Устройство для предварительной обработки электроразведочных сигналов Советский патент 1982 года по МПК G01V3/06 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ ЭЛЕКТРОРАЗВЕДОЧНЫХ СИГНАЛОВ

1

Изобретение относится к электро разведочной технике и предназначено для предварительной обработки компонент электромагнитного поля и может быть п{5именено в информационных измерительных системах. . ,

Известны геоэлектроразведочные устройства, йсуществпяющие дискретизацию и определяющие цифровым способом амплитуду и фазу измеряемого сигнала. Эти устройства содержат преобразователи напряжения в количестве импульсов, генераторы, решающие устройства, вычислительные устройства 1 .

Основным недостатком этих устройств является их малая помехоустойчивость, что ведет к потере точности и производительности труда и требует для записи большой объем накопителя.

Наиболее близкой к изобретению является электроразведочная станция ЦЭС-1 .содержащая входной блок, соединенный с аналого-цифровым преобразователем и со схемой управления и синхронизации, и регистратор. Устройство осуществляет дискретизацию приJ нимаемого сигнала, преобразование его в код, запись кода на магнитную ленту. Информация, зарегистрированная на станции ЦЭС-1, обрабатывается на ЭВМ 2.

10 Основными недостатками станции являются ее низкая помехоустойчивость, а также то, что она не позволяет оценить, достаточно ли информации записано для того, чтобы можно было отфильтровать полезный сигнал от помехи. Это приводит к потере производительности и большому расходу магнитной ленты при регистрации исследуемых сигналов.

