Магнитометр с цифровым и аналоговым выходом Советский патент 1977 года по МПК G01V3/08 

1

Изобретение относится к геофизическим аэромагнитометра.м высокой чуветвительности.

Известиы аэромагнитометры высокой чувствительности с частотным выходом, использующие элементы предварительной обработки сигнала для определения слабых магнитных аномалий.

Устройство магиитиой аэросъемки сот.ержит фильтры, дифференциальную ехему 1.

Проходящее при фильтрации и дифференцировании искажение формы еигиала )е восстанавливается при обработке. Поэтому известное устройство ие обесиечивает аиалоговую регистрацию неискаженных аномалий малой протяженности и интенсивности.

Наиболее близк1:й но техиической сущности к предлагаемому магиитометру - аэромагнитометр с цифровым И аиалоговым выходом 2 содержит магниточувствительный датчик с частотным выходом, преобразователь частота-код, схему вычисления иервой разности (преобразователь/дифференциатор), а также иреобразователь код-аиалог, выход которого в целях воз.можности визуального наблюдения результатов измерений подключен к аналоговому регистратору.

Недостатком такого магнитометра являетея невозможность аналоговой регистрации неискаженных аномалий малой нротяженности и

интенсивности Б крупном маси1таос в условиях значительного нормального градиента магиитиого поля Земли (МПЗ). Этот недостаток обусловлен тем, что преобразователь код-аналог подключен к младшим разря.дам выходного регистра нреобразователя частота-код или к выходу схемы вычисления иерво разности.

Па входе магннтометра нмеется мещаюшая еос1авляюи1ая снгна а в виде линейного приращення, обусловленная градиентом МПЗ. Прн этом младщне разряды выходного регистра магнитомет)а (нреобразователя частота- код) периодически сбрасываются и- нуль после достижения .максимального значения, а

на выходе нреобразователя код--аналог, г;одключенного к указанным младшим разрядам, иоявляетея пилообрязны сигнал с маснмальной амплитудой диапазона вектора .МПЗ вдоль напра;;лсния полета.

Для выявления слабых аномалий н)1ходится регистрировать С ;гнал на выхо.дс нреобразоватоля код-аналог, подключенного к схеме выч1;сления первой разнсстг. Этот сигнал

представляет собой производглло модуля полного вектора МПЗ вдоль гичнрагз.че- ня нолега. Следовательно, аномалия регистрнр-уется в пскаженной форме.

Цель изобретения - обеепеченне возможиостн выделеьщя неискаженных аномалий малои протяженности и интенсивности с помощью аэромагпитометра.

Это достигается тем, что в магнитометр введены сумматор II схема ручного набора кода, нричем выходы схемы вычисления первой разности и выходы схемы ручного набора кода подключены к входам сумматора, а к выходу сумматора - преобразователь код-аналог.

Блок-схема устройства приведена на чертеже.

К выходу магниточувствительного датчика 1 с частотным выходом подключены преобразователь 2 частота-код и схема 3 вычисления первой разности. Выход последней соединен с первым входом сумматора 4, второй вход сумматора - с выходом схемы 5 ручного набора кода. К выходу сумматора 4 (к младшим разрядам его выходного регистра) подключен преобразователь 6 код-аналог, а к выходу этого преобразователя - регистратор 7.

yctpoficTBO работает следуюш.им образом.

Сигнал магниточувствительного датчика 1 с частотным выходом поступает одновременно на вход преобразователя 2 частота-код н на вход схемы 3 вычисления первой разности. На выходном регистре преобразователя 2 частота-код с периодом тактовой частоты мапгитометра образуются коды измеряемой величины модуля полного вектора МПЗ. На выходном регистре схемы 3 вычисления первой разности с периодом тактовой частоты образуются разности мелсду последним и предшествуюш,им ему значеиием модуля полиого вектора МПЗ, т. е. разность между двумя соседними значениями измеряемой величины. Так как первая разность для дискретных сигналов является аналогом первой производной, то ностоянная составляющая сигнала на выход схемы 3 вычисления первой разности не проходит. При наличии линейно изменяющейся составляюн ей в сигнале на выходе схемы вычисления первой разности появляется достоянная составляющая.

Последовательность чисел, представляющая собой выходной сигнал схемы вычисления первой разности, синхронно с тактовой частотой магнитометра поступает на первый вход сумматора 4. Сумматор осуществляет последовательное суммирование всех попадающих на его входы чисел, с учетом их знака. Поэтому на выходе сумматора образуется последовательность чисел, представляющая переменную составляюн1ую сигнала на выходе преобразователя 2 частота-код магнитометра. При этом ностоянный сигнал на входе сумматора нреобразуется в линейно изменяющийся снг1 ал на его выходе. Для исключения мещаюидей линейной составляющей служит схема 5 ручного набора кода. Указанная схема нозволяет синхронно с тактовой частотой магнитометра подавать на второй вход сумматора 4 некоторое постоянное число, знак которого противоположен знаку постоянной составляющей сигнала на выходе схемы 3 вычисления первой разности и соответственно па первом входе сумматора 4. Схема 5 ручного набора кода дает возможность менять с пульта величину и знак числа с дискретностью в одну единицу младшего разряда. Подбирая с помощью схемы ручного набора кода величину числа на втором входе сумматора равной величине постоянной составляющей сигнала на первом входе су.мматора, можно добиться отсутствия изменяющейся составляющей сигнала на выходе сумматора.

Преобразователь 6 код-аналог, подключенный к разрядам выходного регистра сумматора 4, преобразует последовательность чисел на выходе сумматора в аналоговый сигнал ступенчатой формы, который с целью визуального наблюдения его формы поступает на вход регистратора 7.

Основное преимущество предлагаемого устройства в том, что наличие сумматора иа выходе схемы вычпсления первой разности дает возможность восстановить форму переменной части второго сигнала, а схема ручного набора кода обеспечивает ликвидацию мешающей составляющей сигнала в виде линейных приращений, также не искажая форму полезного сигнала. Так как цифровая обработка не вносит погрешностей в проводимые операции, то форма переменной части входного сигнала восстанавливается полностью.

Формула изобретения

Магнитометр с цифровым и аналоговым выходом, содержащий магниточувствительиый датчик с частотным выходом, преобразователь частота-код, схему вычисления первой разности, иреобразователь код-аналог и регистратор, отличающийся тем, что, с целью выделения неискаженных аномалий малой протяженности и интенсивности, в него введены сум.матор и схема ручного набора кода, прпчем выходы схемы вычисления первой разности и выходы схемы ручного набора кода подключены к входам сум.матора, а к выходу сумматора подключен преобразователь код- аналог.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Патент Великобритании № 1351912, кл. G IN, 1973.

2.Каталог геофизической аппаратуры ГА. 01.02.19 «Аэромагнитометр квантовый. КАМ-28, «Недра, 1972 (прототип).