Электроразведочная станция Советский патент 1989 года по МПК G01V3/18 

Изобретение относится к электроразведочной технике и предназначено для измерения и регистрации компонент электромагнитного поля при проведении работ на нефть и газ по методам становления поля, магнитотеллурического зондирования, частотного зондирования вызванньп: потенциалов.

Цель изобретения - повышение точности измерения компонент электромагнитного поля.

На чертеже приведена функциональная схема электроразведочной станции.

Электроразведочная станция содержит каналы с магнитостатическим или индукционным датчиком 1 и усилителем 2, а также каналы для измерения электрического поля с датчиком 3 и усилителем 4, коммутатор 5 каналов,

устройство 6 выборки-хранения (УВХ), первый переключатель 7, счетчик 8, схему ИЛИ 9, цифроаналоговый преобразователь (ЦАЛ) 10, УВХ 11, операционный усилитель (ОУ) 12, второй 13 и третий 14 переключатели, ана- лого-цифровой преобразователь (АЦП) 15, регистр 16, сумматор 17, оперативно-запоминающее устройство (ОЗУ) 18, арифметическо-логическое устройство (АЛУ) 19, оперативно-запоминающее устройство (ОЗУ) 20, магнитный регистратор 21, цифроаналоговый преобразователь (ДАН) 22, устройство 23 визуализации и устройство 24 управления и синхронизации.

Станция работает следуюпц1м об- , разом.

О)

со 4

00

со

Электрические сигналы от датчиков 1 и 3 электромагнитного поля усиливаются входами усилителей 2 и 4 и поступают на коммутатор 5 каналов. Все измерения разбиты на циклы, каждый цикл разбит на 10 тактов. С первого по восьмой такты обрабатываются сигналы входных датчиков, в девятом такте измеряется уровень О и в десятом такте измеряется ступень компенсации входного сигнала.

Коммутатор 5 каналов в каждом такте подключает один из восьми информационных сигналов. Рассмотрим функционирование схемьк на.примере одного, канала. Входной сигнал А поступает на УБХ 6, запоминается в Нем и через замкнутые контакты 1-3 третьего переключателя 14 попадает на вход АЦП 15. Первый переключатель 7 в это время выключен во избежание перегрузки ОУ. АЦП 15 преобразует фиксированную величину входного сигнала по всей шкале в 12-разр.ядный двоичный код, который параллельно поступает в АЛУ 19, а восемь старших разрядов этого кода записываются в регистр 16.. Далее первый переключатель 7 замьпсает контакты 1-3 и сигнал с выхода УВХ 6 поступает на. первый вход ОУ 12. В это время схема ИЛИ. подключает на вход ЦАП 10 8-разрядный код регистра, причем информа.- ция поступает на старшие разряды ЦАП 10, имеющего величину опорного напряжения, равную 10,24 В. С выхода ЦАП 10 аналоговый сигнал через второй переключатель 13 поступает на второй вход ОУ 12. Таким образом, на входы усилителя подается разностный сигнал, который.не превышает значения младшего разряда ЦАП 10 (40 мВ). Эта разность усиливается операционны усилителем, коэффициент усиления ко- торого равен 256, и поступает на вхо АЦП 15 через замкнутые контакты 2-3 третьего переключателя 14. Величина коэффициента усиления выбрана из соображений использования полной шкалы преобразователя. Цифровой код преобразованного сигнала также заносится в АЛУ 19.

После измерения информации по восьми каналам в девятом такте каж- доге происходит измерение сум маркого нулевого смещения напряжени UQ измерительного тракта. По команд устройства управления сбрасывается

регистр 16, нулевой код через схему ИЛИ 9 поступает на ЦАП 10. С выхода коммутатора каналов в этом такте на вход УВХ 6 поступает потенциал земли фиксируется и через замкнутые контакты 1-3 первого переключателя 7 подается на первый вход ОУ 12, на второй вход через переключатель 13 подается выход ЦАП 10, Полученное на выходе усилителя напряжение смещения Uo преобразуется АЦП 15 и заносится в АЛУ 19, где в дальнейшем используется для введения поправки в измеряемые величины.

В десятом такте каждого цикла измеряется поочередно каждая ступень компенсации. По командам устройства 24 управления и синхронизации с помощью счетчика 8 и схемы ИЛИ 9 на вход ЦАП 10 в десятом такте каждого цикла подается последовательно код новой ступени (1, 2, 3,,,,,256). Допустим , что в начале первого цикла счетчик 8 находится в нулевом состоянии и нулевой код через схему ИЛИ 9 подается на ЦАП 10. На выходе ЦАП 10 получим нулевой потенциал, который подается на первьй вход УВХ и запоминается в нем. В следующий момент в счетчик 8 добавляется +1 и на входе ЦАП 10 код становится равным 00000001. На выходе ЦАП 10 получим напряжеьше, равное первой ступени компенсации. С выхода ЦАП 10 через второй переключатель 13 эквивалентный первой ступени потенциал подается на второй вход ОУ 12, а н его первый вход через замкнутые контакты 2-3 первого переключателя 7 - потенциал с выхода УВХ 11. Усилител в 256 раз усиливает разностный сигнал ступени компенсации, и после преобразования на выходе АЦП 15 получается его цифровой эквивалент. Этот код с выхода АЦЦ 15 поступает на первый вход сумматора 17 и далее записывается в ОЗУ 13. В следующем цикле измерений сначала в УВХ 11 запоминается величина первой ступени, затем в счетчик 8 добавляется +1 и на вход ЦАП 10 поступает код 00000010. На входе усилителя получается напряжение второй ступени копенсации, которое также измеряется и подается на вход сумматора 17, де оно складывается с предьщущим значением (первой ступенью), и сумм

записьшается в следующую ячеку ОЗУ 18 и т.д.