20

Целью изобретения является повышение производительности и сокращение объема регисхрируемой информации путем оптимизации времени измерения и регистрации оценок знамении сигна ла, количество которых соответствуе количеству дискретных точек лишь для одного периода. Цель достигается тем, что в устройство, содержащее входной блок соединенный с аналого-цифровым преобразователем и со схемой управления, и регистратор, между аналогоцифровым преобразователем и регистр тором включен блок формирования и анализа оценок, первый вход которог соединен с выходом аналого-цифровог преобразователя, второй и третий входы - с выходами схемы управления а информационные и управляющий выходы блока формирования и анализа оценок соединены с регистратором,при этом блок формирования и анализа оценок содержит два распределите ля, анализатор и группу параллельны каналов, каждый из которых состоит из устройства определения оценки, определителя верности и коммутатора причем в каждом канале информационный вход устройства определения оценки соединен с первым входом бло ка формирования и анализа оценок, а управляющий вход устройства определения оценки соединен с управляющим входом определителя верности и с соответствующим выходом первого распределителя, вход которого является вторым входом блока формирования и анализа оценок, третий вход которого соединен ссчётным входом второго распределителя, выходы кото рого соединены с управляющими вхо дами коммутаторов соответствующих каналов а информационные входы ком мутаторов соединены с выходами устрбйств определения оценки и входами определителей верности, выходы кото рого соединены с соответствующими входами анализатора, выход которого соединен с управляющим входом второ го распределителя и с управляющим выходом блока формирования и анализа оценок, информационными выходами которого являются выходы коммутатора. На чертеже представлена схема устройства. Устройство для предварительной обработки электроразведочных сигнал содержит входной блок 1, соединенны с аналого-цифровым УТрёобразова телем 2 и со схемой управления 3, причем выход аналого-цифрового преобразователя 2 и выходы схемы управления 3 соединены с первым, вторым и третьим входами блока j формирования и анализа оценок. Информационный и управляющий выходы блока формирования и анализа оценок соединены с регистратором 5. Блок k формирования и анализа оценок содержит распределители 6 и 7, анализатор 8 и группу параллельных каналов, каждый из которых состоит из устройства 9 определения оценки, определителя ТО верности, сос тоящего, например, из запоминающего устройства 11 и блока 12 разности, и коммутатора 13- Все информационные входы устройства 9 определения оценки соединены с первым входом блока формирования и анализа оценок, а управляющие входы ( устройств определения оценки 9) соединены с управляющими входами определителя 10 верности и с соответствующими выходами первого распределителя 6, вход которого является вторым входом блока формирования и анализа оценок . Третий вход блока k соединен с счетным входом второго распределителя 7, выходы которого соединены с управляющими входами коммутатора 13 соответствующих каналов, а информационные входы коммутаторов 13 подключены к выходам устройства 9 определенияоценки и- информационным входам определителя верности 10. Выходы определителя 10 верности соединены с соответствующими входами анализатора 8, выход которого соединен с управляющим входом второго распределителя 7 и с управляющим выходом блока k формирования и анализа оценок, информационными выходами которого являются выходы коммутаторов 13. Входной блок 1 служит для масштабирования и усиления сигнала, поступающего с датчика, а также для дискретизации этого сигнала. Входной блок 1 может состоять из аттенюатора, усилителя, аналоговых ключей и устройства хранения, например емкостной ячейки памяти. Аналого-цифровой преобразователь 2 служит для преобразования значений сигнала в каждой дискретной точке в код. Схема управления 3 вырабатывает тактовые импульсы для дискретизации сигнала и пропускания дискретного отсчета в определенный канал, а также для управления коммутаторами 13. Схема управления 3 может содержать задающий генератор, делители и, при необходимости, устройство синхрониза ции . Устройство 9 определения оценки предназначено для определения оценки значения сигнала в дискретной точ-ю ке за несколько периодов измеряемого сигнала и может быть выполнено на устройствах линейной и нелинейной фильтрации. Определитель 10 верности формируе сигнал, позволяющий судить о том,как велика разница между оценкой и истин ным значением сигнала (незашумленного в данной точке. Может состоять ( как показано) из запоминающего устройства 11 и блока 12 разности. Анализатор 8 верности по значения показателей верности определяет или позволяет определить оператору нужно ли продолжать измерение с целью уточнения значений оценок или же мож но прекратить измерения и записать в регистратор 5 значения оценок и может состоять из набора компараторов и логических схем. В качестве анализатора может использоваться и осциллограф, на экране которого можно наблюдать значения показателей верности. Решение об окончании измерений в этом случае принимает оператор. Регистратор 5 предназначен для регистрации оценок на бумагу, магнит ную ленту и т.д. Параллельно регистратору или вместо него может быть включено устройство для целевой обра ботки, например устройство для опре деления частотного или фазового параметра ВП. -. Устройство для предварительной обработки электроразведочных сигналов работает следующим образом. Выходной периодический сигнал масштабируется во входном устройстве 1, здесь же производится дискретизация сигнала, т.