Устройство для геоэлектроразведки Советский патент 1981 года по МПК G01V3/06 

Изобретение относится к информаци онно-измерительным устройствам в области геоэлектроразведки переменив электромагнитным полем. Известно устройство для геоэлектр разведки, которое содержит источник первичного поля, состоящий из задающего генератора и излучателя, управляемого ключом, идвухканальный приемник, каждый из каналов которого со стоит из последовательно соединенных датчика поля, усилителя и среднеквад ратичного детектора, подключенных к схеме вычитания, и регистратор )}. Недостатком этого устройства явля ется наличие неподавляемой помехи, что обусловливает его низкую разрешаюцую способность. Известно также устройство для гео электроразведки, в двухканальном приемнике которого дополнительно содержится два ключа, переключающих синхронно с ключом источника первичного поля выходы усилителей обоих ка налов; между выходами среднеквадратичных детекторов и входом схемы вычитания .включены последовательно соединеншле схема отношений,запоминающее устройство и схема умножения, при этом выходы обоих усилителей непосредственно соединены со вторыми входами схем вычитания и умножения соответственно 2. Недостатком данного устройства является невысокая раэрешакщая способность, ибо оно обеспечивает подавление только синхронных помех (т.е. помех, не имеющих взаимного сдвига по фазе). Наиболее близким к предлагаемому является устройство для геоэлектроразведки, содержащее измеритель фазы, запоминающее устройство и фазе- вращатель, соединенные последовательно, при этом входы измерителя фазы подключены параллельно входам среднеквадратичных детекторов, а фазов ащатель включен между умножающим устройством и схемой вычитания sj. Недостатком этого устройств а явля ется низкая разрешающая способность в дисперсных средах при использовании широкополосного первичного поля. Этот факт обусловлен невозможностью подавления широкополосных помех. Как .известно, дисперсная среда характеризуется функцией передачи среды и поэтому для компенсации широкополосных помех в дисперсной среде должен использоваться не комплексный весово коэффициент компенсации, как в данно устройстве, а весовая функция loneратор). Целью изобретения является повышение разрешающей способности геоэлектроразведочной аппаратуры путем исключения влияния широкополосных помех при измерении широкополосных сигналов в дисперсных средах. Поставленная цель достигается за счет того, что в устройстве для геоэлектроразведки, содержащем источник первичного поля, двухканальньш при-;; емник, каждый из каналов которого со стоит из последовательно соединенных датчика и усилителя, подключенного ко входу двухпозиционного ключа, последовательно подсоединенные блок па мяти и умножитель, сумматор и регист ратор, при этом один из входов сумма тора связан с выходом первого усилителя, а один из входов умножителя св зан с выходом второго усилителя, дополнительно введены блок измерения втоспектров и блок измерения взаимных спектров, выходы которых подключ яы к блоку вычисления компенсирующего оператора, подключенного ко входу блока памяти, при этом блок измерени автоспектров двумя своими входами со единен с выходом первого ключа и одним из входов блока измерения автоспектра, второй вход которого соединен с выходом второго ключа, выход умножителя связан со вторым входом сумматора. На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство для геоэлектроразведки содержит генератор первичного поля 1 двухпозиционный ключ 2, усилитель мощности 3, излучатель первичного по ля 4, датчики поля 5 и 6, усилители 7 и 8, двухпозиционные ключи 9 и 10, блок измерения автоспектров 11, блок измерения взаимных спектров 12, блок вычисления компенсирующего one-; ратора 13, блок памяти 14, умножитель 15, сумматор 16, регистратор 17 При этом генератор 1,,ключ 2, усилитель 3 и излучатель 4, соединенные последовательно, представляют собой источник первичного поля. Каждый- из каналов двухканального приемника содержит датчик поля 5 или 6 и усилитель 7 или 8, соединенные соответственно через ключи 9 или 10 с блоками измерения спектров так, что блок измерения автоспектров 11 соединен только с выходом усилителя 7, а блок измерения взаимных спектров 12 соединен с выходами обоих усилителей 7 и , 8. Выходы блоков измерения спектров I 1 и 12 через блок 13, блок памяти 14, умножитель 15 и сумматор 16 соединены с регистратором 17. Второй вход умножителя 15 соединен с выходом усилителя 8, а второй вход сумматора 16 соединен