RU1786459C - Method for measurement of dynamic electromagnetic field and device for its realization - Google Patents

Method for measurement of dynamic electromagnetic field and device for its realization

Info

Publication number
RU1786459C
RU1786459C SU904797130A SU4797130A RU1786459C RU 1786459 C RU1786459 C RU 1786459C SU 904797130 A SU904797130 A SU 904797130A SU 4797130 A SU4797130 A SU 4797130A RU 1786459 C RU1786459 C RU 1786459C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signal
measurement
filter
field
channel
Prior art date
Application number
SU904797130A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Александрович Федотов
Евгений Семенович Киселев
Анатолий Андреевич Орехов
Original Assignee
Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Геофизических Методов Разведки
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Геофизических Методов Разведки filed Critical Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Геофизических Методов Разведки
Priority to SU904797130A priority Critical patent/RU1786459C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1786459C publication Critical patent/RU1786459C/en

Links

Abstract

Использование: в области геофизики дл  изучени  геоэлектрического разреза и картировани . Сущность изобретени : измерение компонент пол  в любой зоне источника с использованием в измерительном канале фильтра низких частот, последующа  оцифровка данных с посто нным шагом квантовани . Цифровые значени  сигнала дли каждой компоненты подвергают фильтрации с измен ющейс  во времени полосой пропускани , при этом синхронно с изменением полосы пропускани  фильтра измен ют частоту среза фильтра низких частот измерительного канала, причем полоса пропускани  фильтра низких частот шире полосы пропускани  цифрового фильтра. 2 с.п. ф-лы, 4 ил. SfcUsage: in the field of geophysics for the study of geoelectric section and mapping. SUMMARY OF THE INVENTION: measurement of field components in any area of a source using a low-pass filter in the measurement channel, subsequent digitization of the data with a constant quantization step. The digital signal values for each component are filtered with a time-varying passband, while the filter cut-off frequency of the measuring channel is changed simultaneously with the change of the passband of the filter, the pass-band of the low-pass filter being wider than the pass-band of the digital filter. 2 s.p. f-ly, 4 ill. Sfc

Description

Изобретение относитс  к способам и устройствам проведени  геофизических исследований с использованием искусственного электромагнитного пол  дл  изучени  геоэлектрического разреза и картировани  электрических границ.The invention relates to methods and devices for conducting geophysical surveys using an artificial electromagnetic field for studying a geoelectric section and mapping of electrical boundaries.

Известен способ и устройство регистрации нестационарного электромагнитного пол  в любой зоне источника, включающий в себ  возбуждение электромагнитного пол  питающим источником в виде горизонтальной электрической линии 1 АВ, или горизонтальной незаземленной рамкой Q и поинтервальное измерение пол  на некотором рассто нии от источника или внутри питающей О с ограничением полосы пропускани  измерительного канала с помощью аналоговых фильтров при увеличении чувствительности канала. В качестве датчика по- л  используетс  горизонтальна A known method and device for recording a non-stationary electromagnetic field in any area of a source, including excitation of an electromagnetic field by a supply source in the form of a horizontal electric line 1 AB, or a horizontal ungrounded frame Q and interval measurement of the field at a certain distance from the source or inside the supply О with restriction bandwidth of the measuring channel using analog filters while increasing the sensitivity of the channel. As a field sensor, horizontal

незаземленна  рамка (петл ) измер юща  производную вертикальной компоненты пол . Датчик пол  подключаетс  на вход измерительного канала цифровой электроразведочной станции.ungrounded frame (s) measuring the derivative of the vertical component of the floor. The floor sensor is connected to the input of the measuring channel of the digital electrical prospecting station.

Прототипом изобретени   вл етс  способ зондировани  пол  в ближней зоне источника с возбуждением пол  незаземленной рамкой Q и поинтерваль- ным измерением вертикальной производной магнитного пол  ЭВг/ д t в центре питающей петли аппаратурой Цикл-2.A prototype of the invention is a method for sensing a field in the near zone of a source by exciting a field with an earthed Q frame and measuring the vertical derivative of the magnetic field EVg / d t in the center of the supply loop with Cycle-2 equipment.

