CS248545B1 - Geoelektrický časovač a polovodičový komutátor - Google Patents

Abstract

Zařízení se týká ^eoelektrického časovače a polovodičového komutátoru, který jako komplekt tvoří jeden stavební, modul geoelektrické aparatury pro terénní průzkum metodami jak v časové, tak i ve frekvenční oblasti. Těžiště využití přístroje zahrnuje především frekvenční oblast, pro kterou neexistuje jiná aparatura. Využití proyněření ve frekvenční oblasti je podmíněno především schopností přístroje generovat čistý pravoúhlý střídavý průběh prakticky bez prodlevy, dodržet vysokou přesnost trvání doby pulsů a fáze. Všechny tyto parametry splňuje zařízení podle vynálezu.

Description

Vynález se týká geoelektrického časovače a polovodičového komutátoru obsahujícího frekvenčně-časový syntetizér a silový blok, které jako komplet tvoří jeden stavební modul geoelektrickó aparatury pro terénní průzkum jak v časové, tak ve frekvenční oblasti.

Doposud známá provedeni geoelektrických aparatur, zejména pro měřeni ve frekvenční oblasti, vykazuji řadu nevýhod. Oedno ze známých lešení například používá málo přesná a tepelně závislé analogové časovače a kontaktní komutátor. Není tak možno dosáhnout vysokých přesnosti časových intervalů. Řada jiných přístrojů neumožňuje nastavení čistého obdélníkového průběhu bez prodlevy, což je při střídavých měřeních značný omezující faktor. Tato nectnost je dána ve valné většině přístrojů použitím tyristorováho komutátoru, zapojeného jako řízený třífázový usměrňovač. Takovéío zařízeni nedokáže reprodukovat čistý obdélníkový průběh, nýbrž náběžné a spádové hrany impulsů jsou vykresleny postupně nabíhajícími.,nebo dobíhajícími fázemi třífázového systému. Vzhledem ke značná složitosti popisovaného zařízení bývá i energetický příkon řídicího bloku relativně vysoký s ohledem na nutný provoz z bateriového napájeni v terénních podmínkách.

Uvedená nedostatky a systémová omezeni odstraňuje geoelektrický časovač a polovodičový komutátor podle vynálezu, který obsahuje eilový blok a frekvenčně-časový syntetizér podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že frekvenčně-časový syntetizér sestává z frekvenčně-čaeového normálu, jehož první výstup je spojen 8 ovládacím a čítači· blokem doby pulsu, druhý výstup s ovládacím a čitacim blokem doby prodlevy a třetí výstup s blokem synchronního startu, výstup ovládacího a čitaciho bloku doby pulsu je spojen s řídicím blokem, výstup ovládacího a čitaciho bloku doby prodlevy je spojen s řídicím blokem, jeden výstup programovacího přepínače je spojen s ovládacím a čitacim blokem doby pulsu, druhý 8 ovládacím a čitacim blokem doby prodlevy a třetí s řídicím

248 545 blokem jeden výstup řídícího bloku je spojen 8 frekvenčně-čaeovýa normálem, druhý 8 blokem pro ovládání výkonového mostu, třetí 8 konektorovou bočnicí, čtvrtý e ovládacím a čitacím blokem doby prodlevy, pátý s ovládacím a čitacím blokem doby pulsu, šestý e blokem pro generováni minimální prodlevy, jehož výstup je spojen e blokem pro ovládáni výkonového moetu, jehož čtyři výstupy jsou spojeny s budičem výkonového moetu, pátý výstup je spojen e blokem pro ovládáni kalibrátoru, jehož výstup je připojen ke konektorová bočnicl, jejíž první výstup je spojen 8 frekvenčně-časovým no^álem, druhý e řídícím blokem a s blokem synchronního startu, třetí s funkčním přepínačem, jehož první výstup je spojen a řídicím blokem, druhý s blokem pro ovládáni výkonvváho mostu a třetí se spínacím stabilizátorem silového bloku.

