Электроразведочная станция Советский патент 1991 года по МПК G01V3/08 

Изобретение относится к электроразведочной технике и предназначено для измерений электромагнитного поля методами зондирования становлением поля и магни- тотеллурических зондирований.

Цель изобретения - повышение точности измерений электромагнитного поля при одновременном увеличении дальности.

На чертеже представлена структурная схема электроразведочной станции.

Электроразведочная станция содержит несколько измерительных каналов. В состав станции входят несколько датчиков поля (два датчика 1 и 2 поля), несколько усилителей, число которых на единицу больше числа

датчиков поля (три усилителя 3 - 5), несколько компенсаторов, количество которых равно числу усилителей (три компенсатора 6 - 8), коммутатор 9 каналов, к входам которого подключены выходы компенсаторов 6 - 8, а к выходу - аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 10. Выход последнего подключен к входам регистратора 11 цифровых данных и блока 12 управления. К второму входу блока 12 управления подключен выход коротковолнового приемника 13 через дешифратор 14 радиокоманд. Кроме того, станция содержит длинноволновый радиоприемник 15, выход несущей частоты которого через фильтр 16 несущей частоты подключен к

о со

Ј с со

третьему входу блока 12 управления, а выход тональной частоты через детектор 17 соединен с входом усилителя 3. Таким образом, первый канал станции, по которому производится запись сигнала тональной ча- стоты, содержит последовательно соединенные длинноволновый радиоприемник 15, детектор 17, усилитель 3 и компенсатор 6. Второй канал, по которому производится запись сигналов электромагнитного поля, принимаемого из земли, состоит из последовательно соединенных датчика 1 поля, усилителя 4 и компенсатора 7, остальные каналы также состоят из последовательно соединенных датчика поля, усилителя и компенсатора (на чертеже показан последний канал, содержащий последовательно соединенные датчик 2 поля, усилитель 5 и компенсатор 8). Выходы блока 12 управления соединены с входами управления уси- лителей 3-5, компараторов 6-8, коммутатора 9 каналов АЦП 10 и регистратора 11.

Станция работает следующим образом.

Датчики 1 и 2 преобразуют измеряемые компоненты поля в электрические сигналы, которые усиливаются усилителями 4 и 5 и поступают на компенсаторы 7 и 8. При при- ближении сигнала к краю шкалы преобразователя каждый из компенсаторов 7, 8 вводит в сигнал ступень компенсации и смещает сигнал к середине шкалы. С выходов компенсаторов 7 и 8 сигналы с помощью коммутатора 9 каналов подаются поочередно на АЦП 10, который кодирует сигналы и подает коды сигналов в регистратор 1-1, где они записываются, и в блок 12 управления, где оценивается их величина и вырабатыва- ются сигналы управления компенсаторами 7 и 8.

Установку режимов измерения производят радиокоманды, принимаемые корот- коволновым радиоприемником 13 и выделяемые из помех дешифратором 14. Для синхронизации измерений используют длинноволновый радиоприемник 15, фильтр 16 несущей частоты и детектор 17. Радиоприемник 15 настраивают на частоту вещательной длинноволновой радиостанции, например на частоту 200 кГц радиостанции Маяк. С выхода усилителя высокой частоты длинноволнового радиоприемника 15 высокая частота подается на фильтр 16 несущей частоты. Узкая полоса пропускания фильтра 16 обеспечивает подавление боковых полос несущей частоты и снятие модуляции, а также помехоустойчивое выделение несущей частоты относительно внешних помех и частот других

радиостанций. С выхода фильтра 16 несущая частота, в данном случае 200 кГц, поступает в блок 12 управления и используется в нем в качестве опорной частоты.

С выхода усилителя тональной частоты длинноволнового радиоприемника 15 тональная частота поступает на детектор 17, который выпрямляет тональную частоту и затем подает ее на вход усилителя 3 измерительного канала. Далее выпрямленная тональная частота усиливается, фильтруется (ограничивается сверху по частоте), измеряется и регистрируется так же, как сигнал с датчиков 1 и 2 поля.

Синхронизацию измерений производят следующим образом.

