы ИЛИ 32 и далее на вход стандартного времязадающего блока 15 для установки его в исходное состояние. На двух выходах времязадающего блока 15 после сброса через заданное оператором время стробирования вырабатываются две серии коротких положительных импульсов, поступающих на управляющие входы стробирующего измерителя 16 для обработки измеряемых сигналов с последующим накоплением с помощью стандартного дифференциального накопителя (на чертежах не показан).

Для повышения помехозащищенности схем формирования синхроимпульсов в блоке 14 применено автоматическое отключение установочного входа схемы делителей частоты 33 от выхода дискриминатора уровня 25 на время, равное Т 1,5 ΔТ, после выработки дискриминатором очередного импульса. Для этого введена цепь, состоящая из схемы ИЛИ 38, вход которой соединен с выходом схемы делителей частоты 33, а выход с I-входом IK-триггера 39, К-вход которого подключен к выходу дискриминатора уровня 25, а выход к второму входу схемы И 40. Запуск блока 14 формирования синхроимпульсов осуществляется кнопкой "Пуск" 41, связанной с вторым входом логической схемы ИЛИ 39.

Изобретение относится к геофизике и может быть использовано при синхронизации работ измерителей методами вызванной поляризации, зондирований становлением магнитного поля, дипольных зондирований. Целью изобретения являются повышение точности и снижение энергозатрат. Для этого в устройство для георазведки введены блок задержки управляющих импульсов, подключенный между блоком управляющих импульсов и инвертором и кодирующий по длительности импульсы тока (и паузы между ними), которые вырабатывает источник тока. Блок формирования синхроимпульсов подключен в приемном устройстве между выходом выпрямителя и входом времязадающего блока, формируя тем самым синхроимпульсы, жестко привязанные к окончанию каждой паузы и токовых импульсов как положительной, так и отрицательной полярности. 2 з.п. ф-лы, 13 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ, включающее генераторную часть, имеющую блок управляющих импульсов и инвертор, включенный между источником тока и датчиком поля, приемо-измерительную часть, состоящую из приемных датчиков, один из которых подключен к усилителю, соединенных с приемным устройством, содержащим переключатель рода работы, который подключен к входу стробирующего измерителя и входу усилителя, подключенного к выпрямителю, а также времязадающего блока, соединенного с управляющим входом стробирующего измерителя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений и снижения энергозатрат, в него введены блок задержки управляющих импульсов, подключенный в генераторной части между блоком управляющих импульсов и инвертором, и блок формирования синхроимпульсов, первый вход которого подключен к выходу выпрямителя, а второй к выходу времязадающего блока, а выход блока формирования синхроимульсов соединен с входом времязадающего блока. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок задержки управляющих импульсов содержит три цепи, первая из которых состоит из последовательно соединенных первой схемы НЕ, интегрального таймера и второй схемы НЕ, выход которой является первым выходом блока задержки управляющих импульсов, вторая цепь включает первую и вторую двухвходовые схемы И-НЕ, первые входы которых соединены между собой и вторым входом блока задержки управляющих импульсов, вторые входы первой и второй схем И-НЕ соединены соответственно с прямым и инверсным выходами IK-триггера, а выход первой схемы И-НЕ через схему интегрального таймера связан с входом двухвходовой схемы ИЛИ-НЕ, другой вход которой соединен с выходом второй схемы И-НЕ, а выход схемы ИЛИ-НЕ является вторым выходом блока задержки управляющих импульсов, в третьей цепи третий вход и третий выход блока задержки управляющих импульсов соединены между собой и с входом IK-триггера, K вход которого связан с первым входом блока задержки управляющих импульсов. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок формирования синхроимпульсов содержит схему пуска, соединенную с входом двухвходовой схемы ИЛИ, схему дискриминатора уровня, вход которой является первым входом блока формирования синхроимпульсов, а выход связан с первыми выходами четырех двухвходовых схем И и с K-входом IK-триггера, I-вход которого соединен с выходом двухвходовой схемы ИЛИ, а выход через схему И с первым входом схемы делителей частоты, второй вход которой является вторым входом блока формирования синхроимпульсов, а выход соединен с вторым двухвходовой схемы ИЛИ и через схему НЕ с тремя последовательно соединенными интегральными таймерами, выходы которых нагружены соответственно на вторые входы трех двухвходовых схем И, выходы которых через включатели соединены с входами трехвходовой схемы ИЛИ, выход которой является выходом блока формирования синхроимпульсов.