Электроразведочный измеритель сигналов

Электроразведочный измеритель сигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬ6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистические

Республик (ii) 890329 (61) Дополнительное к авт. свид-ву —(22) Заявлено 30.04. 80 (21) 2919271/18-25 (5l }M. Кл.

G 01 3/06 с присоединением заявки М (23) Приоритет фЬеударстеенный кюмнтет

СССР ко аеяем кзабретеннй и онрктнй (53) УДК550. 837 (088. 8) Опубликовано 15.12.81. бюллетень Р1е46

Дата опубликования описания 17. 12. 81 (72) Авторы изобретения

В.А. Мариненко, В.А. Солнцев, П.Ф. Ф

Казахский опытно-экспериментальный за приборов Научно-производственного объ

"Геофизика" (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОРАЗВЕДОЧНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СИГНАЛОВ

Изобретение относится к разведке с использованием переменного тока и предназначено для поиска поляризующихся объектов методом вызванной поляризации на переменном токе с помощью трех частот.

Известны трехчастотные электроразведочные измерители сигналов, в которых для разделения поляризационных и индукционных эффектов из- 10 мерения можно производить одновременно на трех частотах, содержащие три избирательных усилителя, три формирователя, умножитель частоты, делитель частоты, триггеры и блок инди- 1$ кации. Это устройство предназначено для работы со специальным трехчастотным генератором. Избирательные усилители устройства настроены на частоты М 1, шв, М, причем отношения 20

" З

I ц = е и — и — целые числа. В усте. ройстве осуществляется приведение частот к частоте м, что позволяет для каждого полупериода сформировать не один, а с временных интервалов, за. счет осреднения которых можно повысить точность 1.1j..

Недостатком этого устройства является применение делителя частоты, наличие которого не позволяет измерять все моменты перехода через ноль частоты м, что приводит к потере точности. Кроме того, умножитель частоты включен между избиратель Ф усилителем и формирователем. Из-за такого включения умножитель выполняется в виде аналогового устройства, содержащего избирательные усилители, что приводит.к дополнительным погрешностям и значительному услож- ,нению конструкции .

Известен также электроразведочный измеритель сигналов, содержащий три избирательных усилителя, три формирователя, два триггера, генератор тактовых импульсов, два ключа, блок вычислений и индикации. Устройство

$$

3 8 работает совместно с генераторной ус. тановкой, вырабатывающей ток, форма которого близка к прямоугольной.

Избирательные усилители трехчастотного измерительного устройства для геоэлектроразведки выделяют из сигнала первую, третью и пятую гармоники (23 .

Недостатком данного устройства является то, что.в течение одного полупернода первой гармоники формируется всего два временных интервала, один из которых соответствует времени между моментами перехода через ноль напряжений с выходов избирательных усилителей первой и третьей гармоник, а второй интервап— пятой и третьей. Наличие побочных проникающих гармоник в выходных сигналах избирательных усилияелей приводит к систематической погрешности, так как временной интервал формируется не в момент перехода через ноль соответствующей гармоники, а в момент перехода через йоль суммы напряжений этой гармоники и проникающих сигналов. В выходных сигналах избирательных усилителей содержатся также сигнапы, обусловленные шумами входного устройства и помехами. Наличие этих сигналов приводит к появлению случайной погрешности, проявляющейся в виде разбросов. Особенно

,подвержены влиянию шумов и помех третья и пятая гармоники, амппитуды которых во входном сигнале значительно меньше первой.

Цель изобретения — повышение точности и производительности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в электроразведочном измерителе сигналов для геоэлектроразведки, содержащем три избирательных усилителя, выходы которых соединены с формирователями импульсов, умножитель частоты, блок цифрового преобра зования, включающий два триггера, первые входы которых подключены к выходам соответственно второго и третьего формирователей импульсов, а выходы — каждый соответственно к свое. му ключу, выходы которых соединены с двумя входами блока вычислений, нагруженного блоком индикации, при этом ко вторым входам ключей подсоединен генератор тактовых импульсов, умножитель частоты включен между выходом формирователя импульсов и вторым входом первого триггера, а

90329 4 параллельно ему включен второй умножитель частоты, выход которого также подключен ко второму входу второго триггера.

На фиг.1 приведена схема электроразведочного измерителя; на фнг.2временные диаграммы(1 F,g, . а е я, и,к,л,м), поясняющие его работу.

Устройство содержит избиратель1в ные усилители 1 2 и 3, входы которых соединены со входом датчиков (не показаны, а выходы соединены с входами формирователей импульсов 4,5 и 6, причем, выход первого формирователя импульсов соединен с входами блока цифрового преобразования 7, содержащего первый 8 и второй 9 .умножители частоты, первый триггер

10, второй триггер 1, генератор тактовых импульсов 12, первый 13 и второй 14 ключи, информационные входы которых соединены с генератором так- . товых импульсов, а выходы ключей 13 и 14 соединены с входами блока вычислений 15, выход которого соединен с входом блока индикации 16.

Схема (см„фиг.)) работает следующим образом.

Электрическое поле в земпе возбуждается переменным током, вырабатываеиюм генераторной установкой (не показана) . Дпя измерения по методу вызванной поляризации на переменном токе обычно используются генераторные установки, вырабатывающие ток, 3$ форма которого близка к прямоугольной. Такие генераторные установки значительно проще и дешевле многочастотных.

На фиг.2 буквами а, 6, Э покаЮ заны сигналы на выходе усилителей

l,2 и 3, буквами ъ, а,е - сигналы на выходах формирователей 4,5 и 6> .буквами ш, g, $ - импульсы на выходах умножителей частоты, буквы

4$ и, к иллюстрируют форму сигналов на выходах триггеров, а буквы ь и

М- на выходах ключей.

