Вычислительное устройство для геоэлектроразведки Советский патент 1982 года по МПК G01V3/38 

(54) ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ

I

Изобретение относится к обработке данных для геоэлектроразведки рудных месторождений и может применяться для идентификации сигналов, представляющих собой суперпозицию компонентов одного класса.

Известно устройство для геоэлектроразведки, содержащее в измерительной части датчики, измерительный канал, аналого-цифровой преобразователь, вычислительное устройство, регистратор, блоки синхронизации и управления 1 .

Однако это устройство имеет крайне ограниченные возможности для обработки больших об,ъемов информации.

Известно также устройство для элект роразведки, которое содержит в измерительной части магнитный индукционный датчик, входной ключ, согласованный фильтр, стробируюший ключ, микро-ЭВМ с линиями интерфейса, памятью, блоком управления и регистрирующее устройство. С помощью этого устройства удается

снизить влияние флуктуационных н коге|эентных помех t2 .

Недостатком этого устройства является низкая разрешающая способность при разделении сигналов от рудных тел, так как его вычислительные возможности ограничены.

Известно вычислительное устройство, содержащее анализатор Фурье, блок деления, обратный анализатор Фурье и

to линии интерфейса. Это вычислительное устройство входит в состав устройства для геоэлектроразведки, содержащего входной преобразователь, входной ключ, согласующий фильтр, аналого-цифровой

IS преобразователь (А11П) схему управления, формирователь экспоненлиального сигнала, датчик опорного сигнала и линии интерфейса. Линии интерфейса включают линию входного сигнала, со}0единяющего AUn и вход вычислительного устройства, линию выходного сиг- нала от выхода вычислительного устрой ства до входа регистратора,-линию П&39

редачи опорного сигнала -от датчика ко входу блока деления вычислительного устройства и линию, управления, соединяющую блок управления и блок деления 31 .

Однако аппаратурная сложность известного устройства вызвана наличием двух функционально и аппаратурно сложных узлов - анализаторов Фурье, что приводит к снижению его надежности, повышению оебестоимости и увеличению габаритных размеров и веса.

Цель изобретения - упрощение устройства, повышение помехоустойчивости и снижение аппаратурных затрат на его реализацию.

Поставленная цель достигается тем, что известное вычислительное устройгство, .содержащее анализатор Фурье, блок деления и интерфейс с линиями передачи входного, выходного, управляющего и опорного сигналов,в котором линии передачи опорного и управляющег сигналов подключены соответственно ко второму и управлякнцему входам блока деления, на входе и выходе анализатора Фурье включены двувходовые переключатели, к первому входу первого переключателя подключена линия входного сигнала, а выход его соединен со входом анализатора Фурье, выход которого соединён с импульсным входом второго переключателя, выходы которого подключены соответственно к первому входу блока деления и к линии вьгходного сигнала, выходы блока деления соединены соответственно - один через низкочастотный фильтр - ко второму входу первого переключателя, а второй - к управляющему входу первого переключателя, при этом этот управляющий вход связан с управляющими входами низкочастотного фильтра и второго переключателя, а управляющий вход блока деления - с одним из управляющих входов анализатора Фурье, ко второму управляющему входу которого подсоединена вторая линия управляющего сигнала интерфейса

На фиг. 1 изображена cтpyктypнiaя схема вычислительного устройства ; на фиг. 2 - пример использования вычислительного устройства в электроразведбчном устройстве. Вычислительное устройство содержит двувходовый переключатель 1, анализатор Фурье 2, второй переключатель 3, блок деления 4, низкочастотный цифровой фильтр 5, линии интерфейса для передачи входного 6, управляющих 7

4214

и 8, опорного 9 и выходного 1О сигналов.

Электроразведочное устройство в котором используется предлагаемое выJ числительное устройство, содержит (фиг. 2) индукционный датчик 11, входной ключ 12, согласованный фильтр 13, умножитель 14, аналого-цифровой преобразователь 15, схему управления 16, формирователь

IQ экспоненциально-возрастающего напряжения 17, датчик опорного сигнала 18, вычислительное устройство 19 и регистратор 20.

Устройство используется следующим

fS образом.