После того, как все 256 ступеней будут измерены, в следующем цикле осуи1ествляется измерение Uon . Коммутатор 5 подключает к УВХ 6 прецизионный источник опорного напряжения УВХ 6 фиксирует его величину, и чере замкнутые контакты 1-3 третьего пе- реключателя 14 оно попадает на вход ЛЦП 15, преобразуется и записывается в ячейку ОЗУ 18. Таким образом, в ОЗУ будут записываться коды следующих измеряемых величин: значения входных сигналов по восьми каналам с датчиков магнитного и электричес- кого полей; величины ступеней компенсации (1-256) ЦАП 10 ; смещение Up; цифровое значение опорного на- пряжения эти величины служат в дальнейшем для введения поправок и вычисления истинных значений измеряемых напряжений от датчиков полей.

Формула изобретения

Электроразведочная станция, содержащая несколько измерительных ка- налов, каждый ия которых включает датчик электрического или магнитного поля, подключенный к усилителю, выходы усилителей соединены с коммучем вьгход коммутатора соединен с первым входом первого устройства выборки-хранения, выход которого соединен с первыми входами первого и третьего переключателей, выход первого переключателя соединен с первым входом операционного усилителя, выход которого соединён с вторым входом третьег переключателя, выход которого соединен с первым входом АЦП, выход которого соединен с первым входом регистра, выход которого соединен с вторым входом схемы HJHi, первый вход кото- рой-соединен с выходом счетчика, выход схемы ИЛИ соединен с первьш входом первого цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с первы1-1И входам-i второго переключателя и второй схемы выборки- хранения выход KOTopofi соединен с вторым входом первого переключателя, а выход второго переключателя соединен с вторым входом операционного усилителя, причем выход аналого-цифрового преобразователя также соединен с первыми входами арифметическо-логическог го устройства и сумматора, выход матора соединен с первым входом первого оперативного запоминающего устройства, выход которого соединен с вторым входом сумматора, а выход арифметическо-логического устройства соединен с первым входом второго

Изобретение относится к электроразведочной технике и предназначено для измерения и регистрации компонент электромагнитного поля при проведении работ на нефть и газ. Цель - изобретения повьшение точности измерения компонент электромагнитного поля. В электроразведочную стан1щю, содер- жапгую несколько измерительных каналов, KOMNryTaTop, переключатель, ЦАП, АЦП, АЛУ, ОЗУ, блок управления и синхронизации, магнитный регистратор, введены два переключателя, два УВХ,. счетчик, схема Ш1Н, операционный усилитель, регистр, сумматор, второе ОЗУ, второй НАЛ и ycTpoficTBo визуализации. Введение новых блоков позволяет с шзить погрешности измерения сигналов, что достигается путем сокращения арифметических операций и введением поправки за счет величины ступени компенсации, а также расши- . рением частотного диапазона измеряемых сигналов до 50-100 кГц. 1 ил.

татором, первый пер еключатель, первый .,п оперативного запоминающего устройства.

цифроаналоговый преобразователь, ариф- метическо-логическое устройство, оперативное запоминающее устройство, причем выход оперативного запоминающего устройства соединен с вторым 40 входом арифметическо-логического устройства, блок управления и синхронизации, подсоединенный к коммутатору, магнитному регистратору и арифметическо-логическому устройству, g отличающаяся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия измерений компонент электромагнитного поля, в нее введены второй и третий переключатели, первое gg и второе устройства выборки-хранения, счетчик, схема ИЛИ, операционный усилитель, регистр, сумматор, второе оперативное запоминающее устройство.

выход которого соединен с первым входом магнитного регистратора, выход которого соединен с первьм входом второго цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с первым входом устройства визyaлизaцIiи, блок управления и синхронизации соединен с вторыми входами первого и второго устройства выборки-хранеютя, с входом счетчика, третьим входом схемы ИЛИ, вторым входом первого . цифроаналогового преобразователя, третьим входом операционного усилителя, вторым входом аналого-цифрового преобразователя, ВТОРЫ7-1 входом регистра, четвертыми входами переключателей, третьим, входом сумматора, вторыми входами первого и второго оперативных зaпo fflнaющиx устройств, второго

второй цифроаналоговый. преобразова - gg цифроаналогового преобразователя и

тель и устройство визуализации, привыход которого соединен с первым входом магнитного регистратора, выход которого соединен с первьм входом второго цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с первым входом устройства визyaлизaцIiи, блок управления и синхронизации соединен с вторыми входами первого и второго устройства выборки-хранеютя, с входом счетчика, третьим входом схемы ИЛИ, вторым входом первого . цифроаналогового преобразователя, третьим входом операционного усилителя, вторым входом аналого-цифрового преобразователя, ВТОРЫ7-1 входом регистра, четвертыми входами переключателей, третьим, входом сумматора, вторыми входами первого и второго оперативных зaпo fflнaющиx устройств, второго

устроиства визуализации,