Избирательные. усилители 1,2 и 3, выделяют из входного сигнала

Ф1» первую (a), третью (5)н пятую(Ь) гармоники. С помощью формирователей

14,5 и 6 формируются. импульсы, соответствующие моментам перехода синусоид через ноль(ъ, Ь, 9) . Импульсы сфоржрованные формирователем 4 первой гармоники, поступают на входы умножителей частоты 8 и 9. Умножнтели частоты могут быть выполнены, 890329

5 !

t5

34

5 например на цифровых схемах задерж.. ки. Умножитель частоть1 8 íà каждьпЪ поступающий на его вход импульс от формирователя первой гармоники вырабатывает трк импульса, частота следования которых равна частоте импульсов от формирователя третьей гармоники. Для того, чтобы не применять устройств, определяющих знак фазового сдвига, умножитель частоты 8 может формировать первый импульс не сразу после поступления импульса от фориирователя 4 первой гармоники, а через промежуток времени, равный 1/12 периода первой гармоники (диаграммаx). Умножитель частоты 9 на каждый поступающий на его вход импульс от формироватепя

4 первой гармоники вырабатывает пять иипульсов, причем первый импульс вырабатывается также не сразу после прихода импульса от формнроватепя 4, а через 1/20 периода первой гармоники (диаграмма 5) ° Ившульсы, поступающие с выхода уиножителя 8, устанавливают триггер IO в единичное состояние. Импульсы, поступающие с выхода фориирователя 5, осу ществляют "сброс" триггера. На фиг.2 показаны импульсы, образующиеся на выходе триггера 10. Длительность импульсов на выходе триггера 10 равна т

Ч„

+Ъ 11 где Т1 - период первой гармоники;

Ч„„ — сдвиг фазы между первой и третьей гармониками;

4в1 — частота первой гармоники, &Ф,« - приращение времени, обусловленное проникающими гармониками и шумами.

За время Т, равное периоду первой гармоники, формируется шесть импульсов t 1 (по числу полупериодов третьей гармоники) .

Триггер 11 управляется импульсами, поступающими с умножителя частоты 9 и формирователя 6. На фиг.2к показаны импульсы на выходе и триггера 11» Длительность этих импульсов равна (+ЮГ gg w„9-Ц гдеЧ1 5 — сдвиг фазы между первой и пятой гармониками, 4t(fg — приращение времени, обусловленное пронккакщнми гармониками и шумами.

3а время Т, равное периоду первой гармоники, формируется "десять импульсов 6

Импульсы, форьжруемае триггерами

10 и 1 l, поступают на управляющие входы ключей 13 и 14. При напичии импульсов на управляющих входах ключей 13 и 14 на входы блока вычислений 1S поступают импульсы от генератора тактовых импульсов 12 «л, и1 .

Блох 15 определяет среднее за период

«f> ht(„g т.е. осуществляет операции вида .ю

Е(- ) 1 (-Ю

+(1-М = — " " »в* ср 6 f

В блоке вычислений 15 находится параиетрЧЭ, (сдвиг фазы напряжен54 ности поля ВП относительно тока), который для трехчастотыах измерений может быть вычислен, например, так:

Эб

25. где к иш -масштабные коэффициенты.

После вычисления результат посту ает в блох индикации 16.

Такии образом, в устройстве осу-. ществляется приведение не к одной

34.частоте, а к двум, точнее, первая гарионика приводится к третьей и пятой, что позволяет повысить точность и производительность устройства.Повышение точности,по сравнению

55 с известяам устройством> обеспечивается sa счет обработки всех моментов перехода через ноль пятой гармоники.

Прк нахождении среднего эа период

t(f > » оказывается что величина

° 4 Ж(.51Сзстановится значительно меньше, чем & Ф («Я Част ьЬ1(5)ср обусловл ен. кая взаквпым проникновением гармоник, становится близкой к нулю при сумиировакии за период, а частьй(ц5) обусловленная шумами, уменьшается в%, где Н - число отсч етов, т.е. при иахождении среднего за период, ошибка, обусловленная шумами, уменьшается примерно в 3 раза. Повышение производительности обеспечивается за счет того что при измерениях можно уменьшить велкчину осреднекняь а также sa счет того, что эа счет уменьшения влияния от взаимного проникновения гармоник можно снизить добротность избирательных усилителей.

Формула изобретения

Электрораэведочный измеритель сигнапов, содержащий трн иэбиратель890329 ных усилителя, выходы которых соединены с формирователями импульсов, умножитель частоты, блок цифрового преобразования, включающий два триггера, первые входы которых подклю- 5 чены к выходам соответственно второго и третьего формирователей импульсов, а выходы - каждый соответственно к своему ключу, выходы которых соединены с двумя входами блока вы- >0 числений, к выходу которого подключен блок индикации, при этом ко вторым входам ключей подключен генератор тактовых импульсов, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения производительности и точности измерений, умножитель частоты включен между выходом формирователя импульсов и вторым входом одного триггера, а параллельно ему включен второй умножитель частоты, выход которого также подключен ко второму входу второго триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР .

N - 327428, кл. 6 01Ч 3/10; 1970.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Ф 2607б10/18-25, кл. 6 01 Y 3/lO, 1978 (прототип), 890329

Составитель Л. Воскобойников

Редактор Ю. Петрушко Техред А,. Савка Корректор Г.Назарова

Заказ 10985/75 Тираж 735 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5-31, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППН Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4