УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ПРОЕКЦИИ Советский патент 1965 года по МПК G01V3/10 

Изобретеиие относится к устройствам для измерения элементов эллииса поляризации магнитного поля при индуктивной электроразведке.

Известны устройства для измерения элементов эллипса поляризации магнитного поля, основанные на автоматической ориентации приемных рамок вдоль осей эллипса поляризации с номощью следящих систем, содержащие ортогональные приемные рамки, квадратурный фазовращатель, усилители, фазочувствительные детекторы, измерительные приборы.

Предложенное устройство отличается от известных тем, что в нем входной коммутатор, подключенный к квадратурному фазовращателю и к второй приемной рамке, и синхронный с ним выходной коммутатор, подсоединенный к амплитудным детекторам измерительных приборов, взаимосвязаны избирательным усилителем, который соединен с фазочувствительным детектором, подключенным через донолнительный усилитель частоты коммутации и синхронный детектор к входу следящей системы. Такое конструктивное выполнение устройства позволяет увеличить информацию путем одновременного измерения полуосей проекции эллипса поляризации, угла наклона больщой полуоси и фазового сдвига напряженности ноля по направлению большой полуоси относительно тока, возбуждающего поле, а также повысить помехоустойчивость измерительной апнаратуры.

На чертеже изображена блок-схема предложенного устройства.

Оно содержит две ортогональные приемные рамки 1, 2, усилители 3, 4, квадратурный фазовращатель 5, коммутаторы 6, 7, избирательные усилители &, 9, 10, генератор частоты коммутации 11, усилители-ограничители 12, 13, 14, фазочувствительные детекторы 15, 16, фильтр нижних частот 17, апериодические усилители 18, 19, амплитудные детекторы 20,

21, измерительные приборы 22, 23, 24, интегрирующий фильтр 25, преобразователь 26, усилитель мощности 27, реверсивный двигатель 28, источник питания 29, фазометр 30, приемник 31.

Предлол енное устройство работает следующим образом. Сигналы Е- и Е, снимаемые с ортогональных приемных рамок /, 2, усиливаются сначала апериодическими, стабилизированными с помощью отрицательной обратной связи усилителями 3, 4 и после поворота но фазе э. д. с. Е квадратурным фазовращателем 5 на угол -- поочередно периоIo высокую селекцию сигналов, Частота коммутации задается генератором //. Поскольку коммутируем 1е снгиалы, иостунающие на вход усилителя 6, разнятся цо амплитуде и фазе, то усилению подвергается напряжение с амплитудно-фазовой модуляцией.

В канаве квадратурного фазового указателя 1еобходимо исключить амплитудную модуляцию. Поэтому с выхода усилителя 6 сигнал подается на двухсторонний усилительограничитель 12. Модулированное только по фазе с частотой коммутации иапряжеиие прямоугольной формы с выхода усилителяограничителя 12 поступает на фазочувствительный детектор 15, опорным напряжепием для которого служит э. д. с. С-2 второй рамки, усилепиая избирательиым усилителем 9 и ограниченная усилителем-ограничителем 13.

Перемеипая составляющая напряжения частоты коммутации, нолучаемая после фазочувствительного детектора 15 на выходе фильтра нижних частот 17, подавляющего

песущую частоту, пропорциональна г|)|-

где г) сдвиг фаз между i и EZ. При ij) -

неременпое напряжепие частоты коммутации на выходе фильтра нижних частот 17 отсутствует.

Переменное нанряжепие частоты коммутации носле фильтра нижних частот 17 усиливается избирательным усилителем 10, настроенным на частоту коммутации. Полярность постоянного напряжения на выходе фазочувствительного детектора 16 определяется фазой перемеппой составляющей на выходе фильтра нижних частот 17, которая нринимает значения О нли л в зависимости от того, каков знак утла между паправлениями нрнемных рамок и осей эллипса поляризации.

Папряжение с фазочувствительного детектора 16 после интегрирующего фильтра 25 ноступает на преобразователь 26 следящей системы. Преобразованный в неремепное напряжение частоты источника питания 29 сигнал рассогласовапия после усиления усилителем мощности 27 поступает на управляющую обмотку реверсивного двигателя 28, приводящего во вращение приемные рамки I, 2.

Рассмотренная схема окажется в равновесии при условии отсутствия па выходе избирательного усилителя 10 неремеппого папряжения частоты коммутации, т. е. при совнадении направлений приемных рамок 1,2с осями эллипса поляризации. Если рамку 2 перед началом измерений ориентировать в определенной точке исследуемого нрофиля по паправлению больщой полуоси эллипса поляризации нормального поля, то отсчет угла наклона а может быть нроизведен по повороту ротора двигателя 28 относительно положения, соответствующего реперной точке.

Очевидно, что точность ориентации рамок и чувствительность аппаратуры по а в основпом определяются величиной коэффициента усиления усилителя 10, который лМожет быть выбран достаточно больщим.

Поскольку приемные рамки 1, 2 оказываются ориентированными по полуосям а и 6 эллипса поляризации с больщой точностью, то для измерения полуосей необходимо измерить пропорциональные им э.д. с. EI и Е рамок 1, 2. Для этого с выхода усилителя 8 сигнал подается на коммутатор 7, работающий синхронно с коммутатором 6, и производится разделение сигналов рамок /, 2. ТаКИМ образом, периодически каждый из сигпалов подводится к своему дополнительному апериодическому усилителю 18 или 19, на выходе которых включены амплитудные детекторы 20 и 21. Постоянный ток на выходе

амплитудного детектора 20, измеряемый прибором 22, пропорционален Е, т. е. малой полуоси Ь, а ток, измеряемый прибором 23, пропорционален EZ, т. е. больщой полуоси а эллипса поляризации.

Измерепие фазового сдвига фа составляющей ноля по паправлению большой полуоси относительно возбуждающего поле тока осуществляется фазометром 30. В качестве измеряемого на фазометр 30 подается напряжение с выхода усилителя-ограничителя 13, которое находится в фазе с э.д. с. рамки 2. Опорным напряжением для фазометра 30 служит выходное напряжение приемника 31 опорного сигнала, приведенное к фазе возбуждающего поле тока. Снгнал на приемник 31 подается по проводному или радиоканалу от источника возбуждения электромагнитного ноля.

Предмет изобретения

Устройство для измерения элементов проекции эллипса поляризации магнитной составляющей переменного электромагнитного поля при индуктивной электроразведке, основанное на автоматической ориентации приемных рамок вдоль осей эллипса поляризации, содержащее ортогональные приемные рамки, квадратурный фазовращатель на выходе первой приемной рамки, усилители, фазочувствительные детекторы, измерительные приборы, отличающееся тем, что, с целью увеличения информации путем одновременного измерения полуосей проекции эллипса, фазового сдвига и угла паклопа больщой полуоси, входной коммутатор, подключенный к квадратурному фазовращателю и ко второй приемной рамке, и синхронный с ним выходной коммутатор, подсоединенный к амплитудным детекторам измерительных приборов,

взаимосвязапы избирательным усилителем, который соедипен с фазочувствптельным детектором, подключеппым через дополнительный усилитель частоты коммутации и синхронный детектор к входу следящей системы.