Устройство для геоэлектроразведки Советский патент 1983 года по МПК G01V3/02 

полей сигнала и помехи в разных точках пространства имеют место различные соотношения сигнал-помеха, помеха оказывается недокомпенсированной или перекомпенсированной. Таким образом, устройство недостаточно помехоустойчиво.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее токовую цепь из последовательно соединенных блока управления, управляемого генератора тока и генераторного датчика, приемную цепь из последовательно соединенных приемного датчика и измерителя сигналов, и регулирующую цепь, состоящую из вспомогательного приемного датчика, соединенного с блоком согласования, и источника опорного сигнала, дополнительно снабжено, по крайней мере, еще одним вспомогательным приемным датчиком и соединенным с ним блоком согласования, а также регулируемым сумматором сигналов, причем выходы всех блоков согласования и выход источника опорного сигнала подключены к входам регулируемого сумматора, а его выход соединен с входом блока управления.

На фиг.1 и 2 изображены блок-схемы устройств.

Устройство (фиг.1)содержит генераторный датчик 1, управляемый генератор 2 тока, блок управления 3, приемный датчик 4, измеритель сигналов 5, вспомогательные приемные датчики 6 и 7, блоки согласования 8 и 9, регулируемый сумматор 1-0 и источник опорного сигнала 11. Вход генераторного датчика 1 подключен к управляющему генератору тока 2, вход которого соединен с блоком управления 3. Выходы вспомогательных приемных датчиков 6 и 7 подключены к входам блоков согласования 8 и 9. Выход регулируемого сумматора 10 соединен с блоком управления 3, а входы - с блоками согласования и источником опорного сигнала 11. Выход приемного датчика 4 подключен к измерителю сигналов 5. Все датчики ориентируются вертикально в одной горизонтальной плоскости.

В качестве генераторного датчика 1 может быть использована индукционная рамка, петля, заземленный питающий диполь или заземленная питающая линия. В качестве генератора 2 может быть использован любой серийно выпускаемый генератор, допускающий регулировку тока. Блок управления 3 предназначен для создания сигнала, управляющего током генератора 2. В зависимости от способа управления током генератора 2 блоком управления 3 может являться широтно-импульсный модулятор, усилитель мощ- ности или другое устройство, преобразующее слабые входные сигналы в сигналы управления генератором. в качестве приемных датчиков 4, Б и 7 могут быть использованы любые электрораз вед очные датчики, например, заземленные диполи или индукционные преобразователи. В качестве измерителя- 5 может быть использована любая измерительная аппаратура, соответствующая выбранному датчику. Блоками согласования В и 9

могут быть блоки гальванической

развязки, блоки частотной коррекции и т.п. Регулируемый сумматор сигналов ib может быть выполнен на основе операционного усилителя, при этом . должна быть предусмотрена возможность

регулирования коэффициентов суммирования сигналов, например, при помощи переменных резисторов.

Устройство работает следующшч образом.

С помощью генераторного датчика 1, соединенного с управляемым генератором тока 2, в исследуемой среде ;

.возбуждается переменное электромагнитное поле, интенсивность которого регулируется блоком управления 3. В заданных точках измерений располагается основной приемный датчик 4.

В других точках располагаются вспомогательные приемные датчики б и 7 сигналы которых через блоки согласования 8 и 9 поступают на входы регулируемого сумматора 10. На вход регулируемого сумматора 10 поступает

также опорный сигнал с источника опорного сигнала 11. Эти сигналы с различными коэффициентами суммируются в регулируемом сумматоре 10, а блок

управления 3 регулирует ток в генераторном датчике 1 так, чтобы сигнал на выходе регулируемого сумматора 10 был равен нулю. Регулировка сумматора 10 заключается в подборе коэффициентов суммирования сигналов таКИМ образом, чтобы как лучше подавить помеху на входе основного приемного датчика 4. Пусть, на входах основного и вспомогательных приемных датчиков 4, 6 и 7 действуют сигналы U , U амплитудой гц , Л, АЗ соответственно, и помеха одинаковой интенсивности. Просуммировав сигнсшы, полученные с вспомогательных приемных датчиков 6,7с

