Способ преобразования сигнала геомагнитного поля Советский патент 1993 года по МПК G01V3/14 

Изобретение относится к области поисков и разведки полезных ископаемых геофизическими методами, в частности, с использованием измерений геомагнитного „ поля.

Цель изобретения - повышение точности. Кроме того, реализация изобретения повышает быстродействие и помехоустойчивость преобразования.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства, реализующая предложенный способ.

На фиг. 2 - временные диаграммы, ил- люстрирующие работу устройства по фиг. 1.

Устройство содержит генератор 1 опорной частоты, блок 2 команд и последовательно

соединенные первичный преобразователь 3, блок 4 формирователей, блок 5 счетчиков, блок 6 деления, сумматор 7, блок 8 умножения, а также регистр 9 и регистратор 10, причем, выход генератора 1 опорной частоты соединен со входом блока 2 команд и одним из входов блока 4 формирователей. Выходы блока 2 команд соединены с 3-им входом блока 4 формирователей, а также со вторыми входами блока деления 6, сумматора 7, блока умножения 8 и регистратора :10. Выход регистра 9 соединен с 3-м входом блока умножения 8.

Последовательность операций при реализации предложенного способа иллюстрируется на примере рассмотрения работы устройства, приведенного на фиг. 1.

00

со

ю со

00

Работает устройство следующим образом. Первичный преобразователь 3 с частотным выходом преобразует магнитное поле В в частоту f (фиг. 26), связанную с величиной воздействующего поля соотношением В. В качестве первичного преобразователи используют квантовый или ядерно-прецессионный преобразователь, Генератор 1 опорной частоты вырабатывает стабильную частоту f0 {фиг. 2а), которая поступает на блок 2 команд и на блок 4 формирователей. Блок 2 команд вырабатывает командные импульсы, синхронизирующие работу всего устройства (блоков 4-8 и 10)и обеспечивающие последовательность выполнения блоками их функций. Из частоты f от первичного преобразователя 1 в блоке 4 формирователей по команде (фиг, 2в) от блока 2 команд с использованием сигналов от генератора 1 опорной частоты формируется интервал преобразования т (фиг. 2г) и п временных интервалов т (фиг. 2е-и) согласно соотношению (i-1) Т. Каждый из сформированных интервалов заполняется частотой f от первичного преобразователя 3 и от генератора 1 опорной частоты. Таким образом, в блоке 4 формируется п пачек импульсов частоты f от первичного преобразователя 3 Qi-Qn и п пачек импульсов опорной частоты fo от генератора 1 опорной частоты mi-mn. Эти пачки импульсов поступают на блок 5 счетчиков, первая группа которых подсчитывает импульсы , а вторая - mi-mn. По окончании последнего временного интервала Тп блок 2 команд подает команду (фиг. 2к) на блок 6 деления. Блок 6 деления начинает принимать числа QI и mi из блока 5 счетчиков и производить деление QI на mi. Результат операции Qi/mi из блока 6 деления поступает на сумматор 7, который по команде (фиг. 2л) от блока 6 команд произ-. водит сложение величин Qi/mi, выполняя

п

определение величины Z (Qi/rrtj). Эта веi - 1

личина из сумматора 7 поступает на блок 8 умножения, на второ й вход которого от регистра 9 подается хранящийся там код множителя f0/( у п). По команде (фиг. 2м) от блока 2 команд в блоке 8 умножения вычисп

ляется произведение сумм 2 (Qi/ms) на

множитель f0/(y n), т.е. вычисляется значение величины геомагнитного поля Тм по формуле

Ј

, У mi

Выходной код величины Тм с выхода блока 8 умножения поступает на вход регистратора 10, который с поступлением командного импульса (фиг. 2н) от блока 2 команд производит запись числа Тм на носитель.

Так, при использовании предложенного способа с квантовым цезиевым преобразователем су 3,5 Гц/нТл при ,143 с и МГц значение погрешности отсчитывания в способе-прототипе ( ,5 нТл) в 5 раз выше, чем в предложенном способе (,1 нТл). При одинаковой величине погрешности отсчитывания ,1 нТл и МГц значение ТИэм в способе-прототипе (,715 с) в 5 раз больше, чем у предлагаемого способа (,143 с). Кроме того, в способе-прототипе погрешность отсчитывания изменяется по диапазону в 5 раз больше, чем в предложенном способе.

Предложенный способ позволяет значительно повысить помехоустойчивость измерений благодаря использованию многократных ре зультатов,

Точность (чувствительность) и быстродействие предложенного способа значительно выше, чем у способа-прототипа.

В некоторых случаях более удобно формировать временной интервал п т вместо П т . В этих случаях временной

интервал п формируется исходя из условий

г гК г+Т. Формула из обретен и я

Способ преобразования сигнала геомагнитного поля, при котором с помощью первичного преобразователя преобразуют величину магнитного поля в сигнал прецессии, в выбранном интервале преобразования г подсчитывают целое число m периодов Т0 опорной частоты f0, по которому определяют и регистрируют значение величины геомагнитного поля, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью повышения точности, формируют в выбранном интервале преобразования последовательность п интервалов времени тг (...п). подсчитывают в каждом 1-м интервале времени целое число QI периодов Т сигнала прецессии и число mi периодов То опорной частоты fo, определяют значение величины геомагнитного поля Тм по формуле

т i Ј fo Q 1м -п.±, T mV

где гиромагнитное отношение, при-а длительность остальных интервалов г зачем длительность первого интерваладают на основе соотношения п задают на основе соотношения

Г-Т т Г, .Г| r+(i-1)T. i-2,3,...n.

Использование: в области геофизики при поисках и разведке полезных ископаемых, Сущность изобретения: преобразуют величину геомагнитного поля в сигнал прецессии; в выбранном интервале преобразования т подсчитывают целое число m периодов То опорной частоты f0, по которому определяют и регистрируют значение величины геомагнитного поля. При этом формируют в выбранном интервале преобразования т последовательность п интервалов времени т (...п), подсчитывают в каждом 1-м интервале времени целое число QI периодов Т сигнала прецессией число mi периодов Т0 опорной частоты f0, определяют значение величины геомагнитного поля Тм гто форму- п Ј (fo/XtfQi/mi) где у-гиромагi i нитное отношение, причем длительность первого интервала TI задают на основе соотношения г-Т п г, QI, а длительность остальных интервалов т задают на основе соотношения (i-1)T ,3...п), 2 ил. / Ё

/

III I I t

fi

A ЛГ ft

4fe/

ш