Данный способ широко используетс  при измерени х сигнала в высокочастотной области, но обладает теми же недостатками, что и аналог (снижение точности измерений при поинтервальной регистрации сигнала с ограничением полосы пропускани  измерительного канала при увеличении его чувствительности ).This method is widely used in measuring the signal in the high-frequency region, but has the same drawbacks as the analogue (reducing the accuracy of measurements during interval recording of the signal with limiting the bandwidth of the measuring channel while increasing its sensitivity).

VIVI

0000

о.about.

ftft

ОABOUT

Известен также электроразведочный комплекс, который содержит генераторную установку с задающим генератором, автономными измерител ми, включающими последовательно соединенные датчики пол  и усилители, коммутатор, а также аналого- цифровой преобразователь, арифметиче- ско-логическое устройство, оперативное запоминающее устройство, систему синхронизации и управлени , систему телеко- манд, содержащую передатчик и дешифратор, а также модуль приемо-пере- дачи данных An electrical exploration complex is also known, which contains a generator set with a master oscillator, autonomous meters including serially connected floor sensors and amplifiers, a switch, as well as an analog-to-digital converter, an arithmetic logic device, random access memory, a synchronization and control system, a telecommand system comprising a transmitter and a decoder, as well as a data transceiver module

Недостатков данного электроразведочного комплекса  вл ютс :The disadvantages of this electrical exploration complex are:

1. Ограниченное число каналов в автономном измерителе, св занное с конечной скоростью записи данных в магнитный регистратор и ограниченностью частотного диапазона дл  такого построени  системы.1. A limited number of channels in a stand-alone meter, related to the finite speed of writing data to a magnetic recorder and the limited frequency range for such a system design.

Например, дл  регистрации данных в диапазоне 10 - 100 Гц необходима минимальна  частота квантовани  200 Гц.For example, to record data in the range of 10-100 Hz, a minimum quantization frequency of 200 Hz is required.

Объем данных на один канал, времени регистрации 10 с составит 12048 слов, при восьмиканальнрм построении системы ско- рбсть поступлени - даннцх составит 1600 слов/с, или при использовании двухбайтового слова 3200 байт/с. Последнее характерно дл  сущёстЁующйх типов кассетных магнитофонов (например типа СМ 5204). Объем данных, необходимый дл  регистрации одного полного измерени  с генераторной установкой составит не менее 100 массивов на каждый канал при объёме 204$ слов и вбеьмиканальной системой регистрации : .Щ:-№ . -х : The data volume per channel, the recording time of 10 s will be 12048 words, with eight-channel construction of the system the speed of receipt - data will be 1600 words / s, or when using a two-byte word 3200 bytes / s. The latter is characteristic of existing types of cassette recorders (for example, type CM 5204). The amount of data required to register one complete measurement with a generator set will be at least 100 arrays per channel with a volume of $ 204 words and a non-channel recording system:. Щ: -№. s:

V 2048x 100x8 1 638400слов :;;V 2048x 100x8 1 638400 words: ;;

Указанный объем данных невозможно записать На кассетный накопитель на магнитной ленте (НМЛ), применение же стационарных НМЛ нецелесообразно из-за большого потреблени  энергии и габарит- ных размеров. Поэтому такое пост| 4 Ри системы ограничивает ее возмозкнос Ш аЯ стй используемого числа капалов(Йл  ; уменьшени  объема регистрируемой; формации в прототипе примен етс  цйфро- ва  фильтраци  данных, котора  позвол ет уменьшить объем регистрируемой йнфрр- мации в 6-8 раз I v; ..../..v;..:. r: ; -: : The indicated amount of data cannot be recorded on a magnetic tape cartridge (NML), while the use of stationary NML is impractical due to the large energy consumption and overall dimensions. Therefore, such a post | 4 Ри of the system limits its ability to use the number of drops used (Yl; reduction of the recorded volume; the formation in the prototype uses digital data filtering, which allows to reduce the amount of recorded information by 6-8 times I v; ... ./ .. v; ..:. r:; -::

2. Соотношение сигнал-шум будет определ тьс  выбранной полосой пропускани  аналогового тракта, что особенно сильно Вли ет на точность измерени  низкрчастот- ных сигналов. Дл  получени  приемлемой точности необходимо существенно увеличить объем накоплени .2. The signal-to-noise ratio will be determined by the selected bandwidth of the analog path, which especially affects the measurement accuracy of low-frequency signals. In order to obtain acceptable accuracy, it is necessary to significantly increase the accumulation volume.

