Устройство для регистрации сигнала самопроизвольной поляризации Советский патент 1990 года по МПК G01V3/08 G01V3/26 

Изобретение относится к геофизической аппаратуре и предназначе но для измерения и регистрации сигнала самопроизвольной поляризации как в аналоговой, так ив цифровой форме.

Целью изобретения является повы- щение помехозащищенности, точности, измерения сигнала самопроизвольной поляризации и расширение области применения за счет обеспечения согласования с ЦИФРОВОЙ телеметрической системой.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - структурная схема блока цифровой обработки сигналов.

Устройство для регистрации сигнала самопроизвольной папяризации со- ; держит переключатель 1 рода работ на четыре положения и два направления. . В первом положении вход первого направления переключателя I подключен к регулируемому источ ику 2 напряжения смещения, а вход второго направления

-ч1

05

к приемнику 3, Во втором положении вход первого направления переключателя 1. подключен к общей шине, а вход второго направления-. источнику 4 опорного напряжения, в третьем положении вход первого направления переключателя 1 подключен к регулируемому источнику 2, а вход второго направления - к общей шине, в четвертом по- Q ложенки оба входа первого и второго направлений подключены к инвертирующему и I неинвертирующему входам аналогового вычитателя 5 соответственноJ выход которого подключен к аналогоЕо- 5 му входу блока цифровой обработки сигналов, вход опорного напряжения которого подкпючен к выходу источкн- ка 4 опорного напряжения, вход син- хронизацйи блока 6 подключен к выхо- 20

ду генератора 7 синхроимпульсов. Аналоговый выход блока 6 подключен через масштабируюпц1й усилитель 8 к входу аналогового регистратора 9, цифровой выход блока 6 подключен к 25 первому входу элемента И 10, и к стартовому входу сдвигового регистра 11, выход синхронизации блока 6 подклкг- чен через инвертор 2 к второму в::о- ду элемента И Ю, выход перепал 1егия блока 6 подключен к информационному входу сдвигового регистра 11, вход разрешения работы- которого заземлен а а1ход конца преобразования подкп:ю чен через унвертор 13 к первому входу элемента И 14, информационные выходы сдвигового регистра 11 подключены к информационным входам буферного регистра 15, .синхронизирующий вход которого подключен к выходу элемента И 14, выходы,- к информационным входам цифровой телеметрич«5ской CHCTeivibi 16,вход разрешения выдачи - к выходу цифровой телеметрической систем.г 16 Импульс сопровождения записи (ИЗС), дз при этом второй вход элемента И 14 подкпючен к выходу цифровой телеметрической системы 16 Канальный и1-г пудьс (КИ).

Блок цифровой обработки сигналов .(фиг, 2) содержит аналого-цифровой преобразователь (АЦ11) 17, цифровой фильтр 18, цифроаналоговый преобразователь. (ЦДЛ) 19, ок 20 цифрового вывода, схему 21 синхронизации,

В качестве переключателя можно использовать двухплат.ный . переключатель ria четыре положения и два направления, вычитатель и масштабирующий усилитель

30

40

50

55

5 0

5 з

0

0

0

5

собраны на операционных усилителях, - в качестве генератора синхроимпульсов использован генератор, собранный на логических элементах И-НЕ и кварцевом резонаторе на I мГц. Блок 20 цифрового вывода представляет собой известный последовательный девятиразрядный регистр.

Устройство работает в двух режимах: калибровка и измерение.

Режим калибровки осуществляется на трех уровнях входного напряжения: уровне нуля, максимальном входном напряжении и напряжении смещения.

Наличие режима .калибровки обеспечивает учет погрешностей измерительного тракта за счет компенсации дрейфа нуля,,. неединичного коэффициента передачи АЦП, ЦАП блока 6. Кроме того, в этом режиме производится фик- сация значения напряжения смещения на регистраторе, которое необходимо учитывать при интерпретации результатов измерений,

Режим проверки уровня нуля измерительного тракта осуществляется установкой переключателя 1 в четвертое положение. При этом напряжение смещения компенсируется в аналоговом вычитате- ле 5 и на аналоговом входе блока 6 устанавливается уровень нуля. При этом дрейф нуля на выходе цифрового фильтра блока 6 компенсируется масштабирующим усилителем 8, Режим калибровки чувствительности регистратора осуществляется установкой переключателя 1 во второе положение, при этом опорное напряжение от источника 4 поступает на аналоговый вход блока 6 и на аналоговом, выходе блока 5 имеется максимальное напряжение, по которому и выбирается чувствительность регистратора 9,,Режим калибровки напряжения смещения осуществляется установкой переключателя 1 в третье положение. При этом регулируемой источник 2 напряжения смещения переключается к аналоговому входу блока 6, с выхода которого отфильтрованный сигнал поступает; через масштабирующий усилитель 8 на регистратор 9, При этом обеспечивается возможность вое- становления исходного сигнала при интерпретации результатов измерений.

Таким образом, режим калибровки обеспечивает полную сквозную калибровку измерительного тракта во всем диапазоне измерения сигнала самопроизвольной поляризации как при аналоговой, так и при цифровой регистрации сигнала.

В режиме измвре1гия переключатель 1 устанавливается в первое положение . При этом сигнал самопроизвольной поляризации зарегистрированный приемником 3, поступает на аналоговый вы- читатель 5, где из него вычитается постоянная составляющая, равная значению, установленному на регулируемом

источнике 2 напряжения смещения. После этого сигнал самопроизвольной поляризации- поступает на аналоговый вход блока 6, В последнем аналоговый сигнал поступает на АЦП, где оцифровывается и передается на вход цифрового фильтра. При этом основным определяющим критерием выбора параметров цифрового фильтра является сохранение физически правильного сигнала самопроизвольной поляризации на входе регистратора. Для фильтрации сигнала используется фильтр нижних частот вто рого порядка. Применение фильтров более высоких порядков затягивает фронты сигнала и, таким образом, снижает разрешение мелко структурных изменений по стволу скважины.