Сигнал переходного процесса Е (t ), осложненный помехами, с выхода приемного элемента 11 посредством ключа 12 подается на вход согласованного фильт20 ра 13., который ослабляет влияние флюктуационных и когерентных помех. После фильтрации сигнал подается на один из входов умножителя 14, на второй вход которого подается экспонен1.щапьно-воз/5 растающее напряжение U(U с выхода формирователя 17, причем момент отпирания ключа 12 и начало формирования напряжения OU) фиксированы и определяются сигналами с первого и вто-д рого выходов схемы управления 16. Сигнал (.) и(t) с выхода умножителя 14 подается на вход АПП 15, который осуществляет квантование поступающего сигнала через дискретные.экспоненциально-возрастающие интервалы времени, согласно тактирующим импульсам, поступающим с четвертого выхода схемы управления 16, причем начало тактирующих импульсов также жестко согласовано с сигналами со второго и первого выходов схемы 16. Отсчеты преобразователя 15 через переключатель 1, который в исходном состоянии соединяет выход - преобразователя 5 со входом анализатора Фурье 2, посредством линии интерфейса 6 подаются на вход анализатора Фурье 2, который йа время t вычисляет текущий спектр исследуемого процесса btt)), затем импульс с третьего выхода схемы управления 16, приходящий после окон чания процесса Фурье-преобразования исспедуемого сигнала по пинии интер.фейса 8, поступает на первый управляющий вход анализатора Фурье 2 для его переключения в режим обратного ана55 лизатора Фурье и одновременно запускает блок деления 4, где за время 1 осуществляется деление вычислительного спектра на спектр Фурье опорного сиг59 , нала (jplt)U(.t) , хранящегося в оперативном запоминающем устройстве блока 18, так как в исходном состоянии блок 4 по первому сигнальному входу посред ством переключателя 3 соединен с выходом блока 2, а по второму - с выходом блока 18. Особенностью применяемого в устройстве анализатора яоаляется его возможность в зависимости от режима работы осуществлять прямое или обратное преобразование Фурье поступающего сигнала. Это достигается инверсией фазового множителя LU i 4 решающего узла после воздействия на один из управляющих входов анализатора соответствующего импульса. Через Тд сигнал Конец деления, поступающий с выхода блока 4, переключает контакты переключателей 1 и 3 во второе положение, а также осуществляет пуск блока 5, куда поступает результат деления и где за время 1Гф осуществляется его цифровая фильтрация. После чего посредством второго контакта первого переключателя 1 сигнал подается во входные регистры блока 2, в котором за время С выполняется опера.ция обратного преобразования Фурье. Через время t 2С +Сф + f л из пятого выхода схемы 16 на второй управляющий вход анализатора 2 по линии 8 поступает импульс, который переводит анализатор в исходное состояние (режим прямого анализатора фурье), за-это же время определяется обобщенный спектр исследуемого переходного процесса по аномал ному параметру, причем пик спектра соответствует по амплитуде и положению разным присутствующим в исследуемом сигнале экспоненциальным компонентам от соответствующих рудных тел. Полученный спектр при помощи второго контакта переключателя 3 выводится на ре гистратор 20. Математически устройство решает за (дачу разложения многокомпанентного Сигнала одной природы на составляющие рещая интегральное уравнение вида: bMJUCd)(i), ol . где 2.1.t|dl)- ядро интегрального преобразования ипи опорный сигнал orili) . на практик ЯВЛЯЮЩИЙСЯ одной из сост ляющих сигнала; аномальный параметр; 1 U(d.)- обошенный спектр измеряемого переходного Е ( Ъ ) по аномальному параметру oL . Причем U(d.) определяется из следузоего соотнощения: U(d))lF{ tU}Ult)yP{yi)l/ft))(p(-0, d 9xpC-x), оператор Фурье преобразования; параметр, задающий сетку зна-чений аномалыюго параметра и определяющий дискретность поступления отсчетов исследуемого сигнала на решаюшкй узел; НСи)) частотная характеристика вве- денного низкочастотного фильтра. Достоинством предлагаемого устройства, по сравнению с известным, является повыщенная помехозащшценность к флюктуационным помехам исобственным щумам, а это ведет к повьпиению достоверности получаемой после обработай информации, что достигнуто благодаря введению цифрового низкочастотного фильтра, например фильтра Гаусса. Изменение структуры вычислительного устройства, позволившее исключить функционально и аппаратурно .сложный узел обратный преобразователь Фурье, привело к снижению аппаратурных затрат на его реализацию, снижению себестоимости, повыщению надежности, а также уменьшению его габаритов и веса. Формула изобретения Вычислительное устройство для геоэлектроразведки, содержащее анализатор Фурье, блок деления и интерфейс с линиями передачи входного и выходного, управлякшего и опорного сигналов, причем линии передачи опорного и управляющего сигналов подключены соответсгвенно ко второму и управляющему входам блока деления, отличаю - щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, на входе и выходе анализатора Фурье включены двувходовые переключатели, к первому входу первого переключателя подключена линия входного сигнала, а выход его соединен со входом анализатора Фурье, выход которого соединен с импульсным входом второго переключателя, выходы второго 79 переключателя подключены соответственно к первому входу блока деления и к линии выходного сигнала, выходы блока деления соединены соответственно - один через низкочастотный фильтр - ко второму входу первого переключателя, а второй - к управляющему входу первого переключателя, при этом управляющий вход первого переключателя связан с управляющими входами низкочастотного 4яшътра и второго переключателя, а управляющий вход блока деления - с одним , из управляющих входсе анализатора Фурь ко второму управляющему входу которо1Sго подсоединена вторая линия управляющего сигнала интерфейса. Источники информа1ши, принятые во внимание при экспертизе 1. Померанц Л. И., Чукин В. Т, Аппаратура и оборудование для геофизических методов исследования скважин. М., Недра, 1978, с. 64-66. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2794688/18-25, кл. GtOlV 3/12, 13.07.79. 3.Авторское свидетельство СССР по заявке 2647016/18-25, кл. Q 01V 3/10, 31.01.78,

Фу.г