Устройство для геоэлектроразведки Советский патент 1980 года по МПК G01V3/10 

Изобретение относится к устройствам для геоэлектроразведки и пред назначено для электроразведки метод переходных процессов. Известна аппаратура для геоэлёкт роразведки методом переходных процессов типа МППУ-2. Эта аппаратура имеет измерительное устройство, содержащее магнито-индукционный измер тельный преобразователь (приемную рамку), аттенюатор, усилитель, син хронный фильтр, усилитель постоянного тока, измерительный прибор и схему управления с блоков временных задержек 1. Однако такая аппаратура имеет ограниченный временной диапазон измерений. Известно также устройство, содержащее магнитоприемник, входной стробирующий ключ, сопротивление нагрузки, измерительный канал, имеющий импульсный усилитель, нако питель, усилитель постоянного тока с преобразователем, регистратор, а также схему временных задержек, мультивибратор стробимпульсов и qo проводниковый к.гаоч, включенный между накопителем и усилителем постояниого тока, соединенный со схемой временных задержек 2. Недостатком этого устройства является потеря информации из-за невозможности проведения измерения на ранних стадиях переходного процесса, обусловленная низким быстро действием магнито-индукционного измерительного преобразователя. Для повышения быстродействия устройства без снижения чувствительности измерительного тракта может быть применен широкополосный усилитель, подключенный к выходу измерительного преобразователя. Однако ограничением этому способу повышения быстродействия преобразователя служит уровень шумов широкополосного предварительного усилителя. В соответствии с изобретением поставленная цель достигается включением измерительного канала к выходу магнитоиндукционного преобразователя и выполнением усилителя резонансным. Такая структура устройства позволяет заменить измерение мгновенного значения амплитуды

строб-нмпульса измерением амплитуды затухающего синусоидального сигнала, амплитуда которого пропорциональна мгг1овенному значению ЭДС переходного процесса в момент измерения, а фаза соответствует полярности измеряемого сигнала.

На фиг,1 дана блок-схема предлагаемого устройства; на фиг,2 временная диаграмма .его работы.

Устройство содержит магнитоиндукционный измерительный преобразователь ИП 1, соединенный с ключем 2 для коммутации сопротивления нагрузки 3 и измерительный канал, состоящий из узкополосного усилителя 4, фазочувствительного выпрямителя 5, синхронного накопителя б, усилителя постоянного тока 7 регистратора

8и устройства управления с блоком

9временных задержек.

Устройство работает следующим образом.

При измерении мгновенного значения ЭДС переходного процесса на времени to {см.фиг.2) относительно момента выключения тока в генераторном контуре размыкается ключ 2, отключающий нагрузку 3 от преобразователя ИП 1. При этом преобразователь переводится из критического режима в колебательный режим. На выходе преобразователя возникают затухающие синусоиальные колебания, начальная амплитуда которых пропорциональна значению ЭДС на выходе измерительного преобразователя в момент размыкания ключа .2, а ее полярность соответствует полярности измеряемого сигнала. Декремент затухания синусоидальных колебаний на выходе преобразователя определяется его добротность при разомкнутом ключе 2. Спустя время t-f (см.фиг.2) после размыкания ключа 2 колебания в контуре, образованном индуктивностью преобразователя ИП и емкостью (паразитной емкостью катушки преобразователя или суммой паразитной емкости и внешней емкости) затухают и ключ замыкается. Спустя время tg. (см. фиг.2) после замыкания ключа 2 в преобразователе заканчиваются переходные .процессы, обусловленные переводом его из колебательного режима в критический, и далее напряжение на выходе его соответствует выходному напряжению преобразователя работающего в критическом режиме. Если -в течение каждой паузы производится измерение лишь на времени to , следующее замыкание ключа 2 наблюдается на момент t о относително спада тока в генераторном контуре в следующем периоде импульсов тока, хотя возможно проведение измерений по указанной схеме на нескольких временах в течение одного периода . Сформированные преплагаемым

способом затухание синусоиды поступают на вход резонансного усилителя 4, выпрямляются фазочувствительным выпрямителем 5, преобразуются в постоянное напряжение синхронным накопителем 6, усиливаются усилителем - постоянного тока 7 и поступают на измерительный прибор 8. Время размыкания ключа 2 определяется блоком управления 9 относительно спада тока в генераторном контуре и может

О быть установлено по желанию в пределах рабочего диапазона времен устройства.

Устройство позволяет повысить быстродействие магнитоиндукцион5 ного преобразователя за счет уменьшения числа: витков без потери чувствительности по сравнению с преобразователем,работающим в критическом режиме; значительно повысить

0 быстродействие магнитоиндукционного преобразователя без потери чувстви.тельности измерительного тракта (что достигается за счет дальнейшего сокращения числа витков преобразователя, что возможно в связи со значительным снижением уровня шумов узкополосного усилителя по сравнению с широкополосным); уменьшить габариты и массу магнитоиндукционного преобразователя за счет уменьшения

0 объема ферритового (пермаллоевого) стержня без снижения чувствительности измерительного тракта; увеличить начальную амплитуду выходного сигнала измерительного преобразова5 теля по сравнению с выходным сигналом измерительного преобразователя, работающего в критическом режиме и стробирующего известным образом, за счет превращения энергии магнитп ного поля, запасенной катушкой измерительного преобразователя в момент времени tQ , в энергию элект.рического поля, запасенную емкостью измерительного преобразователя. Устройство, изготовленное по

5 данной схеме, имеет в 20-30 раз

большее быстродействие по сравнению с серийными типами аппаратуры для электроразведки методом переходных процессов (МППУ-2 и МПП-3) без потери в пороговой чувствительности или увеличении начальной амплитуды выходного сигнала измерительного прео-бразователя в 3 раза без увеличения быстродействия.

5Формула изобретения

Устройство для геоэлектроразведки, содержащее последовательно соединенные магнито-индукционный преобразователь, ключ и сопротивление нагрузки, а также измерительный канал, имеющий последовательно включенные усилитель, фазочувствительный выпрямитель, синхронный накопитель, усилитель постоянного тока,

5 регистратор и устройство управления.

соединенное с управляющими входами ключа, фазочувствительного выпрями теля и синхронного накопителя, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, измерительный канал подключен к выходу .магнитоиндукционного преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №406177, кл. G 01 V 3/10, 1973.

2.Сб. Геофизическая аппаратуНедра

1971,

51, Л.,

40 (прототип).