УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕОЭЛЕКТРОЗОНДИРОВАНИЙ Советский патент 1994 года по МПК G01V3/10 

Изобретение относится к устройствам для геоэлектроразведки методом становления электромагнитного поля и может быть использовано при структурно-геологическом картировании в широком диапазоне глубин исследований, а также при поисках месторождений полезных ископаемых.

Цель изобретения - повышение быстродействия и точности измерений.

На чертеже представлена структурная схема устройства для геоэлектрозондирований.

Устройство содержит генератор 1 импульсов тока, выход которого подключен к генераторному контуру 2, программируемый блок 3 управления и регистрации, приемный контур 4, а также измеритель 5. Последний состоит из переключателя 6 измерительных каналов, два выхода которого подключены к информационным входам двух n-канальных блоков 7, 8 выборки и хранения, двух мультиплексоров 9 и 10, n-канальные информационные входы которых соединены с n-канальными выходами блоков 7, 8, а объединенные выходы подключены к входу последовательно соединенных усилителя 11 и аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 12. Управляющие выходы блока 3 подключены к входам управления генератора 1, переключателя 6, блоков 7 и 8, мультиплексоров 9, 10 и АЦП 12. Информационный выход АЦП 12 подсоединен к информационному входу блока 3, вход синхронизации блока 3 - к выходу генератора 1, а два входа переключателя 6 - соответственно к выходу приемного контура 4 и дополнительному выходу генератора 1.

Устройство для геоэлектрозондирований работает следующим образом.

В соответствии с импульсами управления, поступающими с блока 3, генератор 1 формирует в генераторном контуре 2 импульсы тока, разделенные паузой. При этом сигнал I с дополнительного выхода генератора 1, пропорциональный току в генераторном контуре 2, поступает на первый вход переключателя 6 измерительных каналов, а сигнал с приемного контура 4 U, соответствующий ЭДС переходного процесса наведенного вторичного поля в паузах между импульсами тока, поступает на второй вход переключателя 6 измерительных каналов. В соответствии с начальной установкой по управляющему входу этого переключателя 6 на его первом выходе и, соответственно, на информационном входе первого n-канального блока 7 выборки и хранения действует сигнал I, а на втором выходе переключателя 6 и на входе второго n-канального блока 8 выборки и хранения - сигнал U.

Замеры I и U осуществляются в моменты появления стробирующих импульсов, длительность которых много меньше, чем длительность импульса тока и переходного процесса, т. е. происходит точечное сканирование сигналов I и U. Одно переключение тока в генераторном контуре 2 обеспечивает один элементарный цикл измерения, в котором переходная характеристика и сигнал I анализируется сразу в n точках.

Длительность импульсов тока примерно в 3 раза больше длительности пауз между этими импульсами, что обеспечивает минимальный допустимый вклад переднего фронта нарастания тока на замеры ЭДС переходного процесса в паузах между импульсами тока.

Импульсы стробирования сгруппированы в две одинаковые пачки. Первая пачка расположена в интервале времен непосредственно перед выключением тока. Такое расположение первой пачки импульсов стробирования обеспечивает измерение установившегося значения тока. Вторая пачка используется для измерения непосредственно переходного процесса. Каждый импульс стробирования замыкает аналоговый ключ в одном из каналов блоков 7 и 8 выборки и хранения. Канал представляет собой интегрирующую RC-цепь с последовательным ключом, соединяющим эту цепь с входом измерителя на время действия импульса стробирования.

Измерение переходного процесса в заданном временном интервале осуществляется путем разбиения последнего на р диапазонов. Установленный номер q диапазона определяет местоположение пачки строб-импульсов.

Единичный цикл измерения содержит четыре подцикла. Каждый подцикл имеет одинаковое количество элементарных циклов (количество импульсов тока), которое зависит от номера временного диапазона и равно 2^p-q+1. С каждым переключением тока в генераторном контуре 2 в выходных емкостях интегрирующих цепей добавляется заряд от соответствующих выборок сигнала, и тем самым осуществляется синхронное накопление. Оно происходит при каждом переключении тока и продолжается в интервале 20 мс, равном периоду промышленной помехи. Это обусловливает минимальную восприимчивость измерителя к помехе промышленной частоты. В конце подцикла осуществляется последовательный опрос всех выходов n-канальных блоков 7 и 8 выборки и хранения, усиление считываемых сигналов, подаваемых последовательно с выходов блоков 7 и 8 через мультиплексоры 9, 10 на вход усилителя 11, преобразование этих сигналов в цифровую форму с помощью АЦП 12, запись цифровых кодов в память программируемого блока 3 и обнуление всех выходов блоков 7 и 8 выборки и хранения.