е. за каждый период определяется N дискретных значений сигнала. Тактовые импульсы для осуществления дискретизации поступают со схемы управления 3 Дискретные значения сигнала преобразуются в код аналого-цифровым преобразователем 2. Тактовые импуль906 сы с первого выхода схемы управления 3 поступают на вход первого распределителя 6, Импульсы с выхода распределителя 6 поступают на входы устройств 9 определения оценки и определителей 10 верности поочередно во все каналы,таким образом, чтобы отсчеты с выхода аналого-цифрового преобразователя 2, соответствующие первой дискретной точке, поступали 8первый канал во все периоды, а отсчеты, соответствующие i-и точке, поступали в 1 канал. Рассмотрим работу первого канала. Перед началом измерения осуществляется Сброс устройств 9 определения оценки Сцепи Сброс не показаны). В начале измерения отсчет xUt. ) с выхода а налого-(Цифрового преобразователя 2, соответствующий первой дискретной точке t , при отсутствии устройства синхронизации в схеме управления 3, точка t ие будет соответствовать началу периода измеряемого сигнала, поступает в устройство 9 определения оценки первого канала. Оценка х на выходе этого устройства после прихода первого отсчета будет равна этому отсчету. Второй отсчет х (t)поступит в устройство оценки первого канала точно через период измеряемого сигнала и будет также соответствовать первой дискретной точке t (но уже во втором периоде). Перед пропусканием второго отсчета на вход устройства 9определения оценки осуществляется загТис первой оценки в запоминающее устройство 11 определителя 10 верности. Вторая оценка х в простейшем случае может быть определена как среднее значение двух отсчетов. Последующие оценки могут быть найдены как среднее значение наиболее близких между собой отсчетов (аномальные отсчеты могут быть исключены при вычислении оценки с помощью нелинейной фильтрации. В определителе 10 верности текущая оценка, полученная по j отсчетам,сравнивается с оценкой, полученной в предыдущем периоде, т.е. полученной по (j-1) отсчетам и хранящейся в запоминающем устройстве 11 определителя 10 верности. Сравнение оценок осуществляется блоком 12 разности определителя 10 верности. На выходе определителя верности 10 прг лучаем модуль разности оценок текущего и предыдущего периода -,--/xJ- / - / . (В качестве показателя верности может быть выбра на и другая величина, в этом случае определитель верности будет выполнен по-другомуЛ Оценки и показатели верности для остальных дискретных точек определяются в других каналах аналогично. Сигналы с выходов определителей 10 верности поступают на входы делителей 10 верности сравнива ется с допустимыми значениями(Задава емыми заранее. При .незашумленном вхо ном сигнале выходные сигналы определителей 10 верности уменьшаются с каждым периодом и, как правило, посл 3- периодов становятся меньше заданных допустимых значений. В этом случае на выходе анализатора 8 форми руется разрешаю1чи 1 сигнал. При работ в условиях поме, оценки, близкие к истинным значениям сигнала, будут формироваться дольше, т.е. время измерения будет зависеть от соотношения сигнал/шум. Разрешающий сигнал на выходе анализатора включает регистратор 5 и второй распределитель 7, с выходов которого поочередно поступают сигналы на управляющие йходы коммутаторов 13., при этом сигналы с выходов устройств 9 определения оце.нки всех каналов переписыва ются в регистратор. Таким образом, в предлагаемом устройстве реализуется -накопление и обработка дискретнь1Х отсчетов за несколько периодов, а в регистратор поступают оценки, количество которых соответствует количеству дискретных точек лишь одного периода. Выигрыш по производительности обеспечивается за счет оптимизации времени измерения. Сокращение объема регистрируемой информации позволяет резко сократить расход магнитной ленты или перейти к другому типу регистратора (например, к полупровод никовому). Кроме того, при обработке зарегистрированной информации уменьшается время работы вычислитель ной машины. Формула изобретения 1. Устройство для предварительно обработки электроразведочных сигналов, содержащее входной блок, соеди ненный с аналого-цифровым преобразо вателем и со схемой управления, а также регистратор, отличающ 6 е С Я тем, что, с целью повышения производительности и сокращения объема регистрируемой информации путем оптимизации времени измерения и регистрации оценок, количество которых соответствует количеству дискретных точек лишь одного периода, в нем между аналого-цифровым преобразователем и регистратором включен блок формирования и анализа оценок, первый вход которого соединен с выходом аналого-цифрсэвого ареобразователя, второй и третий входы - с выходами схемы управления, а информационные и-управляющие выходы блока формирования и анализа оценок соединены с регистратором. 2. Устройство по п.1, о тли ч аю щ е е с я тем, что блок формирования и анализа оценок содержит два распределителя, анализатор и группу параллельных каналов, каждый из которых состоит из устройства определения оценки, определителя верности и коммутатора, причем в каждом, кана1пе информационный вход устройства определения оценки соединен с первым входом блока формирования и анализа оценок, а управляющий вход устройства определения оценки соединен с управляющим входом определителя верности и с соответствующим выходом первого распределителя, вход которого является вторым, входом блока формирования и анализа оценок, третий вход которого соединен со счетным входом второго распределителя, выходы которого соединены с управляющими входами коммутаторов соответствующих каналов, а информационные входы коммутаторов соединены с выхолами устройств определения оценки и входами определителей верности, выходы которых соединены с соответствующими входами анализатора, выход которого соединен с управляющим входом второго распределителя и с управляющим выходом блока формирования и анализа оценок, информационными выходами которого являются выходы коммута.торов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № , кл. , опублик. .Бобровников Л.З. и др.Электриразведочная аппаратура и оборудование. М.,Недра,1979,с.149-158 (прототип).