Устройство для геоэлектроразведки

Устройство для геоэлектроразведки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области геофизики , в частности к устройствам для измерения относительнoti разн ости фаз спектральных составляющих в методе вызванной поляризации на переменном токе. Цель изобретения расширение функционал ьных возможностей с одновремен ным умен ьшениём трудоемкостм измерений и повышениеминформативности/Устройство позволяет измерять отиосител ьную рази ость фаз спектральных составляющих одиночных импульсов произвольной природы и формы и производить статистический анализ бол ьших массивов значений фазового параметра благодаря наличию блока выделения импульса вычислительного блока и регистратора. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 6 01 Ч 3/06

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 46598.1 3/25 (22) 09;03.89 (46) 29;02.92; Бюл, N 8 (71) Московский геологоразведочный институт им. Серго Орджоникидзе (72) B.A..Øóëüãèí, Л.Г.Яхович, З.Н.Орлos. и

Б,А. Корнилов (53) 550.837 (088.8) (56) Бобровников Л.3., Кадыров И.Н;, Папов

В,A. Электроразведочная аппаратура и::оборудование. М;: Недра, 1979, с.257 — 265.

Там же, с.265 — 274. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕОЭЛЕКТРОРА3ВЕДКИ

Изобретение относится к геофизике;. в частности к устройствам для измервния относительной разности фаз спектрэльнйхсостаъл я ющи х в методе вызванной поляризации на,переменном токе.

Известно устройство для геозлектра-. разведки, содержащее генератор возбуждающего поля, обычно в виде имаулъсов прямоугольной формы, замкнутый на:зазий-. ленную линию АБ, приемную заземлейнуо линию MN, входной широкополосный.усилитель, режекторный фильтр, блок выделФ ния гармоник, детектор и регистратор.

Устройство позволяет измерять. частотнО поляризационный эффект. Недостмком. известногоо устройства является наличие генераторной группы, необходимость уста.новки линии AS, а также слабая помехозащищенность, обусловленная йаличием широкополосных. усилителей, сильно пад„„5Q„„1716465 А1

2 (57) Изобретение относится:к области геофизики, в частности к устройствам для измерен ия относительной разности фаз сггектральных составляющих. в методе вызванной поляризации на переменном токе.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей. с одновременным уменьшением Трудоемкости.-измерений и повышением информативности. Устройство. позволя ет- измерять относител ьнуа разн,ость фаз спектральных составляющих одиночных импульсов произвольной природы и формы и производить .статистический:анализ бол.ьших массивов значений фазового. параметра благодаря наличию блока выделения импульса вычислительного блока и регистратора. 3 ил. верженных интермодуляционным искажениям.

Известно устройство. реалйзующее фазовый. вариант измерений вызванной поляризации. Устройство содержит, генератор возбуждения, нагруженный на заземленную линию АБ, приемную заземленную.линию MN, предварительный усилитель, блок узкополосных измерительных усилителей, настроенных.на частоту первой и третьей гармоники возбуждающего тока, блок импульсных преобразователей,. выделяющих точки перехода гармонических составляющих через ноль., измерительный блок, осуществляющий измерение разности. фаз между сигналами первой и третьей гармоники по их точкам перехода через. ноль и преобразующий эту разность в цифровую форму; и автономный калибратор, подключенный к предварительному усилителю. Устройство работает в двухчастотном режиме

1716465

35 ао и определяет фазовый угол ъп, отнесенный к частоте первой гармоники. Функционирование известного устройства осуществляется следующим образом, Сигнал от генератора возбуждения, проходя через исследуемую среду, искажается, так как различные спектральные компоненты импульсов сигнала приобретают различный фазовый сдвиг. Искаженный сигнал регистрируется приемной заземленной линией

MN, усиливается предварительным усилителем, затем иэ сигнала с помощью узкополосных измерительных усилителей выделяются две спектральные компоненты, например первая и третья гармоники, которые одновременно подаются в блок импульсных преобразователей, который преобразует разность фаз первой и третьей ,гармоники сигнала во временной интервал, измеряемый измерительным блоком.

По величине разности фаз в точке измерений судят о поляризуемости исследуемой среды.

Недостатком известного устройства являются ограниченные функциональные возможности, а именно необходимость использования генератора возбуждения с периодическим сигналом, малая информативность измерений, так как в одной точке измерений определяется только одно усредненное значение р,„, независимо от сложности исследуемого разреза.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей при одновременном изменении трудоемкости изменений и повышении информативности.