коэффициентами К и К получают новый сигнал ; ,,U-3,

V V - если положить NI ъ

то легко показать, что y;.u..i сигналов и и U| совпадают. Уровень погиехи при этом остается тем же, так как Kj Kj 1. Сигнал U компен сируется опорным сигналом и на выходе регулируемого сумматора 10 получают помеху в чистом виде. Подавляя помеху, полученную на выходе регулируемого сумматора 10, можно обеспечить помехоустойчивый прием сигнала основным приемным датчиком 4. При этом скомпенсированной оказывается помеха, общая для всех при ных датчиков 4,6 и 7, а искажения сигнала, вызванные неоднородностями среды, остаются и могут быть измере ны измеретелем сигналов 5. Устройство (фиг.2) содержит два генераторных датчика поля 12 и 13, два управляемых генератора тока 14 и 15, два блока управления 16 и 17 приемный датчик 18, измеритель сигн лов 19, вспомогательные приемные дат чики 20 и 21, блоки согласования 20 и 21, блоки согласования 22 и 23 регулируемые сумматоры 24 и 25, источники опорных сигналов 26 и 27. При этом выход каждого из блоков согласования 22 и 23 подключен к входам-двух регулируемых сумматоров 24 и 25, а выходы последних подключены к блокам управления 16 и 17, соответственно. Все блоки аналогичны блокам по фиг.1. Генераторными датчиками 12 и 13 могут быть две взаимоортогональные линии А В;, и АО. имеющие общий центр, вблизи этого центра первичное.электрическое поле однородно. Управляемые генераторы 14 и 15 по сигналам от блоков управления 16 и 17 через генераторные датчики 12 и 13 возбуждают различные ксвдпоненты электромагнитного поля, являю щегося однородным в некоторой облас ти. В этой области располагаются приемные датчики 18,20 и 21, причбм сигнал от приемного датчика 18 регистрируется измерителем сагналов 1 Вспомогательные приемные датчики 20 и 21 принимают различные компоненты первичного однородного поля, которы поступают через блоки согласования 22 и 23 в регулируемые сумматоры сигналов 24 и 25, где производится суммирование компонент, а также их компенсация опорными сигналами, пос тупающими в сумматоры 24 и 25 от- ис точников опорных сигналов 26 и 27 соответственно. . Генераторные датчики 12 и 13 воз буждают компоненты поля Еу и ЕуСОответственно, а вспомогательные при емные датчики 20 и 21 принимают ком поненты ЕЙ и EV , связанные с . Ё соотношениями ty ЛаЕи-Р у, где Ей Е - простра:1ственные компоненты вектора поля, возбуждаемые генераторными датчиками; Е и Е - пространственные компоненты вектора поля, поступакицие на входы приемных датчиков с1-,с4.2,Р, - коэффициенты суммирования. Такое суммирование сигналов осуществляется в регулируемых сулолаторах 24 и 25. После компенсации сигналов Е j и Е опорными сигналами на выходах регулируемых сумматоров 24 и 25 остаются лишь соответствук1дие компоненты поля помехи, которые поступают на входы блоков управления 16 и 17, и сигналы в генераторных датчиках 12, 13 становятся такими, что эта помеха подавляется. Одновременно подавляется помеха для любой другой компоненты сигнала в области его однородности, при этом искажения спгнала, вызванные неоднородностями среды, сохраняются и могут быть измерены с помощью приети1ного датчика 18 и измерителя сигналов 19. ; Применение изобретения позволяет (повысить помехоустойчивость электроразведочных работ, что дает дополнительные возможности для проведения работ в условиях высокого уровня промышл.енных помех , а также при низком уровне полезного сигнала (например, при больших размерах питающих линий). Это приводит к повышению производительности работ, а также увеличению глубинности исследований. Формула изобретения Устройство для геоэлектроразвед ки, содержащее токовую цепь из последовательно соединенных блока управг ления, -управляемого генератора тока и генераторного датчика, приемную цепь из последовательно соединенных приемного датчика и измерителя сигналов, и регулирующую цепь, состоящую из вспомогательного приемного датчика, соединенного с блоком согласования, и источника опорного сигнала, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчи-вос-, ти, оно снабжено дополнительно, по крайней мере, еще одним вспомогательным приемным датчиком и соединенным с ним блоком согласования , а также регулируемым сумматором сигналов, причем выходы всех блоков согласования и выход источника опорного сигнала подключены к входам регулируемого сумматора, а его выход соединен с входом блока управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3679978, кл. Н 04 В 1/04, опублик. 1972.

2.Патент Великобритании 1375412, кл. G 01 V 3/04, опублик. 1974. .

3. Авторское свидетельство СССР 811160, кл. G 01 R 33/00// G 01 V 3/02, 1978 (прототип).