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

Изобретение относится к измерительным устройствам для поисков и разведки месторозвдений полезных ископаемых, конкретнодля геоэлектроразведочных работ по методу вызванной поляризации. Известно устройство, включающее схему управления, генераторную установку, питающие и приемные электроды, предусилитель и импульсный вольтметр. Генераторная установка ч рез питающие электроды возбуждает в земле импульсы тока прямоугольной фор1уа11. Напряжение между приемными электродами, усилеиное предусителен измеряется в дискретные моменты вре мени при помощи импульсного вольтметра tl3Недостатком этого устройства яв.- ляется низкая помехоустойчивость, так как при дискретных измере1 иях используется лишь незначительная часть энергии сигнала. Известно также устройство дли электроразведки методом ВП, содер-жащее генератор,-питающую и приемную линии, частотный датчик, синхронизатор, вентили , реверсивные счетчики импульсов и цифровое табло. Генератор через питающую линию возбуяд:;ает в земле ток. Частотный датчик вырабатывает непрерывную последоватех1ьность импульсов, частота которых линейно зависит от величины напряжения на пр иемной линии. Эти импульсы подаются через вентили на входы реверсивных счетчиков в течение промежутков времени, значительно меньших длительности периода. Режимы работы вентилей и ре- версивных счетчиков определяются синхронизатором.. Результат реверсивного счета импульсов отражается на цифровом табло 21 . :, Этому устройству присущи те же недостатки, что и предьщущему. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является ус ройство для цифрового определения комплексных электрических полей, состоящее из генератора тока, питакщей и приемной линий, частотного датчика, блока управления, реверсив ных счетчиков, накопителей и цифровых индикаторов. Генератор тока через питающую линию возбуждает в зем ле переменный ток. Частотный датчик вырабатывает непрерывную последовательность импульсов, частота которых пропорциональна напряжению на приемной линии. Количество импульсо непрерьшно в течение всего времени измерений суммируется или вычитает.ся при помощи реверсивных счетчи ков и накопителей. По окончании измерения результаты счета индицируются на соответствующих индикаторах 3. Недостатком известного устройств является низкая помехоустойчивость за счет нерационального использования энергии сигнала. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости устройства. Поставленная цель достигается те что в устройство для геоэлектроразведки, содержащее генератор тока, соединенный с питакией линией и бло ком управления, приемную линию, сое диненную с частотным модулятором, ,нагруженным первым реверсивным счет чиком, второй реверсивный счетчик, при этом вторые входы реверсивных счетчиков соединены с выходом блока управления, а выходы - с блоками ин дикации, дополнительно включен по крайней мере один- управляемый преобразоэатель частоты, один вход кот рого соединен с выходом частотного модулятора, второй - с блоком управления, а выход - с одним из первых входов одного из реверсивных счетчиков. На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы (с,б,6,г,д) поясняющие ра боту устройства. Измерительное устройство содержи генератор тока 1, питающую линию А6 , приемную линию Ш , .частотный модулятор 2, блок управления 3, управляемый преобразователь частоты 4 реверсивные счетчики 5, 6 и блоки индикации 7, 8. Па фиг. 2 показано изменение сигнала на линии,ЛН . На 4 иг. 25 , ft и -г/ приведено изменеие коэффициентов счета импулосов еверсивных счетчиков и управляемого преобразователя частоты. Устройстве) работает следукяцим обазом. , Генератор тока 1 возбуждает в земле разнополярные импульсы тока со скважностью S 2. Напряжение U(t} (фиг. 2 ), действукицее на приемных электродах MN , поступает на вход чаCTQTHoro модулятора 2, который вырабатывает электрические импульсы с частотой, линейно зависящей от нанапряжения U(t). Эти импульсы поступают на входы двух счетных каналов, первый из которых включает реверсивный счетчик 5 и блок индикации 7, а второй - управляемый преобразователь частоты 4, реверсивный счетчик 6 и блок индикации 8. Работой преобразователя частоты 4 и реверсивных счетчиков 5 и 6 управляет блок управления 3, синхронизированный генератором 1. Реверсивный счетчик 5 суммирует вычитает количество импульсов, поступакяцих на его вход, причем суммирование импульсов (счет с коэффициентом +1) осуществляется во время пропускания в линии А6 положительного импульса тока, а вычитание. (счет с коэффициентом -1) во время .