с выходом усилителя 7. Устройство работает следующим образом. Устанавливают ключи в исходное положение 1. Б этом положении генератор первичного поля 1 отключен от излучателя 3 и на датчики 5 и fo воздействует только поле помех. На выходах усилителей 7 и 8 первого и второго каналов текущие спектры принятых сигналов помех соответственно равны Uj(f,t) G(f)Eo(f,t); Ui(f,t) G2n(f)En(f,t), где En(f,t) текущий спектр поля помех; Mf) функция передачи от источников помех к выходу соответствующего усиличастота и время ( ,2). Значения текущего спектра U поступают в блоки д змерения автоспектров и взаимных спектров П и 12, а значения текущего спектра U. - в блок измерения взаимных спектров 12. На входы блока вычисления компенсирующего оператора 13 подаются автоспектр S (t) и взаимный спектр S,,(f) , которые , гавляют собой как , предсд:а,вляют собой S и , S и и2 . (звездочка знак комплексной сопряженности, а черта - усреднение по времени). В блоке вычисления компенсирующего оператора происходит преобразование полученных спектров таким образом, чтобы их взвешенная сумма была равна нулю. При этом на вход блока памяти 14 поступают значения компенсирующего опе ратора L (f),. обеспечивающего указанное условие - L(f)..b«W-- .) ,2, , и Uj G(f) В блок памяти 14 заносятся значения компенсирующего оператора L (f). Далее, сигналы от блока памяти 14 через умножитель 15 и сумматор 16 по 7. При этом ступают на регистратор сигнал и блока 7 также поступает в блок 16, а сигнал U блока 8 - в блок 15. Б этом случае при отсутствии сигнала от источника первичного поля (положение ключей I) регистратор 17 фиксирует нулевой сигнал, т.е устройство обеспечивает полную компенсацию широкополосной помехи в дис персной среде. Во втором режиме все ключи пере.ключаются в положение Л. При этом г нератор первичного поля 1 подключает ся через ключ 2 и усипитель мощности 3 к излучателю первичного поля 4, с помощью которого в пространстве индуцируется первичное поле. На датчики 5 и 6 в этом режиме кроме помех воздействует первичное поле, поэтому текущие спектры на выходах усилителей 7 и 8 во втором режиме представляют собой ,U/(f ;t)u,n(f)En (f ,t)(ffEc (f ,t) ; u|(f,t)G2n(,t)4G2Jf)Ec(f,t)l3r где E(f,t) - текущий спектр источника первичного поЛя; ..(f)- функция передачи от источника первичного поля к выходу соответствующего усилителя U l,2). С выхода усилителя 8 текущий спектр и поступает в умножитель 15, на другой вход которого с блока памяти подаются значения компенсирующего оператора L (f). Результат перемножения этих функций попадает в сум|матор 16, на другой вхол которого подается текущий спектр tl с выхода усилителя 7. Регистратор 17 фиксирует текущий спектр и(Л)--иЬ1и|-0,„Е..с..Е. л 4G,)4.c-G7n 2c)c,) зависящий только от текущего спектра первичного поля и независящий от текущего спектра помехи, ибо выражение в круглых скобках для данной среды постоянно. Наличие на входе регистратора сигнала, не равного нулю, свидетельствует о присутствии объекта поиска. Таким образом, с помощью предложенного устройства полностью компенсируются пмрокополосные помехи в .дисперсной среде и этим обеспечивается повьшение его разрешающей способности. Формула изобретения Устройстве для геоэлектроразведки, содержащее источник первичного поля, двухканальный приемник, каждый из каналов которого состоит из последовательно соединенных датчика ш усилителя, подключенного ко входу двухпозиционного ключа, последовательно соединенные блок памяти и умножитель, сумматор и регистратор, при этом один из входов сумматора связан с выходом первого усилителя,а один из входов умножителя связан с выходом второго усилителя, отличающее с я тем, что, с целью повьппения разрешающей способности за счет исключения влияния широкополосных поMexjB дисперсной среде, дополнительно введены блок измерения автоспектров и блок измерения взаимных спектров, выходы которых подсоединены к блоку вычисления компенсируияцего оператора, подключенного ко входу блока памяти, при этом блок измерения автоспектров двумя своими входами соединен с выходом первого ключа и одним из входов блока измерения автоспектров, второй вход которого соединен с выходом второго ключа, а выход умноямтеля связан со вторым входом сумматора. Источники информации, ринятые во внимание при экспертизе 1.Баньян Л.Л. Основы электромагитного зондирования. М., Недра, 965, с. 115. 2.Авторское свидетельство СССР 344390, кл. G 01 V 3/06, 1972. 3.Авторское свидетельство СССР 623169, кл. G 01 V 3/06, 1978 прототип).

(f) .