Измерительное устройство для геоэлектроразведки

Измерительное устройство для геоэлектроразведки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ЕТИЗЬСТВУ

<и1894648 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (51}М. КЛ.3 (22) Заявлено 10. 01. 80 (21) 2868777/18-25 с присоединением заявки HP

G 01 V 3/06

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 301281. Бюллетень М 48

Дата опубликования описания 30. 12. 81 (53) УДК 550.837 (088.8) В.A. Мариненко, В.A. Солнцев, П.Ф. и В.П. Шевченко (72) Авторы изобретеиия

Федосеев

ЕЛТЕЫТНо. Казахский опытно-экспериментальный завод геофизических приборов ВИЬЛИОТР1(й (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ

Измерительное устройство для геоэлектроразведки предназначено для поиска поляризующихся объектов методом вызванной поляризации на переменном токе низкой частоты.

Известно устройство для амплитудных и фазовых измерений, содержащее высокочастотный генератор, блок кодирования, блок накопления результата, регистры предыдущего и последующего слоев, блок сравнения,регистры задаваемой ошибки и задаваемого числа совпадений. Это устройство позволяет исключить неповторяющиеся отсчеты (1).

Недостатком устройства является низкая помехоустойчивость при работе с избирательными усилителями иэ-за длительных переходных процессов в избирательных усилителях.Кроме того, это устройство выполнено так, что если на его вход поступают правильные отсчеты не подряд, а, например, через один, то все отсчеты не пропускаются, и наоборот,два одинаковых следующих один за другим неправильных отсчета пропускаются.

Известны также измерительные устройства для геозлектроразведки, содержащие входное устройство,избирательные усилители, формирователи, фазометрическое устройство и устройство индикации. Эти устройства позволяют производить фаэовые и амплитудные измерения на переменном токе (2 j.

Недостатком данных устройств является низкая помехоустойчивость при воздействии нестационарных помех.

Наиболее близким к предлагаемому является измерительная установка, содержащая входное устройство, иэ бирательные усилители, фазометрическое устройство, блок индикации и ос.редняющий счетчик. Измерительная установка станции ИНЯЗ-ВП имеет повышенную помехоустойчивость при воздействии стационарных помех, так

20 как в этом устройстве определение . фазового сдвига производится не за один, а за несколько периодов измеряемого сигнала, причем чило периодов осреднения устанавливается оператором(3 .

Недостатком данного измерительного устройства является низкая помехоустойчивость при воздействии нестационарных помех. После воздей30 ствия нестационарной помехи в изби894648 рательных ус лителях начинаются переходвь;-. процессы, длительность которых определяется добротностью избирательных усилителей и параметрами помехи. Lo время переходных процессов в блок -",ндикации измерительного устройства поступае невер ая информanия„ которая проявляется в виде разбросоз между отдельными отсчетами. уменьшение длительности переходных процессов путем снижения добротности избирательных усилителей приводит . . уменьшению точности измерений из-за проникновения в выделяемый сигнал мешающих частот.

Цель изобрет:--.,ия — повышение помехоустойчивости.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство, состоящее из входного блока,. избирательных усилителей,. вью::оды которых подключены ко входам формирователей, выхо,цы которых соединены с входами фазометрического устройства, выход которого подключен к входу блока индикации, вводится блок нелинейной фильтрации, вход которого подключен к выходу входного блока, а выход блока нелинейной фильтрации соединен со входами избирательv илителей.

Блок нелинейной фильтрации состоит из блока квантования, блока разности, четырех групп ключей, блока памяти, дешифратора, счетчика, генератора. тактовых импульсов, схемы сравнения, блока осреднения и блока согласования, причем информационный вход блока квантования является входом блока нелинейной фильтрации и соединен с выходом входного блока, а выход блока квантования подключен к информационным входам ключей второй группы и к первому входу блока разности, выход которого соединен с первым входом схемы сравнения и информационными вхоцами ключей третьей группы, выходы которых подключены к соответствующим входам блока осреднения, выходы которого соединены с информационными входами ключей четвертой группь|, выходы последних объединены и подключены ко второму входу схемы сравнения, выход которой соединен C одним из входов дешифратора, остальные входы дешифратора соединены с выходами счетчика, вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов и управляющему входу блока квантования, а выходы дешифратора соединены с управляющими входами ключей первой, второй, третьей и четвертой групп, причем выходы ключей второй группы подключены к входам блока памяти, выходы которого соединены с информационными входами ключей первой группы, подключенных своими выходами ко второму входу блока разности и входу блока согласования, выход которого явля25

65 ется выходом блока нелинейной фильтрации и соединен со входами избирательных усилителей.