В первом подцикле запись отсчетов тока I производится в первый n-канальный блок 7 выборки и хранения, а запись отсчетов U - во второй блок 8. Во втором подцикле запись отсчетов тока I производится во второй блок 8 выборки и хранения, а запись отсчетов U - в первый блок 7 и так далее, т. е. с каждым подциклом происходит смена блоков 7 и 8 выборки и хранения. В конце второго подцикла меняется полярность тока в генераторном контуре 2 и, соответственно, полярность ЭДС переходного процесса. В конце четвертого подцикла измеритель 5 переходит к подпрограмме вычисления отношения E_i:
E_i= где U_i⁽¹⁾, U_i⁽²⁾, U_i⁽³⁾, U_i⁽⁴⁾ - i-й временной отсчет в пачке U соответственно в первом, втором, третьем и четвертом подциклах; l_i⁽¹⁾, l₁⁽²⁾, l₁⁽³⁾, l_i⁽⁴⁾ - i-й временной отсчет в пачке I соответственно в первом, втором, третьем и четвертом подциклах. Такой алгоритм измерений позволяет устранить аддитивные погрешности, обусловленные различного рода смещениями в аналоговой части измерителя, устранить мультипликативные погрешности, связанные с неидентичностью коэффициента передачи применяемых интегрирующих цепей, различием в форме и длительности импульсов стробирования, а также с их нестабильностью.
Затем начинается второй цикл измерений, аналогичный первому, и т. д. В результате в ячейках оперативной памяти программируемого блока 3 накапливается массив отсчетов Е_i, после чего блок 3 переходит к выполнению стандартной подпрограммы статистической обработки этих результатов измерений. Полученные данные записываются в ячейки оперативной памяти блока 3, в любое время могут быть выведены оператором на цифровой индикатор, установленный на передней панели блока 3, и затем записаны в полевой журнал или на магнитную ленту. (56) Авторское свидетельство СССР N 1387687, кл. G 01 V 3/00, 1986.

Авторское свидетельство СССР N 1414127, кл. G 01 V 3/10, 1985.

Изобретение относится к геоэлектроразведке методом становления электромагнитного поля и может быть использовано при структурно-геологическом картировании в широком диапазоне глубин исследования, а также при поисках месторождений полезных ископаемых. Цель изобретения - повышение быстродействия и точности измерений. Для этого измерения переходного процесса и опорного сигнала, пропорционального току в генераторном контуре, осуществляются в одном элементарном цикле измерения и производятся двумя измерительными каналами, неидентичность которых устраняется за счет их поочередного подключения к приемному и генераторному контурам. Результаты измерения по соответствующим каналам суммируют и вычисляют отношения сумм, соответствующих кодам сигналов переходного процесса и тока. Увеличение скорости измерений достигается тем, что сигналы переходного процесса и ток измеряют в одном элементарном цикле сразу на несколько временных задержках с предварительным накоплением и последующим преобразованием в цифровой код. 1 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕОЭЛЕКТРОЗОНДИРОВАНИЙ, состоящее из генератора, программируемого блока управления и регистрации, первый управляющий выход которого подключен к управляющему входу генератора, генераторного контура, вход которого подключен к основному выходу генератора, приемного контура и измерителя, содержащего последовательно соединенные усилитель и аналого-цифровой преобразователь, информационный выход и управляющий вход которого соединен с информационным входом и управляющим выходом программируемого блока управления и регистрации соответственно, причем дополнительный выход генератора соединен с опорным входом измерителя, информационный вход которого соединен с выходом приемного контура, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности измерений, в измеритель введены переключатель измерительных каналов, первый и второй n-канальные блоки выборки и хранения, первый и второй мультиплексоры, причем опорным и информационным входами измерителя являются соответственно первый и второй входы переключателя измерительных каналов, первый и второй выходы которого подключены соответственно к информационным входам первого и второго n-канальных блоков выборки и хранения, n-канальные выходы которых подключены к входам первого и второго мультиплексоров, объединенные выходы мультиплексоров соединены с входом усилителя, n-канальные управляющие входы блоков выборки и хранения и n-канальные управляющие входы мультиплексоров, а также вход управления переключателя измерительных каналов соединены с управляющими выходами программируемого блока управления и регистрации, вход синхронизации и выход управления полярности которого подключены соответственно к выходу синхронизации и входу управления полярностью тока генератора.