На фиг.1 изображена схема устройства; на фиг2 — вариант схемы блока выделения импульса; на фиг,3 — диаграммы работы блока выделения импульсов.

Устройство (фиг.1) содержит приемную линию MN, гальванически связанную с исследуемой средой, второй предварительный усилитель 2, блок выделения импульсов 3, первый предварительный усилитель 4, блок узкополосных измерительных усилителей 5, настроенных на первую и третью спектральные составляющие разложения регистрируемого импульса в интеграл Фурье, первый и второй ключи 6 и 7, импульсный преобразователь 8, измерительный блок 9, осуществляющий преобразование разности фаз в импульсный код, вычислительный блок 10 и регистратор 11, в качестве которых используется микро-3ВМ, например "Электроника" ДЗ-28 с дисплейным блоком, автономный калибратор 12, на выходе котс рого возможно формировать непрерывную импульсную последовательность, так и одиночные импульсы прямоугольной формы.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал с приемной линии MN-1 в виде единичных импульсов — e случае работы от искусственных импульсных источников— или в виде непрерывного случайного потока импульсов — в случае использования сигналов естественных электромагнитных полей (ЕЭМП) — поступает на второй предварительный усилитель 2., затем на блок выделения импульсов 3. который следит за тем, чтобы на вход первого предвари. ельного усилителя 4 поступали импульсы с интервалом не менее. чем время измерения мгновенной разности фаз спектральных составляющих импульса, Выделенный и усиленный первым предварительным усилителем 4 одиночный импульс поступает на вход блока узкополосных измерительных усилителей 5.

После воздействия одиночного импульса на вход блока уэкполосных измерительных усилителей 5 на его выходах возникают свободные колебания с выбранными частотами в И Зв и соответствующими фазами, которые проходят через ключи 6 и 7. открываемые по заданному фронту единичного импульса командой управления (Ynp) блока выделения импульса 3, на входы импульсного преобразователя 8, в котором с помощью компараторов выделяются точки перехода затухающих синусоид и И За через нуль.

При этом блок выделения импульсов 3 следит за тем, чтобы следующий импульс поступил на входы измерительных узкополосных усилителей 5 не ранее времени затухания свободных колебаний предыдущего импульса, т.е. реализуются нулевые начальные условия в этих резонансных системах. Таким образом, достигается измерение разности фаэ первой и третьей гармоник каждого импульса, а не усредненной разности фаз, как это происходит в прототипе. С помощью времяимпульсного модулятора, входящего в состав импульсного преобразователя 8, значение разности фаз преобразуется в пачку импульсов, число которых и соответствует мгновенной разности фаз спектральных составляющих одиночного импульса. Далее это количество импульсов .п подается на вход измерительного блока 9, в котором преобразуется в последовательный код, совместимый с форматом вычислительного. блока 10, в качестве которого используется микроЭВМ, и в зависимости от решаемой задачи сформированный код подается не1716465

На вход блока выделения импульсов - пу поступают импульсы естественного эдикт- 5Q на ромагнитного поля со второго префвари- ра тельного усилителя (поз,26). Комнараторы ст

15 и 16 положительного и отрицательного. уровня выделяют точку перехода импульсов ра через "нуль" (поз 27 и 28), которые,:пройдя 55 тр через сумматор 17 (поз 29), поступают: -че- но рез нормально замкнутый второй упраеляе- ..пр мый ключ 22 и вторую дифференцирующую эт цепь 23 нв вход R исполнительного триггера пу ко, который запускается по перЕднеМу ср посредственно на регистр 11 или группируется в массив данных, который запоминается в ОЗУ вычислительного блока 10.

Последний режим измерений используется в том случае, если в качестве возбуждающего генератора используется ЕЭМП, .начальная фаза спектральных составляющих которого (до прохождения через исследуе-.. мую среду) неизвестна и для получения ин формации необходима статистическая обработка.

Таким образом, для получения информации о фазовом параметре ВП в предлагаемом устройстве достаточно пропустить через исследуемую среду один импульс, .и отличие от прототипа, где для получения аналогичной информации необходима, йепрерывная работа генератора.