Zařízeni podle vynálezu je schopno spolehlivá udržovat časová intervaly, nastavitelné e krokem 0,1 s v rozsahu 0,1 až 99,9 s a frekvence nastavitelná v komfeehu 0,005 až 15 Hz a diskrétní frskvěn cl 50,0 Hz s vysokou přesností, danou použitým krystalovým frékvenčně-čaaovým normálem. Zařazená bloku synchronního startu zajištuje při spuštěni soustavy v obecně libovolném okamžiku start koherentní chodem krystalového normálu a tím přesný čas trváni i prvního pulsu. Zařazení bloku pro generování minimální prodlevy spolu s blokem pro ovládáni výkonového mostu zajištuje mimo řízeni vlastního výkonového moetu i nutné speciální řídicí impuley pro spolupracující geoelektrlcký výkonový vysilač. Bez tohoto řízeni by vůbec nebylo možné generovat střídavý obdélníkový průběh prakticky bez prodlevy, protože rychlá změna polarity indukční zátěže by vedla k poruše funkce koncového stupně vysilače. S tímto opatřením je možná generovat i frekvenci 50,0 Hz bez rizika narušeni funkce nebo poškození stávajících vysilačů. Při zařazeni této frekvence lze zařízeni v polních podmínkách použit i jako zálohový zdroj sítě o parametrech ~ 220 V, 50,0 Hz, 660 W.

Dále je popsáno příkladná provedeni zařízeni podle vynálezu β odkazem na připojený výkres, na němž je uvedeno jeho bloková schéma.

Zařízeni podle vynálezu sestává z frekvenčně-čaaového krystalového normálu 1,, jehož první výstup je opojen e ovládacím a čitecím blokem 2 doby pulsu, druhý výstup s ovládacím a čitacím blokem J3 doby prodlevy a třetí výstup s blokem 6 synchronního startu, výstup ovládacího a čítacihp bloku 2 doby pulsu je spojen a řídicím blokem 8, výstup ovládacího a čítacího bloku ,3 doby pulau je spojen řídím blokem 8, jeden výstup programovacího přepínače 11 je epo3

248 545 jen e ovládacím a čítači* bloke* 2 doby pulsu, druhý δ ovládací* a čítači* bloke* 3 doby prodlevy a třetí s řídicí* bloke* 8, jeden výstup řídicího bloku 8 je spojen s frekvenčně-časový* krystalový* noraále* 1., druhý s bloke* 5 pro ovládání výkonového mostu 9b, třetí e konektorovou bočnicí 12, čtvrtý s ovládací* a čítači* bloke* 3 doby prodlevy, pátý s ovládací* a čítači* bloke* doby pulsu, šestý 8 bloke* 4 pro generování *inl*álnl prodlevy, jehož výstup je spojen s bloke* 5 pro ovládáni výkonového nostu, jehož čtyři výstupy Jsou spojeny 8 budiče* 9a výkonového eostu, pátý výstup je spojen a bloke* 7 pro ovládání kalibrátoru, jehož výstup je připojen na konektorovou bočnicí 12, jejíž první výstup je spojen 8 frekvenčně-časový* krystalový* noraále* JL, druhý s řídicí* bloke* 8 a 8 bloke* 6 synchronního startu, třetí s funkční* přepínače* 10, jehož první výatup je spojen s řídicí* bloke* 8, druhý s bloke* 5 pro ovládání výkonového *ostu a třetí se spínací* stabilizátore* 9c silového bloku 9.

Pro práci v terénu je nutné, aby obsluha zařízeni byla co nejjednodušší. Syntetizér byl navržen s tínto cíle* a je ovládán pouze dvšaa ovládacími prvky, a to základní* funkční* přepínače* a programovací* přepínače* časových intervalů na frekvenci, který je tvořen dvš*a skupinami palcových přepínačů, jedna pro nastavováni doby pulsu, druhá pro nastavováni doby prodlevy, přičenž do prvních tři hodnot doby prodlevy je zakádováno ovládání syntetizéru a to tak, že nastavená^ hodnotě prodlevy 00,0 s odpovídá provoz ve frekvenční oblasti a frekvenční* normále* generující* trojkově soudilnou frekvenci 30,000 Hz, hodnotě prodlevy 00,1 s odpovídá provoz ve frekvenční oblasti s frekvenční* normále* generujícím frekvenci 10,000 Hz, hodnotě nastavitelné prodlevy 00,2 s odpovídá výstupní frekvence 50,0 Hz bez ohledu na nastavení přepínače pulsu. Ve všech třech uvedených případech je skutečná prodleva blízká nule, v prvních 2 případech je doba pulau a ti* vlastně i frekvence nastavitelná skupinou prograaovaciho přepínače pro nastavováni doby pulsu. Pro nastavení prodlevy 00,3 s až 99,9 8 odpovídá nastavená doba prodlevy skutečné prodlevě se stejně vysokou přesnosti jako nastavené intervaly délky pulsu, čímž je auto*aticky navolen režie funkce v časové oblasti. Praktické obsluha je tedy velmi jednoduchá a spočívá pouze v nastavení požadovaných časových intervalů před začátke* terénní sněny a po propojeni všech přístrojů zapnutí* syntetizéru funkční* přepínače*. Další řízení syntetizéru je zcela

