Цифровой магнитовариационный преобразователь Советский патент 1983 года по МПК G01V3/40 

Изобретение относится к геофизической разведке с использованием магнитного поля Земли (МПЗ). Известны приборы для исследования вариаций МПЗ - магнитостатические ва риометры, содержащие магнит с зеркаль цем, подвешенный на кварцевых растяжках, осветитель, усилитель, катуцвсу обратной связи, аналого-цифровой преобразователь 1. Известные приборы обладают недоста точной точностью. Известен также цифровой преобразователь вариаций геомагнитного поля, содержащий магниточувствительный вари ометр с фотопреобразователем и катушкой обратной св.язи, генератор тактовых импульсов с формирователем време ни счета и счетчиком импульсов, источ ник эталонного тока с переключателем тока. Принцип действия аналого-цифрового преобразователя основан на формировании цифрового отсчета вариации МПЗ в момент равенства измеряемого поля и заданного, который фиксируется фотопреобразователем 2. Недостатком известного устройства является низкая помехозащищенность от импульсных помех, промышленных помех при их совпадении с моментом формирования цифрового отсчета. Цель изобретения - увеличение помехозащищенности путем уменьшения влияния помех промышленной частоты и импульсных помех на результат преобразования. Указанная цель достигается тем, что цифровой магнитовариационный преобразователь, содержащий магниточувствительный варисметр с фотопреобразователем и катушкой обратной связи, генератор тактовых импульсов, формирователь времени счета, счетчик импульсов, источник эталонного тока и переключате.пь уока, дополнительно содержит усилитель тока, конденсатор, компаратор, тактирующее устройство, катушку компенсации и схему синхронизации, при этом выход фотопреобразователя соединен со входом усилителя тока, выход которого через конденсатор соединен с катушкой обратной связи и через компаратор соединен с -первым входом тактирующего устройства, второй вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, первый выход тактирующего устройства соединен со счетным входом счетчика импульсов, стробирукщий вход которого черев

формирователь времени счета соединен с выходом генератора тактовых импульсов выход источника эталонного тока через переключатель тока, управляемый сигналами со второго выхода тактирующего устройства, соединен с катушкой koмпeнcaцииг выход смены синхронизации Соединен со входами синхронизации генератора тактовых импульсов и формирователя времени счета.

На чертеже представлена Функциональная схема устройства.

Цифровой магнйтобариационный преобразователь содержит магниточувствительный вариометр 1 с фотопреоСразователем 2 и катушкой обратной связи 3, соединенный через конденсатор 4 с выходом усилителя тока 5, вход которого соединен с выходом фотопреобразователя 2, к выходу усилителя тока 5-через ког/.паратор 6 подключен первый вход тактирующего устройства 7, второй выход которого соединен с управляющим входом переключателя тока 8, включенного между выходом источника эталонного тока 9 и катушкой компенсации 10 магниточувствительного вариометра 1, второй вход тактирующего устройства 7 связан с выходом генератора тактовых импульсов 11, а первый выход соединен .со счетным входом счетчика 12, стробирующий вход которого через формирователь времени счета 13 связан с выходом генератора тактовых импульсов 11, синхронизирующие входы генератора тактовых импульсов 11 и формирователя времени счета 13 подключены к выходу схемы синхронизации 14.

Устройство работает следующий обра зом.

Под действием вариации МПЗ магнит вариометра 1 поворачивается иа некоторый угол, что вызывает пропорциональное изменение тока фотопреобразователя 2, которое усиливается усилителем тока 5 и через конденсатор 4 подается в катушку обратной связи 3. Индукция магнитного поля в катушке обратной связи .равна по величине и противоположно направлена индукции t магнитного поля вариации. Ток, протекающий через катушку обратной связи 3, заряжает конденсатор 4. Напряжение на конденсаторе 4 пропорционально среднему значению индукции магнитного поля за время интегрирования. При достижении напряжения на конденсаторе 4 порогового значения компаратора 6 потенциал с выхода компаратора 6 поступает на первый вход тактирующего устройства 7, на вход синхронизации которого поступают тактовые импульсы генератора 11, с помощью которых тактирующее устройство 7 переводится в состояние, при котором через переключатель тока 8 к катушке компенсаци и

10подключается источник эталонного тока 9 в течение одного периода тактовой частоты. Ток источника эталонного тока 9 создает в объеме магниточувствительного вариометра 1 магнитное поле, направленное противоположно измеряемому полю, в результате величина тока катушки обратной связи 3 изменяется, напряжение на конденсаторе

4 уменьшается до значения, меньшего величины порога срабатывания компаратора 6. После окончания импульса эталонного тока величина тока обратной вязи определяет интервал времени, в течение которого тактовые импульсы не проходят через тактирующее устройство 7. Д установившемся режиме процесс заряда-разряда конденсатора 4 повторяется, на выходе тактирующего устройства 7 формируется последовательность импульсов, которая поступает на вход счетчика импульсов 12 за время счета, задаваемое формирователем времени счета 13. Погрешность преобразования определяется нестабильностью источника эталонного тока 9 и погрешностями, связанными с катушкой компенсации 10. Схема синхронизации 14 осуществляет дзаимную синхронизацию частоты генератора тактовых импульсов

11с частотой питающей сети для исключения влияния помехи промышленной частоты путем ее интегрирования.

Предложенное устройство позволяет повысить помехозащищенность преобразования благодаря исключению влияния параметров элементов преобразователя, нестабильности частоты генератора тактовых импульсов. Устройство наиболее эффективно при обработке вариаций МПЗ усредненных за период 1-2,5 мин.

Формула изобререния

Цифровой магнитовариационный преобразователь, содержащий магниточувствительный вариометр с фотопреобразователем и катушкой обратной связи, генератор тактовых импульсов, формирователь времени счета, счетчик импульсов, источник эталонного тока и переключатель тока, отличаю я -тем, что, с целью увеличения помехозащищенности, он дополнительно содержит усилитель тока, конденсатор, компаратор, тактирующее устройство, катушку компенсации и схему синхронизации, при этом выход фотоПреобразователя соединен со входом усилителя тока, выход которого через конденсатор соединен с катушкой обратной связи и через компаратор соединен с первым входом тактирующего устройства, второй вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, первый выход тактирую(иего устройства соединеи со- счетным входом счетчика импульсов, стробирумпций вход копгорого через формирователь времени счета сое динен с выходом генератора тактовьос шлпульсов, выход источника эталонного тока-через переключатель тока, уп« равляемый сигналами со второго выхо-, да тактирующего устройства, соединен с катушкой ксн4пенсации, выход схемы синхронизации соединен со входами син хронизации генератора тактовых. «мпуль и формирователя времени счеИсточники информацииг принятые вовиимание при экспертизе I. Афанасьев Ю.З., Студенцов Н.В. Целкин А.П. Магнитометрические приОо{ ы, преобразователи, установки. Л., ЭиергиЯ, 1972, с. 18. ,2. Авторское свидетельство СССР 575бб3 кл.С 01 V 3/pp,G01J 1/00, 1977 (прототип).