С базисного пункта по коротковолновому радиоканалу передают на станцию радиокоманду, у которой все разряды кода имеют значение 1. Эта радиокоманда служит ориентировочным синхросигналом. По нему дешифратор 14 находит начало отсчета времени, от этого начала блок 12 управления, используя в качестве опорной частоты несущую частоту с выхода фильтра 16, вырабатывает последовательность тактовых импульсов с периодом 10 с. Затем на станцию передают радиокоманды управления, которые устанавливают параметры измерительных каналов, режимы измерения и включают запись данных. Сигнал тональной частоты, принимаемый длинноволновым радиоприемником 15, измеряется и регистрируется одновременно с сигналами электромагнитного поля, принимаемыми датчиками 1 и 2. При этом в качестве опорных меток времени используют последовательность тактовых импульсов. Одновременно и аналогично измеряют и регистрируют сигналы тональной частоты и электромагнитного поля на базисном пункте. Затем при обработке записей находят функцию взаимной корреляции между тональными частотами на рядовом и базисном пунктах наблюдения. По смещению максимума функции относительно тактовых импульсов базисной станции определяют смещение тактовых импульсов рядовой, станции относительно базисной и вводят в результаты измерения электромагнитного поля соответствующую поправку за погрешность начальной синхронизации. Возможен другой режим синхронизации. В этом режиме тональная частота измеряется и регистрируется отдельно до измерения и регистрации электромагнитного поля. За счет увеличения полосы пропускания усилителя и возможного в п раз увеличения частоты кодирования тональной частоты (измерение ведется только по 1 из п каналов) можно дополнительно в п раз увеличить точность синхронизации.

Станция позволяет увеличить дальность синхронизации измерений электро- магнитного поля с 5 - 15 до 150 - 200 км. Такая дальность достаточна для работы на всей площади исследования с одним базисным пунктом. Увеличение дальности достигается за счет применения коротковолнового приемника радиокоманд вместо ультракоротковолнового. Однако увеличение дальности возможно только при использовании для синхронизации результатов измерения и регистрации тональной частоты вещатель- ной радиостанции. Помехоустойчивость коротковолнового радиоканала существенно хуже, чем ультракоротковолнового. Начальная погрешность синхронизации по коротковолновому радиоканалу увеличивается до ±(50 - 100) мс. Однако путем поправки за смещение функции взаимной корреляции тональных частот, зарегистрированных на станциях на рядовом и базисном пунктах, начальная погрешность уменьшается до 0,1 - 0,2 мс. При этом дополнительная погрешность синхронизации, связанная с разницей опорных частот, практически исключена. Высокая точность поправки связана с соответствующей точностью опреде- ления смещения во времени функции взаимной корреляции. Обусловлено это высокой разрешающей во времени и по амплитуде способностью измерения тональной частоты, большой длительностью (объемом) измерения тональной частоты и возможностью применения сложных алгоритмов отбора и обработки интервалов записи частоты. На практике дискретность кодирования сигнала тональной частоты равна 1 кГц, амплитудная разрешающая способность кодирования составляет 90 - 96 дБ, временная разрешающая способность превышает 120 дБ, а объем измерения может быть более 105 байт. При этом погрешность

определения смещения функции взаимной корреляции не превышает 0,1 - 0,2 мс.

Таким образом, станция позволяет увеличить дальность и точность синхронизации измерений электромагнитного поля на порядок, что в свою очередь позволяет увеличить производительность и точность геоэлектрической разведки.

Формула изобретения Электроразведочная станция, содержащая несколько измерительных каналов, первый из которых состоит из последовательно соединенных усилителя и компенсатора, а остальные состоят из последовательно соединенных датчика поля, усилителя и компенсатора, а также последовательно включенные коммутатор каналов, аналого-цифровой преобразователь и регистратор цифровых данных, блок управления, к первому входу которого подключен выход аналого-цифрового преобразователя, а к второму через дешифратор подключен выход основного радиоприемника, причем выходы блока управления подключены к входам управления усилителей, компенсаторов, коммутатора каналов, аналого-цифрового преобразователя и регистратора, а входы коммутатора каналов соединены с выходами компенсаторов, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности измерений электромагнитного поля при одновременном увеличении их дальности, в него введены дополнительный длинноволновый радиоприемник, фильтр несущей частоты и детектор, причем вход фильтра подключен к выходу несущей частоты длинноволнового радиоприемника, выход фильтра подключен к третьему входу блока управления, вход детектора соединен с выходом тональной частоты длинноволнового радиоприемника, выход детектора подключен к входу усилителя первого измерительного канала, а основной радиоприемник выполнен коротковолновым.

Изобретение относится к электроразведочной технике и предназначено для измерений электромагнитного поля методами зондирования становлением поля и магнитотеллурических зондирований. Цель изобретения - повышение точности измерений электромагнитного поля при одновременном увеличении их дальности. Электроразведочная станция содержит несколько измерительных каналов, каждый из которых состоит из последовательно включенных датчика поля (кроме первого канала), усилителя и компенсатора, последовательно сое- диненные коммутатор каналов, АЦП, регистратор, блок управления, к первому входу которого подключен выход АЦП, второй вход соединен с выходом коротковолнового радиоприемника через дешифратор команд, а третий вход - с выходом длинноволнового радиоприемника через фильтр несущей частоты, причем вход усилителя первого канала подключен к выходу длинноволнового радиоприемника через детектор тонального сигнала, а выходы блока управления соединены с входами управления усилителей, компенсаторов, коммутатора каналов, АЦП и регистратора 1 ил. (Л С