В случае использования ЕЭМП в качест.-. ве источника паузы между импульсами имеют случайный характер и может случиться„что колебательный-процесс в блоке узкопо;. лосных резонансных усилителей.5 не успевает затухнуть до прихода следующего импульса, произойдет корреляция мгновенных значений разности фаз соседних импульсов, т.е. искажение информации. Для исключения искажений в устройстве имеется блок выделения импульсов 3, один из возможных вариантов которого представлен на фиг.3. Вариант блока содержит первый управляющий ключ. 13Ä широкополосный усилитель 14, первый и второй компараторы 15 и 16, сумматор 17

ИЛИ-НЕ, первую дифференцирующую.цепь

18, блок задержки 19, выполненный, например, на триггере Шмидта, исполнительный триггер 20, первый выход которого. присрединен ко входууправления ключа 13 второй выход соединен с ключами 6 и 7 (фиг,1) т.е. выдает сигнал "Упр". Далее блок содержит элемент НЕ 21, второй управляемый ключ

22, вторую дифференцирующую цепь "23, второй элемент НЕ 24 и третью дифференцирующую цепь 25.

Блок выделения импульсов работает следующим образом. фронту любого импульса сигнала; принятого за начальный.

Исполнительный триггер 20 открывает (поз 30) первый управляющий ключ 13 и про5 пускает импульс на вход блока (поз;32). По окончании действия импульса сигнала по заднему фронту выходного:импульса сумматора 17 запускается блок задержки 19 (поз

3), который передним фронтом через третью l0 дифференцирующую цепь 25 перебрасывает исполнительйый триггер -20,"который в свою очередь размыкает первый ключ 13„ прекращая доступ последующих импульсов сигнала на вход блока. Одновременно им15 пульс блока задержки .19 размыкает ключ

22; прекращая пропускание импульсов управления с.сумматора 17 на вход R исполнительного триггера 20. Тэк как запуск триггера 20 происходит только по передне20 му.фронту, то в случае..наложения окончания импульса. сигнала срабатывания исполнительного триггера не тпроисходит, что исключает и ропускан.ие части импуль.са сигнала на выход блока выделения импуль25 са, т.е. искажение начальной формы импульса.

Таким образом, регулируя величину задержки, можно подобрать паузу между импульсами сигнала такой величины, когда

30 квазисинусоидальные колебания в измерительных резонансных усилителях 5 (фиг.1), возникшие B результате воздействия предыдущего импульса, полностью затухнут, и устройство готово измерить мгновенную

35 разность фаз спектральных составляющих следующего импульса.

Введение блока выделения импульса позволяет измерить мгновенное значение разности фаз двух спектральных составляю40 щих единичного импульса, прошедшего через исследуемую среду; позволяющее использовать.в качестве генератора возбуждения импульсные источники, одинарные импульсы большой мощности.

45 Организация блока выделения импульсов (фиг.2) позволяет нормально функционировать предлагаемому устройству при любом искусственном. (непрерывном, имльсном) или естественном источнике сиглов без каких-либо переделок, т.е. имеет сширенные функциональные возможнои.

В случае использования в качестве генетора возбуждения ЕЭМП уменьшается удоемкость измерений, повышается экомичность и экологическая совместимость едлэгаемого устройства со средой, при ом в связи с различными амплитудой и тями прохождения импульсов ЕЭМП в еде появляется возможность оценки вер1716465 тикального разреза среды в точке измерения.

Формула изобретения

Устройство для геоэлектроразведки. содержащее последовательно соединенные приемную заземленную линию, первый предварительный усилитель, блок узкополосных измерительных усилителей, блок импульсного преобразователя и- измерительный блок, а также автономный калибратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей при одновременном уменьшении трудоемкости измерений и повышении информативности, между приемной заземленной линией и первым предварительным усилителем дополнительно введены последовательно соединенные второй предварительный усилитель и блок выделения

5 импульса, а между блоком измерительных усилителей и .блоком импульсных преобразователей параллельно включены первый и второй ключи, управляющие входы которых присоединены к управляющему выходу бло10 ка выделения импульса, к выходу измерительного блока последовательно подключены дополнительно введенные вычислительный блок и регистратор, а автономный калибратор подключен к второму

15 предварительному усилителю.

1716465

Составитель Е.Чирков

Техред М,Моргентал

Корректор Т,Малец

Редактор Н. Горват

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 611 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5