Трехчастотное измерительное устройство для геоэлектроразведки Советский патент 1980 года по МПК G01V3/02 G01R25/00 

ТРЕХЧАСТОТНОЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТрОЙСТВр ДЛЯ

(54) ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ

Изобретение относится к области измерения и может быть использовано при проведении амплитудно-фазов ь1Х измерений в геоэлектроразведке. Известно трехчастотное измерительное устрой ство для геоэлектроразведки, содержащее Три избирательных усилителя разных частот, входы которых соединены с входными клеммами, умножитель и делитель частоты, выходы котО рых соединены с двумя формирователями импульсов, а входы - с выходами первого и третьего избирательных усилителей, третий формирователь, вход которого связан с выходо второго формирователя избирательного усилителя, два формирователя временных интервалов, вьгштающее устройство и схему отношения 1. Недостатком зтого устройства является то, что оно не позволяет исключить влияние индукционных эффектов, непропордаональных частоте возбуждающих поля. Известно другое трехчастотное устройство, . в котором указанный недостаток устранен 2 Это устройство содержит три избирательных усилителя разных частот, входы которых подключены К ВХОДНЫМ клеммам, три тлмпупьсных формирователя, входы которых подключень к вькодам избирательных усилителей, два формирователя временньтх интё рвалов, первые входы которых подключены к выходу первого формирователя, .а вторые входы соединены соответственно с выходами второго и третьего импульсного формирователя, трехвходовой элемент И, один из входов которого соединен с выходом первого формирователя временных интервалов, второй вход - f выходом второго формирователя временных интервалов через инвертор, а третий вход - с первым генератором образцовой частоты, двухвходовой элемент И, один из входов которого соединен с BTOjpbiM генератором второй образцовой частоты, даухвходовой элемент ИЛИ, ВХО-. ды koTopord связаны с выходами элементов И, а zbviOR - (Х счетчиком.результата измерений. В данном устройстве на его вход подается прямоугольное напряжение, в спектр которого входят первая, третья и пятая гармоники, ам-плитуды которых обратно П рбп6рциональны

омеру гармоники, а первый второй и треий избирательные усилители настроены соотетственно на первую, третью и пятую гармоики сигнала. Кроме того, второй вход двухходового элемента И в данном устройстве,

оединен с выходом второго формирователя вйённых интервалов.i

Устройство имеет низкую точность измерений. Этот недостаток обусловлен тем, что реализуемый в нем алгоритм предусматривает JQ измерение суммы двух временных интервалов: одного, пропорционального фазовому сдвигу MSXfiy сигналами первой и пятой гармоник, и второго, пропорционального разности фазовых сдвиговмежду сигналами первой и третьей и , первой и пятой гармоник. Так как амплитуда пятой гармоники в пять раз меньше амплитуды первой гармоники и почти в два раза меньще г амплитуды третьей гармоники, то основная погрешность измерений данным устройством свя- jo зана с большой погршеностью вьщеления временного интервала между сигналами первой и пятой гармоник, интервал дважды входит . в результат измерений, поэтому погрешность измерений удваивается..25

Целью изобретения является повьппение точности измерений.

Указанная цель достигается тем, что в трехчастотном измерительном устройстве для геозлектроразведки, содержащем три избиратель- зо ных усилителя, входы которьрс соединены со входными клеммами, три импульсных формирователя, входы которых связаны с выходами избирательных усилителей, два формирователя временных интервалов, первые входы которых jj соединены с выходом первого импульсного формирователя, а вторые входы - соответственно с выходами второго и третьего импульсных формирователей, элемент И, один вход которого соединен с выходом первого формировате- . ля-временных интервалов, а второй - с выходом второго формирователя временных интервалов через инвертор, преобразователь временного интервала, подключенный к выходу блока задания коэффциента преобразования, j двухвходовой сумматор, входы которого связань с выходом элемента И и преобразователя временного интервала, а выход - с индикатором результата измерений, второй вход двухвходбвого преобразователя: временного интерва- , ла соединен с выходом первого формирователя временных интервалов.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

. Оно содержит входные клеммы 1, избиратель- j иые усилители 2, 3, 4, формирователи 5,6,7 импульсов,. формирователи 8,9 временных интервалов, инвертор 10, блоки 11 задания коэффициента преобразования временных интервалов,

элемент И 12, преобразователь 13 временного интервала, блок 14 задания коэффциента преобразования, сумматор 15, индикатор 16 результата измерений.

