Устройство для моделирования прямых задач электроразведки Советский патент 1988 года по МПК G01V3/00 

Изобретение относится к геофизике и предназначено для использования при физическом.моделировании электро магнитньпс полей, создаваемых в трех- мерных неоднородных средах, в процессе решения задач полевой и сква- жинной электроразведки.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей, новы- шение точности и производительности.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройстваi на фиг.2 - схема размещения узлов на каретке.

Устройство содержит ванну 1, за- полненную электролитом 2 - аналогом вмещающей среды, в которую помещена Модель 3 исследуемой неоднородности. На ванне 1 закреплена основа координатной системы (не показана), по ко- торой передвигается направляющая рейка 4. На рейке 4 имеются координатные отверстия 5, а на ее концах жестко закреплены электродвигатель 6 и опорньш ролик 7. Через вал электрр- двигателя 6 и опорньш ролик 7 пропущена замкнутая петля тросика 8, к которому каретка 9 с приемным диполем 40-1,10-2, предварительным усилителем 11 и фотосчитывателем 12 координатных отверстий 5. -Каретка 9 передвигается под действием электродвигателя 6 по направляющей рейке 4, Предварительный усилитель 11 посредством кабеля 13 соединен с фазочувст вительным детектором 14, соединенным посредством линии 15 связи с аналого цифровым преобразователем (АЦП) 16, соединенным через устройство 17 ввода с микроэвм 18.

Предварительный усилитель 11 посредством ключа 19 может быть присоединен к приемному диполю , 10-2 или к калибровочному устройству 20. Переключение ключа 19 производится микроэвм 18 по линии 21. Импульс синхронизации (сип), свидетельствующий о выполнении команды ключом 19, поступает в микроэвм 18 по линии 22 связи. Токовый канап состоит из источника 23 переменного тока, ключей 24 и 25, возбудителя 26-1 и 26-2 поля, трансформатора 27, прецизионного выпрямителя 28 и АЦП 29. Управление ключами 24 и 25 осуществляется мик- роЭВМ 18 по линиям 30 и 31 соответственно. Сигнал СИП, свидетельствующий о готовности кода АЦП 16 и А1Щ 29, поступает по линиям 32 и 33 со

0

5

0

5

ответственно в элемент И НЕ 34, а затем через схему ИЛИ 33 и вход 36 синхронизации в микроэвм 18.

Микроэвм 18 посредством дешифратора 37 адреса (ДП1А) выбирает периферийное устройство. Сигналы Д1ЧА 37 через элемент И-НЕ 38, линию 39 связи, триггер 40, элемент ИЛИ 35 и вход 36 синхронизации поступают в микроэвм 18, синхронизируя съем информации или выполнение команд. Мик- роЭВМ 18 соединена с внешними устройствами 41. Кинематическая система состоит из двигателя 6, оптоэлект- ронных ключей 42 и 43, ключей 44 и 45 изменения направления движения (Вперед, Назад), третьего триггера 46 направления движения, второго триггера 47 Пуск - Стоп, элемента 48 задержки, первого триггера 49 включения - выключения, источника 50 и фотоприемника 51 фотосчитывателя 12, ключей 52 и 53 направления счета, счетчика .54 и цифрового дисплея 55.

Запуск АЦП 16 и 29 и.компенсатора 56 поляризации электродов приемного диполя 10-1, 10-2 осуществляется соответственно по линиям 57-59, которые синхронизируют микроЭВМ 18 по линиям 60-62. Устройство содержит также линию 63 выхода фотосчитывателя 12 и блок 64 управления и согласования.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом исследований ванну 1 заполняют электролитом 2 - аналогом вмещающей среды, устанавливают модель 3 неоднородности. Размеры модели 3 и удельное сопротивление электролита 2 выбирают в соответствии с геометрическим и электрическим подобием натуре. Направляющую рейку 4 устанавливают в одно из фиксированных положений - профилей, равномерно расположенных по полю ванны 1, Каретку 9 устанавливают в начальную точку, имеющую известные координаты, и запускают устройство, предварительно заложив в память микроЭВМ 18 программу работы установки. По команде микроэвм 18 через ДША 37 устанавливается направление движения и счета. Ключом 19 вход усилителя 11 подключается к калибровочному устройству 20 и запускается АЦП 16,

По готовности тока записывается потенциал О сигнала. Затем запус U08/4

кается АЦП 29 и записывается код сигнала О. После этого ключом 25 к калибровочному устройству 20 подключается источник 23 переменного тока. Записываются значения напряжения и тока стандарт-сигнала. Далее ключ 19 переключает вход усилителя 11 к приемному диполю 10-1, 10-2, а ключ 24 размыкается. По линии 59 запускаетг ю ся компенсатор 56 поляризации элект- родов приемного диполя 10-1, 10-2. По получении сигнала компенсации ЭДС поляризации электродов микроЭВМ 18 осуществляет подачу тока через 15 ключ 25 к возбудителю поля 26-1, 26-2 от источника 23 тока и тем самым возбуждает квазистационарное электромагнитное поле заданной частоты и интенсивности.20

По получении сигнала СИП по линии 33 микроэвм 18 осуществляет производство измерений параметров поля в данной точке стояния каретки 9. По команде микроЭВМ 18 последовательно 25 производится ввод значения напряжения и тока для данной координаты. По выполнении операции микроЭВМ 18 запускает двигатель 6, который приводит в движение каретку 9 посредством зо тросика 8. Через заданное время, определяемое элементом 48 задержки, переключается триггер 49 и включает источник 50 фотосчитывателя 12.При движении каретки 9, на которой закреплен j- фотосчитыватель 12, по направляющей рейке 4 происходит.захват следующего координатного отверстия 5.