Для выбора коэффициентов фильтра определяют к нему требования: частота дискретизации выбирается из усло- где

ВИЯ

-л,«кс «- v«Kt максимальная гармоника в сигнале. Для сигнала ПС Гц, поэтому Гц. Так как фаза прихода сигнала ПС произвольная, то требуется запас частоты дискретизации 3-5, т.е. -2000 Гц. Окончательно частота дискретизации выбирается исходя из частоты стандартного кварцевого резонатора генератора 7 синхроимпульсов. Цифровой сигнал с выхода цифрового фильтра поступает на ЦАП и через масштабирующий усилитель 8 поступает на аналоговый регистратор. Наряду с аналоговым выводом осуществляется цифровой вывод через вывод переполнения блока 6. При этом через цифровой выход шдает- ся сигнал разрешения старта на сдвиго вьй регистр 11.

Синхронизирую1Щ1е импульсы с блока 6 поступают на синхронизирующий вход сдвигового регистра 11 при наличии сигнала разрешения на цифровом твыходе блока 6. Для этого они объединяются на элементе И 10. Информационный сигнал поступает с выхода переполнения

блока 6 на информационный вход сдвигового регистра 11. При наличн и О..-, на стартовом входе сдвигового регистра 1 1 в старший разряд загшсывается О, а во все остальные . При этом при записи последовательных данных по информационному входу D данные в сдвиговом регистре 11 сдвигаются. При приеме восьми разрядов на выводе конца преобразова1-тя вырабатывается импульс, который проходит через ин- вертор 13 и поступает на вход элемента И 14. Причем при отсутствии канального импульса цифровой телеметри- че ской системы 16 информация переписывается в буферный регистр 15. При . наличии канального импульса информация о сигнале самопроизв.ольной поляризации передается в цифрову телеметрическую систему по импульсу сопровождения записи.

Формула изобретения

Устройство для регистрации сигнала самопроизвольной поляризации, содержащее приемрик, масштабирующий -усилитель, генератор синхроимпульсов, сдвиговый регистр, отличающ е е с я тем, что, с целью повышения помехоза1цищенности, то.чности измере- 1-шя сигнала самопроизвольной поляризации и расширения области применения за счет обеспечения согласования

с цифровой телеметрической системой,, в нгго введе№1 аналоговый вывдтатель, регулируемый источник напряжения смещения, переключатель роста.работ, блок цифровой обработки сигналов, источник опорного напряжения, буферный регистр, два элемента И, два инвертора, первый, третий и четвертый кон- такты первого направления и четвертый контакт второго направления переклю-

чателя рода работ объединены и под-.и. 1слючены к выходу регулируемого источника напряжения смещения, первый и второй контакты второго направления переключателя рода работ соединеН(1 с выходом приемгшка и выходом источника опорного напряжения соответственно, второй контакт первого напг. равления и третий контакт второго направления переключателя рода работ

.подключены к общей шине, переключатели первого и второго направлений подключены к первому и второму входам аналогового вычитателя соответствен- . но, выход которого подключен к анало ,

говому входу блока цифровой- обработки сигналов, вход опорного напряже- И1Я которого подключен к выходу источника опорного напряжения, вход синхронизации блока цифровой обработки сигналов подключен к выходу гене- р|атора синхроимпульсов, аналоговый в|ыход блока цифровой обработки сигна- л|ов подключай через масштабирующий уЬилитель к входу аналогового регист- pjaropa, ци4фоврй выход блока цифровой о{5работки. сигналов подключен к перво- Цг входу первого элемента И и к стар- трвому входу сдвигового регистра, вы- синхронизации блока цифровой об- 1)|аботки сигналов подключен через пер- н|ый инвертор к второму входу первого э|лёмвнта И, выход которого подключен i синхронизирующему входу сдвигового р|егистра, выход переполнения блока

цифровой обработки сигналов подключен к информационному входу сдвигового регистра, вход разрешения работы которого заземлен, а выход конца преобразования сдвигового регистра подключен через второй инвертор к первому ВХОДУ второго злемента И, информационные выходы сдвигового регистра подключены к информационным входам буферного регистра, синхронизирующий вход которого подключен к выходу второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом канального им- пульса цифровой телеметрической системы, информационные входы которой соединены с информационными выходами буферного регистра, вход разрешения передачи которого соединен с выходом импульса сопровождения записи цифровой телеметрической системы.

Изобретение относится к геофизической аппаратуре и предназначено для измерения и регистрации сигнала самопроизвольной поляризации цифровыми методами как в аналоговой, так и в цифровой форме. Целью изобретения является повышение помехозащищенности, точности измерения сигнала самопроизвольной поляризации и расширение области применения за счет обеспечения согласования с цифровой телеметрической системой. Устройство содержит приемник, масштабирующий усилитель, генератор синхроимпульсов, сдвиговый регистр, аналоговый вычитатель, регулируемый источник напряжения смещения, переключатель рода работ, блок цифровой обработки сигналов, источник опорного напряжения, буферный регистр, два элемента И, два инвертора. Устройство позволяет измерять сигнал самопроизвольной поляризации с применением цифровой фильтрации исходного сигнала, что повышает помехозащищенность и точность измерения сигнала. Кроме того, устройство допускает сопряжение с цифровой телеметрической системой, что позволяет расширить область его применения. 2 ил.

(риг.1