Устройство работает следующим образом. - С помощью заземленной линии, в которую Включен генератор в землю в районе исследований, возбуждается электромагнитное поле токами трех инфраНизких частот, например в диапазоне 0,3-5 Гц. В простейшем случае это достигается питанием линии током прямоугольной формы, в спектре которого содержатся первая, третья и пятая гармоники. Несущие информацию о поляризуемости и проводимости среды сигналы принимаются в точках измерений и подаются на входные клеммы 1 устройства. С помощью избирательных усилителей 2-4 из принятого сигнала вьщеляются составляющие трех частот: усилителетем 2 - первая гармоника, усилителем 3 - третья гармоника, усилителем 4 - пятая гармоника. На входе и выходе избирательного усилителя может быть установлен масштабный усилитель, обеспечивающий необходимый уровень сигналов, а на выходе - детектор с вольтметром.

Синусоидальные сигналы трех частот с выходов избирательных усилителей поступают на входы импульсных формирователей 5-7, с помощью которых синусоидальные сигналы преобразуются в последовательности импульсов, жестко связанные по фазе с исходными синусоидальными сигналами. В простейшем случае формирователи 5-7 -вырабатьшают импульсы в моменты перехода синусоидальных сигналов через нулевое значение. При необходимости на входе или выходе формирователей могут быть установлены умножители или делители частоты, с помощью которых можно изменять частоту следования импульсов. К выходам формирователей 5-7 подключены формирователи 8, 9 временных интервалов, причем первый вход обоих формирователей подсоединен к выходу импульсного формирователя 5, а вторые входы - к вькодам формирователей 6 и 7 соответственно. Формирователи 8 и 9 исполь. зуются для получения временных интервалов между поступающими на их входы импульсами (в простейщем случае -этот интервал соответствует промежутку времени между моментом перехода через нуль одного сигнала одной частоты и ближайшим к нему переходом через нуль сигнала другой частоты), В качестве формирова7елей 8 и 9 могут быть использованы триггеры, счетные входы которых подключены к выходу формирователя 5, а входы Установка О -т к выходам формирователей 6 и 7. С выхода формирователей 8 и 9 полученные импульсы подаются на два входа элемента И, причем с Выхода формирователя 8 - непосредсгвенно, а с выхода формирователя 9 - чере инвертор 10. Благодаря такому включению элементов на выходе элемента И 12 формиру ся импульс, длительность ксторого равиа раз кости длительностей временных интервалов, формируемых на выходе формирователей 8 и 9. Масштаб этого импульса (по амплитуДе длительности) регулируется блоком i 1. за.. Дания коэффициента преобразования. На выходе преобразователя 13 формируетс импульс, пропорциональный длительности имп са на выходе формирователя 8, масштаб кото го регулируется блоком 14 задания коэффициента преобразования. , Так как временные интервалы на выходе формирователей 8 и 9 пропорциональны значениям фазовых сдвигов и Л.2И рззность их - лЧ . то результат измерений, считьшаемый с индикатора 16, равен ДЧ С-УГЙ- И ) + лЧ (ЧЙЧ ) - a-sv iK-) где m 5, п 3. В данном случае коэффициенты изменения масштаба временных интервалов, задаваемые блоками II и 14, должны выбираться в соотв ствии с коэффициентами перед лЧ и /хЧ, а их отношение должно быть равно Hlii-тПТ I Формула изобретения Трехчастотное измерительное устройства для геоэлектроразведки, содержащее три избирательных усилителя, входы которых соединены с входными клеммами, три импульсных формирователя, входы которых соединены с выходами избирательных - усилителей, два фop afpoвaтeля временных интервалов, первые входы которых соединены с выходом первого импульсного формирователя, а вторые входы соединены соответственно с выходами второго и третьего импульсных формирователей, элемент И, один вход которого соединен с выходом первого формирователя временных ; интервалов, а второй соединен с выходом второго формирователя временных интервалов через инвертор, преобразователь временного интервала соединённьхй с выходом блока задания коэффциента преобразования, двухвхо- . довой сумматор входы которого соединены с выходом элемента И и преобразователя рре- . менного интервала, а выход соединен с индикатором результата измерений, отличающееся тем, что, с целью повъткпня точности измерений, второй вход-друхвходового преобразователя врейеннб1Ч) интервала соединен с выходом первого формирователя временных йнтс рвалов. Источники информации, принятые во внимание при )1ерт11зе 1.Авторское свидетельство СССР N 327428, кл. G 01 V 3/02, 1970. 2.Аладинский Ю. В. и др. Аппаратура для двух-трехчастотных измерений в геологоразведке. Тезисы докл. на научно-техн. конф. ЦИС-73. Ивано-Франковск, 1973, 5с.