На чертеже дана блок-схема устройства. устройство содержит входной блок

1, выход которого соединен с входом блока 2 нелинейной фильтрации, а выход блока 2 нелинейной фильтрации соединен с входами избирательных усилителей 3 и 4, выходы которых соединены со входами формирователей 5 и б, выходы ко-.орых соединены со входами фаэометрического устройства 7, выход которого соединен с входом блока 8 индикации. Блок нелинейной фильтрации содержит блок 9 квантования, информационный вход которого является входом блока нелинейной фильтрации и соединен с выходом входного блока, а выход блока 9 квантования подключен к информационным входам ключей 10 второй группы и к первому входу блока 11 разности,выход которого соединен с первым входом схемы 12 сравнения и с информационными входами ключей 13 третьей группы, выходы которых подключены к соответствующим входам блока 14 осреднения. Выходы блока осреднения соединены с информационными входами ключей 15 четвертой группы, выходы которых объединены и подключены к второму входу схемы сравнения, выход которой соединен с одним из входов дешифратора 16. Остальные входы дешифратора соединены с выходами счетчика 17, вход которого подключен к выходу генератора 18 тактовых импульсов и управляющему входу блока квантования. Группа выходов дешифратора соединена с объединенными между собой управляющими входами ключей 19 первой, 13 третьей и 15 четвертой групп.Вторая группа выходов дешифратора соединена с управляющими входами ключей второй группы, выходы которых соединены с соответствующими входами блока 20 памяти. Выходы блока 20 памяти соединены с информационными Входами ключей первой группы. Выходы ключей первой группы соединены со вторым входом блока разности и с входом блока 21 согласования, выход которого является выходом блока нелинейной фильтрации и соединен с входами избирательных усилителей.

Входной блок 1 служит для согласования входного сигнала с остальными блоками схемы и может содержать аттенюатор и предусилитель.Блок 9 квантования служит для квантования сигнала по времени. Он тактируется генератором тактовых импульсов. Блок квантования выдает среднее значение напряжения за один такт преобразования. В случае выполнения блоков 10894648

21 на основе цифровых элементов блок 9 квантования должен содержать аналого-цифровой преобразователь.

Блок 20 памяти служит для запоминания отсчетов, поступающих с блока 9 квантования. Блок 11 разности служит для получения модуля разности между отсчетами, поступающими с блока 9 квантования и первой группы ключей 19.

Схема 12 сравнения служит для сравнения сигналов, поступающих на ее входы. При поступлении сигнала с блока 11 разности, большего по уровню на заранее заданную величину, чем сигнал, поступающий с блока

14 осреднения, схема 12 сравнения должна вырабатывать запрещающий сигнал.

Блок осреднения служит для осреднения сигналов, поступающих с блока

11 разности.

Блок 21 согласования служит для преобразования кода в аналоговый сигнал. В случае исполнения блоков

9-15 и 19, 20 на основе аналоговых элементов, блок 21 не нужен.

Измерительное устройство для геоэлектроразведки работает следующим образом.

Входной сигнал во входном блоке

1 нормируется по амплитуде и поступает в блок квантования, где квантуется по времени. Шаг квантования определяется требуемой точностью и задается генератором 18 тактовых импульсов. Количество дискретных отсчетов эа один период измеряемого

1 Т сигнала равно и вЂ, где Т вЂ” период

ht измеряемого сигнала, gt — шаг квантования.

d0

Дискретные отсчеты, пропорциональные среднему за время д значению входного сигнала, поступают на информацйонные входы ключей 10 второй группы и на вход блока 11 разности.

При поступлении каждого нового отсчета с блока 9 квантования одновременно с помощью ключей 19 первой группы, управляемых счетчиком

17 через дешифратор 16, опрашивается новая ячейка блока 20 памяти (количество ячеек равно И) и на второй вход блока 11 разности поступает новый отсчет с блока 20 памяти. Если отсчеты, записанные в блоке 20 памяти, оказываются отличающимися от отсчетов, поступающих иэ блока 9 квантования (так может оказаться, например, в начале измерений), то модуль разности на выходе блока разности может оказаться больше, чем величина уставки, заданная в схеме 12 сравнения.Модуль разности поступает на первый вход схемы 12 сравнения и через ключи 13 третьей группы — на вход ячейки блока 14 осреднения,где вычисляется среднее значение между отсчетами, полученными за предыдущий период (в нашем примере они равны нулю) и вновь поступившими.

Выходной сигнал ячеек блока 14 осреднения через соответствующие ключи 15 четвертой группы поступает на второй вход схемы 12 сравнения.

Если разница между модулем разности и сигналом на выходе блока

14 осреднения оказывается больше величины заранее заданного порога в схеме 12 сравнения, то на выходе схемы 12 сравнения появляется запрещающий сигнал, который поступает на вход дешифратора 16. При этом дешифратор 16 не вырабатывает сигналы, открывающие ключи 10 второй группы и отсчеты, записанные в ячейках блока 20 памяти, не меня; ются. С каждым новым -периодом входного сигнала увеличивается выходной сигнал ячеек блока 14 осреднения. После трех-четырех периодов он становится сравнимым с модулем разности, и на выходе схемы 12 сравнения исчезает запрещающий сигнал. После этого в конце такта квантования на соответствующем данному отсчету выходе дешифратора 16 появляется отпирающий сигнал и поступивший с блока 9 квантования отсчет записывается в ячейку блока 20 памяти. Таким образом, в ячейках блока 20 памяти будут записаны дискретные отсчеты для всего периода измеряемого сигнала.

