УСТРОЙСТВО для ДВУХЧАСТОТНЫХ АМПЛИТУДНО-ФАЗОВЫХ ИЗМЕРЕНИЙ В ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКЕ Советский патент 1972 года по МПК G01V3/02 

Изобретение относится к устройствам для двухчастотных измерений к геоэлектроразведке.

Известны устройства для амплитудно-фазовых измерений в геоэлектроразведке, содержащие датчик сигналов, предварительные усилители, избирательные усилители, умножитель частоты, два формирователя, фазовращатель, фазометр, кали братор.

Эти устройства позволяют измерять только относительный фазовый угол между сигналами двух рабочих частот и абсолютное значение амплитуды принимаемого си гнала нижней рабочей частоты. В то же время для получения параметра поляризуемости по амплитудным измерениям - частотного эффекта или металл-фактора - требуется измерять амплитуду оипнала и на второй, верхней рабочей частоте.

Предложенное устройство отличается тем, что между умножителем частоты и формирователем дополнительно включен вспомогательный умножитель частоты, между формирователем и фазометром - дополнительный делитель частоты, вход калибратора при измерении амплитуды сигналов через переключатель соединен или с выходом дополнительного делителя частоты или через вспомогательный делитель частоты с выходом импульсного фазовращателя, а выход калибратора через два

переключателя соединен со входом одного или другого предварительного усилителя.

Такое выполнение устройства позволяет повысить точность и разрешающую способность

измерений.

На фиг. 1 представлена блок-схема предложенного устройства; на фиг. 2 - эпюры напряжений. Устройство состоит из датчика сигналов /,

предварительных усилителей 2 и 3, избирательиых усилителей 4 и 5 с вольтметрами 6 и 7, умножителя частоты 8, вспомогательного умножителя частоты 9, формирователей 10 и 11, допо.тнительного де.11ителя частоты 12, фазометра 13, фазовращателя 14, калибратора 15, вспомогательного делителя частоты 16, переключателей 17, 18 и 19. Устройство работает следующим образом. От датчика сигналов / через контакты переключателей 17 и 18 в положении о сигналы двух частот поступают на входы предварительных усилителей 2 и 3, с иомощью которых осуществляется широкополосное усиление сигналов до заданной величины. С выхода усилителей 2 и 3 сигналы поступают на входы нзбирательнык усилителей 4 ц 5, с помощью которых выделяются первые гармоники двух рабочих частот. Амплитуда напряжений на выходе избирательных усилителей контролируется

К выходу избирательного усилителя 4 подключен ум-ножитель частоты 8, частота сигнала па выходе которого -равна верхней рабочей частоте. К выходу умножителя частоты 8 подключен вспомогательный умножитель частоты 9, коэффициент умножения которого изменяется дискретно в зависимости от того, какой фазовый сдВИГ требуется скомпенсировать. К выходам умножителя частоты 9 и избирательного усилителя 5 подключены форм,иро:ватели 0 и 11, которые преобразуют синусоидальные сигналы в последовательность коротких импульсов, соответствующих моменту перехода синусоидального напряжения через нулевые значения. К выходу формирователя W подключен дополннтельный делитель 12, -коэффициент деления „которого равеи коэффициенту умножения умножителя частоты 9, ноэто.му с выхода делителя частоты 12 иа один из входов -фазометра 13 поступает прямоугольное напряжение с частотой, равной верхней рабочей частоте. На второй вход фазометра 13 поступают короткие импульсы с выхода фазовращателя 14. Частота следования «мпульсов на выходе фазо-вращателя 14 равна также верхней рабочей частоте. Фазометр 13 преобразует фазовый сдвиг во временной интервал, пронорциональный фазовому сдвигу, и измеряет длительность временного интервала.

Возмож-ность вращения фазы с помощью умножителя и делителя частоты поясняется фиг. 2, на которой изображены эпюры напряжений. Пусть на вход умножителя 9, коэффициент умножения которого равен 2, поступает сннусондальный сигнал (фиг. 2,о). На выходе умножителя 9 появится сигнал удвоенной частоты (фиг. 2,6). Если формирователь 10 вырабатывает импульсы в момент перехода синусондального напряжения через нуль от отрицательных значений к положительным (фиг. 2,в), то wa выходе делителя частоты 12 с коэффициентом деления 2 появится прямоугольное напряже1П1е (фиг. 2,г) с частотой, равной исходной частоте, и фазовым сдвигом 45° относительно исходной частоты.

Если же формирователь 10 вырабатывает импульсы при переходе си-нусоидального нанряження через иулевое значение от положительных значений к отрицательным, то на выходе делителя частоты 12 иоявнтся прямоугольное напряжение (фиг. 2,6}, сдвинутое относителыш исходного на 135°.

Если коэффициент умножения умножителя 9 и коэффициент деления делителя 12 равны 4, то на выходе умножителя 9 будет иапряжение, изображенное иа фиг. 2,е, на выходе формирователя 10 - нанряженне, как на фиг. 2,ж либо 2,ы; на выходе делнтеля частоты 12 - как иа фиг. 2,3 либо 2,к. Нри этом фазовый сдвиг выходного -напряжения делителя 12 относитеЛь но исходного (фиг. 2,а) равен 22,5° или 67,5°. Таким образом, меняя величину коэффициента умножения умножителя 9, можно дискретно изменять фазовые углы.

Нзмерение амнл1ггуды осуществляется поочередно иа каждой рабочей частоте одновременно с градунровкой каналов по фазе. Нр« из мереНИИ ампл;итуды на нижней рабочей частоте после измерения фазового угла отмечается амплитуда сигнала по вольтметру 6. Затем вход предварительного усилителя 2 с помощью переключателя 17, установленного в положение 6, подключается к выходу калибратора 15, а вход калибратора 15 с помощью переключателя 19 в положении а через вспомог-ательный делитель частоты 16 подключается .к выходу фазовращателя 14. При этом на выходе делителя частоты появится прямоугольное иапряжение с частотой, рав-ной нижней рабочей Частоте. С помощью калибратора 15 изменяется амплитуда градуировочного сигнала до тех пор, пока показания вольтметра 6 не будут такими же, как при измерении

ра бочего сигнала.

Измерение амплитуды и градуировка по фазе ка.нала верхней рабочей -частоты производится аналогично, только вход усилителя 2 через переключатель 17 т положении а подключей к датчику сигналов /, вход усилителя 3 через переключатель 18 в положении б подключен к выходу калибратора 15, а вход калибратора, через переключатель 19 в положении б подключается к выходу делителя частоты 12. Контроль амплитуды осуществляется по вольтметру 7, а отсчет - по калибратору .15.

Предмет изобретения

Устройство для двухчастотных амплитуднофазовых измерений в геоэлектроразведке по методу вызванной поляризации, содержащее датчик сигналов, предварительные усилители, избирательные усилители с вольтметрами, умножитель частоты, формирователи, импульсный фазовращатель, фазометр и калибратор, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности и разрешающей способности измерений, между умножителем частоты и формирователем дополнительно включен вспомогательиый умножитель частоты, между формирователем и фазометром - дополнительный делитель частоты, влод калибратора при измерении амплитуды сигналов через переключатель соединен с выходом донолиительпого делителя

частоты или через вспомогательный делитель частоты с выходом импульсного фазовращателя, а выход калибратора через два переключателя соединен со входом одного или другого предварительного усилителя.

Риг /

- t

Фиг.2