УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАПИСИ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ЗАВИСИМОСТИ ДВУХ ИЗМЕРЯЕМЫХ ВЕЛИЧИН Советский патент 1951 года по МПК G01D1/16 

Предметом настоящего изобретения является осциллограф, запись у которого производится при помощи специального гальванометра с двумя рамками, расположенными в одном магнитном поле с креплением их на взаимно-перпендикулярных осях. На каждой оси укреплены зеркала таким образом, чтобы луч света от источника, отражаясь последовательно от них, падал на светочувствительную бумагу и давал отметку, соответствующую геометрической сумме перемещений, образуемых у каждой рамки в отдельности.

Как известно, в электроразведочной практике весьма часто используется не непосредственный результат измерения одного или нескольких элементов поля, а результат их отношения или суммирования. Так, например, при работе по методу сопротивления наблюдаются сила тока в цепи питания и разность потенциалов на электродах приемной цепи, а для изображения результатов пользуются их отношением.

При работе по методу земных токов регистрируются изменения напряженности поля вдоль двух взаимно-перпендикулярных линий, а результат изображается в виде вектора, компонентами которого являются наблюдаемые величины.

Возможно, что при выполнении дипольных зондирований также окажется полезным изображать результат в виде вектора.

При работе по методу сопротивлений на вход первой рамки подается разность потенциалов в измерительной цепи, а на вход второй рамки - разность потенциалов, возникающая на концах эталонированного сопротивления в цепи питания. В результате блик из нулевого положения в момент включения тока в цепи питания переходит в положение, соответствующее суммарному действию двух напряжений. Угол наклона прямой, соединяющей нулевое положение блика и положение его отклонения, является функцией указанного отношения.

При работе по методу земных токов на вход каждой из рамок подаются напряжения, возникающие в измерительных линиях. При вариациях поля земных токов блик будет описывать траекторию, являющуюся годографом напряженности поля земных токов.

Подобные записи производятся одновременно на полевой и базисной точках. Отношение площадей полевого и базисного годографов (в случае незамкнутых годографов начало записи и ее конец условно замыкаются прямыми линиями) является площадным инвариантом афинного соответствия, существующего между компонентами поля земных токов, т.е. по сути конечным результатом применяемой ныне методики обработки (метод соответствий).

Аналогичным образом при работе по методу дипольных зондирований предлагаемый осциллограф дает возможность записи разности потенциалов в двух приемных установках в векторной форме.

Преимущество предлагаемого способа записи заключается в том, что запись наблюдений представляется одним кадром с координатной сеткой, позволяющим переходить непосредственно к конечному результату набдюдений: кажущемуся сопротивлению, площадному инварианту афинного соответствия, вектору напряженности поля диполя.

В большей степени это преимущество должно оказаться при работах по методу земных токов. В этом случае вместо громоздкой обработки длинных лент для построения по отдельным Отсчетам эллипсов афинного соответствия площадный инвариант определяется из отношения площадей годографов, измеряемых планиметром.

Таким образом, весьма трудоемкая операция построения эллипсов сводится к кратковременной обработке кадров.

Результаты измерений при помощи предлагаемого осциллографа позволяют оператору, производящему измерения, составить четкое представление о пригодности выполненных наблюдений для обработки.

На чертеже изображена схема устройства.

Предлагаемый двухмерный осциллограф состоит из следующих узлов: 1 и 2 - входные усилители постоянного тока с регулируемым коэффициентом усиления и с приспособлением для компенсации постоянной составляющей подаваемого на вход напряжения (поляризация электродов); 3 - общее градуировочное устройство, позволяющее градуировать в миллливольтах отклонение рамок гальванометра; 4 - двухрамочный гальванометр, расположенный в общем магнитопроводе с электрическим подмагничиванием; 5 - осветитель с конденсатором; 6 - перфорированный диск отметчика времени; 7 - падающее зеркало визуального наблюдения; 8 - реле отметчика времени, воздействующее на поворот диска и освобождающее защелку падающего зеркала; 9 - неподвижное зеркало визуального наблюдения; 10 - экран ожидания; 11 - магазинная кассетка; 12 - приемная кассета; 13 - счетчик кадров; 14 - осветитель счетчика кадров; 15 - рабочий экран визуального наблюдения; 16 - отметчик времени.

Измеряемые напряжения подаются на вход усилителей 1 и 2 постоянного тока. Усилители одинаковые и могут быть выбраны из числа применяемых схем с достаточно устойчивым нуль-пунктом. Усилитель должен обладать высокоомным входом. Сопротивление выхода усилителя подбирается в соответствии с критическим сопротивлением рамок гальванометра. Дополнительно в схеме усилителя предусматривается возможность компенсации поляризации и плавной регулировки усиления.

Выходное напряжение усилителей через сопротивление градуировочной схемы 3 подается на рамки гальванометра 4. Градуировочная схема предполагает возможность как раздельной градуировки каждой рамки (по координатным осям), так и совместной градуировки обеих рамок.

Гальванометр 4 состоит из двух рамок, одна из которых вращается вокруг горизонтальной оси, а вторая вокруг вертикальной. На концах подвесов рамок должны быть регулировочные винты для установки нуль-лункта и регулировки оптики. Обе рамки имеют одинаковые параметры. Рамки снабжены легкими зеркальцами, причем у одной из рамок зеркальце длиннее, чем у второй. Тонкий пучок света от осветителя 5 направляется на короткое зеркало, отражается от него и попадает на длинное. Отражаясь от длинного зеркала, пучок света попадает на фотобумагу.

Если одна из рамок неподвижна, то блик на бумаге перемещается по линии, перпендикулярной к оси вращения этой рамки. Перемещение блика перпендикулярно оси вращения второй рамки,, если первая неподвижна. При одновременном вращении обеих рамок перемещение блика на бумаге соответствует геометрической сумме перемещений, вызванных каждой рамкой в отдельности.

Запись производится на неподвижной бумажной ленте. Смена бумаги после каждого цикла записи производится поворотом валика приемной кассеты. Вращение валика отмечается счетчиком кадров, показания которого отражаются на фотобумаге.

Для визуального наблюдения за записью позади бумаги расположен разграфленный прозрачный экран 15 из неактиничного стекла. Визуальное наблюдение за бликом во время подготовки к записи производится на аналогичном экране ожидания 10, на который блик попадает после двойного отражения от двух зеркал 7 и 9. Первое зеркало, расположенное между гальванометром и бумагой, вращается на шарнире. Во время записи оно опущено, а во время подготовки к записи поднимается и, закрывая собой бумагу, направляет пучок света от гальванометра на экран ожидания.

Отметки времени и синхронности передаются с базовой установки по радио. Сигналы поступают на вход специальной схемы отметчика времени и заставляют срабатывать реле 8, якорь которого соединен с храповиком перфорированного диска, перекрывающего осветитель во время поворота. От первого сигнала отметок времени одновременно с поворотом диска освобождается защелка падающего зеркала, которое освобождает бумагу для записи. Отметки времени отмечаются на записи разрывом следа блика.

Устройство для записи функциональной зависимости двух измеряемых величин с применением гальванометра с двумя рамками, расположенными в одном магнитном поле, отличающееся тем, что, с целью получения на светочувствительной бумаге отметки, соответствующей суммарному перемещению, вызванному каждой рамкой в отдельности, на взаимно-перпендикулярных осях рамок расположены зеркала, позволяющие осуществить последовательную передачу светового сигнала.