Если нестационарная помеха отсутствует, то каждый отсчет последующих периодов входного сигнала близок по величине соответствующему отсчету, записанному в ячейке блока 20 памяти и на выходе блока 11 разности будет сигнал, близкий к нулю. (Величина этого сигнала определяется флуктуационной помехой и шумами схем)

На выходе ячеек блока 14 осреднения (эти ячейки опрашиваются одновременно с ячейками блока 20 памяти счетчиком 17 через дешифратор 16) выходной сигнал уменьшается и через

3-4 периода становится близким к величине модуля разности. Так удается в моменты отсутствия помехи в ячейке блока 20 памяти записать отсчеты, представляющие с достаточной точностью измеряемый сигнал и подготовить к приходу помехи ячейки блока 14 осреднения. В случае прихода нестационарной помехи отсчеты, поступающие с входного блока, резко отличаются от отсчетов, записанных в предыдущий период, которые поступают с блока 20 памяти. На выходе блока 11 разности появляется сигнал, величина которого ранна амплитуде нестационарной помехи и схема 12 сравнения формирует запрещаю894648 щий сигнал. В этом случае на выходе дешифратора 16 не образуются управляющие сигналы, служащие для отпирания ключей 10 второй группы,т. е. отсчеты, содержащие помеху, поступившие с блока 9 квантования,не будут записаны в ячейки блоха 20 памяти и в этих ячейках остаются предыдущие отсчеты. Поскольку на выходы избирательных усилителей 3 и 4 отсчеты поступают не с входного блока

1, а с блока 20 памяти, то через блок согласования на вход избирательных усилителей нестационарная помех® поступать не будет. Так осуществляется фильтрация нестационарной помехи и устраняются длительные переходныв процессы в избирательных усилителях, обусловленные нестационарной помехой. Дальнейшая обработка сигнала производится как в известных устройствах. Выходной сиг- 20 нал с выхода избирательных усилителей 3 и 4 поступает на входы формирователей 5 и 6, выходы которых соединены с входом фаэометрического устройства 7 (количество избиратель- 25 иых усилителей может быть и другим, например, для трехчастотных измерений нужно применить три избирательных усилителя). С выхода фаэометрического устройства 7 информация поступает на блок 8 индикации.

В предлагаемом измерительном устройстве для геоэлектроразведки осуществдяется нелинейная фильтрация входного сигнала, что позволяет

35 уменьшить или полностью устранить (в эавнсимости от параметров помехи) влияние нестациснарных помех.

Формула изобретения

1. Йзмерительное устройство для геоэлектрораэведкн, содержащее входной блок, избирательные усилители, выходы которых подключены к входам формирователей, выходы формирователей соединены с входами фаэометрического устройства, выход которого под- фя ключен к входу блока индикации,о тл и ч à ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости,в

Него введен блок нелинейной Фильтрации, включенный между входным уст- gp ройс вом и избирательными усилителями е

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок нелинейной фильтрации содержит блок квантования, блок разности, четыре группы ключей, блок памяти, дешифратор, счетчик, генератор тактовых импульсов, схему сравнения, блок осреднения и блок согласования, причем информационный вход блока квантования является входом блока нелинейной фильтрации и соединен с выходом входного блока, а выход блока квантования подключен к .информационным входам ключей второй группы и к первому входу блока разности, выход которого соединен с первым входом схемы сравнения и с информационными входами ключей третьей группы, выходы которых подключены к соответствующим входам блока осреднения, выходы которого соединены с информационными входами ключей четвертой группы, выходы последних объединены и подключены ко второму входу схемы сравнения, выход которой соединен с одним из входов дешифратора, остальные входы дешифратора соединены е выходами счетчика, вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов и управляющему входу блока квантования, а выходы дешифратора соединены с управляющими входами ключей первой, второй, третьей и четвертой групп, причем выходы ключей второй группы подключены к входам блока памяти, выходы которого сое динены с информационными входами ключей первой группы, подключенных своими выходами ко второму входу блока разности и входу блока согласования, выход которого является выходом блока нелинейной фильтрации и соединен со входами избирательных усилителей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 ° Авторское свидетельство СССР

Р 646292, кл. G 01 V 3/06, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2703183/18-25,1978.

3. Кулйков A.В. и др. Фаэовые измерения в методе ВП на переменном токе. Алма-Ата, 1975, с. 55-59 (прототип).

894648

Составитель Л. Воскобойников

Техред Л. Бабинец Корректор C. Шекмар

Редактор Е. Папп

Тираж 735 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 11483/75

Филиал tlItfi "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4