248 545 automatické prostřednictví· signálů, přicházejících po kabelu z geoelektrického vysilače, který ovládá operátor. Syntetizár pak zpětně řidl funkci vysilače tak, aby nebyla ohrožena bezpečnost práce, ani spolehlivost přístrojů.

Syntetizár uaožňuje dále připojeni externího extrémně přesného frekvenčně-čaeováho normálu, čímž lze uskutečnit měřeni fáze ve frekvenční oblasti bez nutnosti synchronizace vysilač - přijímač. Oproti jiným známým zařízeni· zajiětuje přesná trváni i prvního impulsu, byt spuštěného v libovolné· okaažiku a jeho začátek koherentní s chodě· krystalového normálu a generováni čistého obdélníkového průběhu bez prodlevy a s perfektními spádový·i i náběžnými hrana·!, což např. u systémů s troj fázový· řízený· usměrňovače· není vůbec možné. Lze nastavit i výstupní frekvenci 50,0 Hz a zařízení pak využít jako terónni zálohový sitoyý zdroj. Ovládání přístroje je velni jednoduchá - dvěma přepínači, po nastaveni požadovaných hodnot před začátkem Měření funguje již zcela automaticky bez obsluhy.

Zařízeni podle vynálezu funguje následovně: Frekvenčně-časový krystalový normál 1. je po zapnuti přístroje funkční· přepínače· 10 stále v chodu a generuje první normálovou frekvenci A 10,000 Hz, nebo druhou normálovou frekvenci B a 30,000 Hz, v závislosti na poloze sekce “prodleva přepínače “11“. Tin se vytvářájí podmínky pro bezezbytkové přesná děleni dvou modulů frekvenci - desítková nebo trojkové. Oe to nutné opatřeni, protože například frekvenci 30,000 Hz nelze získat dělením z 10,000 Hz, ale například z frekvence 30,000 Hz děleni· třeni. Většina frekvenčních metod geoelektrických měření používá poměr frekvenci právě 1:3. Potom tedy lze jednoduše volit tento poměr od nastavené základní frekvence přepínáni sekce “prolěmva“ přepínače 11 mezi polohami 00,0 a 00,1. Řidiči blok 8 vyhodnotí změnu tohoto nastaveni a provede okamžitě přeprogramováni frekvenčně-časového normálu ,1. V základním stavu, to Jest kdy vysilač je neaktivní, je blok 5, pro ovládáni výkonového mostu 9b znovu tak jako jeho budič 9a v klidu. Po příchodu startovacího impulsu C od vysilače prostřednictvím kabelového spojeni a konektorové bočnice 12 provede blok 6 synchronního startu startovací operaci a to tak, aby puls začínal nikoliv okamžikem příchodu startovacího impulsu, ale až nejbližělm koherentním impulsem frekvenčně-časováho normálu 2« kde nejdelěí čekací doba je 0,1 e, a platný čas aby byl odměňován nikoliv od příchozího startovacího