пропускания отрицательного импульса тока. Таким образом, знак коэффициента счета первого канала совпадает во времени.со знаком тока в питакице.й линии (фиг. 25). Результат счета первого канала за один или несколько периодов отображается блоком индикации 7. В том случае, когда на выходе устройства действует постоянное напряжение (U(t)const), частота импульсов пЬстоянна-j количество импульсов, подсчитанных в первом счетном канале с коэффициентом +1, равно количеству импульсов, подсчитанных с коэффициентом -1, и общий результат счета равен нулю. Если же средние значения входного напряжения в первом и втором полупериодах различны, то различны и средние частоты импульсов, и, следовательно, результат счета импульсов за период отличен от нуля, пропорционален этому различию и характеризует амплитуду входного сигнала U(t) . Этот режим работы счетного канала может быть описан известной формулой N,,Wuwat, - П L Q где Ni2 - конечный результат счета импульсов за время Т; UW - входное напряжение; K(t;- коэффициент счета импульсов в соответствующем счет ном канапе; С - коэффициент преобразования частотного модулятора} EU) функция, вьщеляющая целую часть аргумента х. Во втором счетном канале управляемый преобразователь частоты 4 изменяет частоту импульсов, поступающих на его вход с коэффициентом Krj (фиг°. 2ь), причем в первой четверти каждого полупериода частота импульсов удваивается (), во второй четверти импульсы на выходе преобразователя отсутствуют ), и во второй половине периода импульсы про ходят через преобразователь без изменения частоты (). С выхода преобразователя 4 импульсы поступают на вход реверсивного счетчика 6, коэффициент счета которого (Kj) сов падает по знаку с током в земле в первой части каждого полупериода и противоположен во второй (фиг. 2%, Ко)фициент счета второго счетного канала счетчика 6 в приведении ко входу преобразователя 4 определяется как ,j (фиг. 2а). Результат счета отражается блоком ин дикации 8. В том случае, когда на входе уст ройства действует напряжение прямо;угольной формы, частота импульсов на входе преобразователя частол-ы 4 не изменяется в течение одного полу iпериода и количество этих импульсов подсчитанных с коэффициентом Кд, ра ным +2, в два раза меньше количества импульсов, подсчитанных с коэффи циентом -1 (-2 и +1 для второго полу периода , а общий результат счета на индикаторе 8 равен нулю. Если же имеет место изменение входного сигнала в течение каждого полупериода, связанное с процессами ВП в среде, то частота импульсов на входе преоб6 ;4 разователя 4 изменяется в течение полупериода. Результат счета, отраженный на индикаторе 8, характеризует степень искажения прямоугольного сигнала процессом ВП. Для оценки повышения помехоустойчивости предложенного устройства в сравнении с помехоустойчивостью известного проведены расчеты для логарифмической модели процесса ВП и для помехи типа белый шум. Рассчеты показывают что данное устройство имеет помехоустойчивость в среднем на 50% большую чем известное. Выигрьш в помехоустойчивости обусловлен более рациональным режимом обработки сигнала, реализованным в устройстве. Формула изобретения Устройство для геоэлектроразведки, содержащее генератор тока, соединенный с питающей линией и блоком управления, приемную линию, соединенную с частотным модулятором, нагруженным первым реверсивным счетчиком, второй реверсивный счетчик, при этом вторые входы реверсивных счетчиков соединены с выходом блоКа управления, а выходы - с блоками индикации , отличающееся тем, что. С целью повышения помехоустойчивости, устройство снабжено,по крайней мере одним управляемым преобразователем частоты, один вход которого соединен с выходом частотного модулятора, второй - с блоком управления, а выход с одним из первых входов одного из реверсивных счетчиков. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Горячко И.В.Электроразведочная аппаратура и оборудование. Mf, Недра, 1968, с. 143-147. 2.Кормильцев В.В. и др. Цифровая аппаратура для электроразведки методом вызванной поляризации. Сб. Геофизическая аппаратура, вып. 6, Л., Недра, 1977, с. 55-60. 3.Патент ФРГ № 2335850, кл. G 01 V 3/06, 14.07.73, 07.02.74 (прототип).