В момент захвата фотосчитыватель 12 вырабатывает импульс, поступающий о по линии 63 в триггер 49, и переключает его, выключая источник 50 и через триггер 47, ключи 44 или 45 и даее через оптоэлектронный ключ 42 или 43 электродвигатель 6, и одно- 5 временно через элемент И-НЕ 34 синхронизирует микроэвм 18. Этот же импульс через ключ 52 или 53 в зависимости от состояния триггера 46 увеличивает или уменьшает показания CQ счетчика 54 и отображает результат на цифровом дисплее 55. МикроЭВМ 18, получив подтверждение по линии 63 от фотосчитывателя 12 о том, что измерительная каретка 9 стоит на задан- gg яой точке, вьщает разрешение на производство измерений.

Разность потенциалов, характеризующая электромагнитное поле в точ05

ке, снимается посредством электродов приемного диполя 10-1,10-2 и поступает через приемный усилитель 11, кабель 13, фоточувствительный детек- тор 14 и АЦП 16 в микроэвм 18, после чего код значения тока А1ЦТ 29 вводится в микроэвм 18. По выполнении этого цикла операций вновь включает ся электродвигатель 6, который передвигает каретку 9 в новую точку, после чего цикл измерений по всему профилю повторяется, микроЭВМ 18 обрабатывает результаты измерений и вы дает результаты в виде графиков. Для выполнения площадной съемки направ,- ляющую рейку 4 передвигают на задан- иые профили по полю ванны 1 и измеряют значения поля по каждому профилю. Результаты измерений могут быть представлены в виде графиков и карт равных значений поля.

Формула изобретения

Устройство для моделирования пря мых задач электроразведки, содержаще модель, подобную геометрически и электрически исследуемому объекту, включающую электролитическую ванну, источник питания, излуч атель поля, измеритель поля, координатную систему и устройство управления, отличающее ся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, повьш1ения точности и производительности, электролитическая ванна выполнена с возможностью размещения моделирующей неоднородности электродов излучателя поля и электродов из- мерителя поля, устройство управле- .ния выполнено в виде микроЭВМ, источник питания содержит генератор переменного тока, первый и второй ключи, трансформатор тока, выпрямитель, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) тока, при этом выход генератора переменного тока соединен с входами трансформатора ока, первого и второго ключей, выход второго ключа соединен с измерителем поля, а выход трансформатора тока соединен с входом микроэвм через выпрямитель и АЦП тока, измеритель поля содержит дифференциальный ключ, предварительный усилитель, фазочувствительный выпрямитель (ФЧВ), АДП напряжения и ка либратор, при этом электроды измерителя поля соединены с первым входом

Дифференциального ключа, выход которого соединен через предварительный усилитель, ФЧВ и АЦП напряжения с йходом мини-ЭВМ, при этом второй вход Дифференциального ключа источника ifoKa, координатная система содержит Йаправляющую рейку, электродвигатель саперный ролик, тросик, каретку, фото- с|читыватель с фотоприемником и ис- т|очни ком света и блок определения ко- 4рдинат, При этом направляющая рейка установлена на ванне, снабкен-а коор- 4инатными отверстиями, на противопо- фжных концах направляющей рейки ус- 1 ановлены электродвигатель и опорный Г олик, через шкивы которых пропущена замкнутая петля тросика с прикреплен- кареткой, которая соединена с Электродами измерителя поля и на ко-

торой помещены предварительный уси,

литель и фотосчитыватель координатны отверстий, блок определения, координа содержит счетчик, первый и второй триггеры, элемент задержки и два оптоэлектронных ключа, при этом выход фотоприемника фотосчитывателя соединен с входом счетчика, с первыми входами первого и второго триггеров и через систему синхронизации - с входом микроэвм, выход первого триггера соединен с входом источника света фотосчитывателя, второй вход второго триггера соединен с выходом микроэвм, а его выход соединен через оптоэлектронные ключи с обмотками электродвигателя, а также через элемент задержки соединен с вторым входом первого триггера.

Изобретение относится к геофизике и предназначено для использования при физическом моделировании электромагнитных полей, создаваемых в трехмерных неоднородных средах, в процессе решения задач полевой и скважинной электроразведки. Цель - расширение функциональных возможностей, повышение точности и производительности . Устройство для моделирования прямых задач электроразведки содержит модель, подобную геометри- чески и электрически исследуемому объекту, источник тока, излучатель поля, измеритель поля, координатную систему, устройство управления, ванну с электролитом, куда помещены модель, электроды излучателя поля и электроды измерителя поля. Устройство управления выполнено в виде мик- роЭВМ. Источник тока содержит генератор переменного то ка, первый и второй-ключи, трансформатор тока, выпрямитель, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) тока. Измеритель поля содержит дифференциальный ключ, предварительный усилитель, фазочувствитель- ный выпрямитель (ЛИВ), АЦП напряжения и калибратор. Координатная система содержит направляющую рейку, электродвигатель, опорный ролик, тросик, каретку, фотосчитыватель с Фотоприемником и источником света и блок определения координат. При этом направляющая рейка установлена на ваине, снабжена координатными отверстиями, на противоположных концах направляющей рейки установлены электродвигатель и опорный ролик, через шкивы ко-. торых пропущены замкнутая петля и тросик с прикрепленной кареткой, которая соединена с электродами измерителя поля отверстий и на которой помещены предварительный усилитель и фотосчитыватель координатных отверстий. Разность потенциалов, характеризующая электромагнитное поле в заданной точке, снимается с помоп1ью электродов измерителя при движении каретки в направляющей рейке. 2 кл. ш (Л j: о 00 4 О ел

М

фигг