248 545 impulsu, ale právě od tohoto nejbližělho koherentního impulsu frekvenčně-čaeového normálu 1_. Tím se zajisti jednak celková koherentní funkce systému při měření absolutní fáze a Jednak správná doba trvání i prvního impulsu. Současně s příchodem koherentního impulsu se spustí prostřednictvím bloku 5 pro ovládání výkonového mostu budič 9a výkonového mostu 9b a tento sepne výstupní napětí vysilače na výstupní svorky přístroje s definovanou kladnou polaritou. Po odměření nastaveného času ovládacím a čítaclm blokem 2 doby pulsu provede řídicí blok 8 při současně zvoleném modu frekvenční oblast” tyto operace: Vynuluje ovládací a čítači blok 2 doby pulsu nulovacia signálem D, spouštěcím signálem £ spustí blok 4 minimální prodlevy, který prostřednictvím bloku 5 řízeni silového bloku 9 tento blok uvede do vypnutého stavu na dobu 0,25 ms, klopným signálem C překlopí blok 5 řízeni silového bloku 9 tak, že po skončeni minimální prodlevy začne další impuls inversní polaritou. Po opětném odměřeni času ovládacím a čitacía blokem 2 doby pulsu se věe opakuje až do příchodu zastavovaciho impulsu od vysilače přes konektorovou bočnici 12.

Při zvoleném pracovním modu časová oblast” provede řídící blok 8 současně tyto operace: Vynuluje ovládací a čitaci blok doby pulsu nulovacia signálem O, přepne frekvenčně-časový normál £ tak, že nyní bude pracovat do výstupu B s frekvenci 30,000 Hz prostřednictvím klopného signálu G překlopí blok 5 řízeni silového bloku 9 do opačná polarity a současně zastaví buzeni výkonového bloku 9. Prodleva nyní trvá až do odměřeni nastaveného času prodlevy ovládacím a čitacía blokem 3 doby prodlevy. Řídicí blok 8 pak provede současně tyto operace: Překlopí frekvenčně-časový normál 1_ tak, aby pracoval do výstupu A s frekvenci 10,000 spouštěcím signálem G opustí buzení silového bloku 9. Oále sá vše periodicky opakuje až do příchodu zastavovaciho impulsu přes konektorovou bočnici 12,

Geoelektrický časovač a polovodičový komutátor je určen pro geoelektrická měření střídavými a půleními stejnosměrnými metodami a to zejména pro střídavé metody simultánně využívajícími dvou harmonických frekvencí obsažených v obdélníkovém průběhu proudu, generovaného zaříze,ním podle vynálezu.

Claims (1)

1. Geoelektrický časovač a polovodičový komutátor, obsahující silový blok a frekvenčně-čaeový eyntetizér, vyznačený tím, že frekvenčně časový eyntetizér sestává z frekvenčně-časového normálu (1), jehož první výstup je spojen s ovládacím a čitacim blokem (2) doby pulsu, druhý výstup s ovládacím a čitacim blokem (3) doby prodlevy a třetí výetup 8 blokem (6) synchronního startu, výstup ovládacího a čitacího bloku (2) doby pulsu je spojen s řídícím blokem (8), výstup ovládacího a čitacího bloku (3) doby prodlevy je spojen s řídícím blokem (8), jeden výstup programovacího přepínače (11) je spojen s ovládacím a čitacim blokem (2) doby pulsu, druhý s ovládacím a čitacim blokem (3) doby prodlevy a třetí s řídícím blokem (8), jeden výstup řídicího bloku (8) je spojen 8 frekvenčně-časovým normálem (1), druhý e blokem (5) pro ovládáni výkonového mostu (9b), třetí s konektorovou bočnicí (12), čtvrtý e ovládacím a čitacim blokem (3) doby prodlevy, pátý s ovládacím a čitacím blokem (2) doby pulsu, ěeetý s blokem (4) pro generování minimální prodlevy, jehož výstup je spojen s blokem (5) pro ovládáni výkonového mostu, jehož čtyři výstupy jsou spojeny s budičem (9a) výkonového mostu (9b) a pátý výstup je spojen e blokem (7) pro ovládáni kallbrátoru, jehož výstup je připojen ke konektorové bočnici (12), jejíž první výstup Je spojen s frekvenčně-časový· normálem (1), druhý s řídicím blokem (8) a s blokem (6) synchronního startu,*třetí s funkčním přepínačem (10), jehož první výetup je epojen 8 řídicím blokem (8), druhý s blokem (5) pro ovládání výkonového mostu (9b) a třetí se spínači· stabilizátorem (9c) silového bloku (9).