Целью изобретени   вл етс  расширение частотного диапазона и сокращениеThe aim of the invention is to expand the frequency range and reduce

0 0

: й ;й Ш | 0 : th; th W | 0

5 5

55

00

55

00

55

00

объема регистрируемых данных при ромагнитных исследовани х...the volume of recorded data in romagnetic studies ...

Сущность способа заключаетс  в следующем . Известно, что процесс становлени  нестационарного электромагнитного пол  представл ет собой функцию, измен ющуюс  во времени с большим динамическим диапазоном (96-120 дБ)и широким ральным составом от Гц до 105 Гц, Параметры сигнала (динамический диапазон, спектральный состав) мен ютс  в широких пределах в зависимости от геоэлектрического разреза и рассто ни  от источника пол .The essence of the method is as follows. It is known that the process of formation of a non-stationary electromagnetic field is a function that varies in time with a large dynamic range (96-120 dB) and a wide range of frequencies from Hz to 105 Hz.The signal parameters (dynamic range, spectral composition) vary over a wide limits depending on the geoelectric section and the distance from the source of the floor.

Длительность процесса становлени  пол  может мен тьс  от первых секунд (районы Восточной Сибири) до сотен секунд (районы Юго-Западной Туркмении). Это определило необходимость использовани  в известных способах поинтервальную рфги- страцию сигнала, так как ограничение по: ло- сы пропускани  измерительного канала при увеличении его чувствительности увеличивает соотношение сигнал/помеха. Измерение сигнала в широком частотйом диапазоне обусловлено необходимос|ыо изучени  модели среды от первых сотен метров до глубин 4-5 и больше километров, Потер  информации о верхней части раёре- за (при.ограничении полосы пропускайи  йзМёрйтельнргО канала по высоким чабто- там) приводит к значительным ошибкам При Интерпретации полевого материала, бенно при наличии неоднородностей в верхней части разреза. Однако непрерывна  регистраци  сигнала с посто нным тагом дискретизации At в широком частотном;диапазоне (от 10 кГц до Гц) приводит к резкому увеличению объема регистрируемой информации. Действительно при At 0,1 мс и длительности сигнала 20 с и бфее дл  одного сигнала потребуетс  зарегистрировать 200000 отсчётов, а учитыва , что при 50рм регистрируетс  50-100 сигналов о$ъе- Щйнфррмации будет достигать 2 10 сАов, Тр .при 16-разр дном информационном ;о4рбе ооставит 32 107 бит на одно зондиро- BpNVieV Достигнуть сокращени  объема |ин- формацй/и при увеличении точности Измерений можно за счет использовани  дискретного изменени  полосы пропуфка- ни  аналогового канала в процессе регистрации Сигнала. Однако, известно, чтр лкэбое бг рашчение полосы пропускани  измерительного канала приводит к искажению Ьиг- нала во временной области..The duration of the field formation process can vary from the first seconds (regions of Eastern Siberia) to hundreds of seconds (regions of South-West Turkmenistan). This made it necessary to use interval-wise signal acquisition in the known methods, since the limitation on: transmission bandwidths of the measuring channel with an increase in its sensitivity increases the signal-to-noise ratio. Measurement of a signal in a wide frequency range is due to the necessary study of the medium model from the first hundreds of meters to depths of 4-5 and more kilometers. Loss of information about the upper part of the cut (with limited bandwidth of the channel on the high bandwidth) leads to significant errors When interpreting field material, it is painful if there are heterogeneities in the upper part of the section. However, continuous recording of a signal with a constant sampling tag At in a wide frequency range (from 10 kHz to Hz) leads to a sharp increase in the amount of recorded information. Indeed, at At 0.1 ms and a signal duration of 20 s and Bfee, for a single signal, it will be necessary to register 200,000 samples, and taking into account that at 50 ppm, 50-100 signals about $ 2-s are recorded, it will reach 2 10 sA, Tr at 16-bit On the other hand, o4rbe will leave 32 107 bits for one probe. BpNVieV Achieving a reduction in the volume of | information / can be achieved by increasing the accuracy of the measurements by using a discrete change in the procfouling band of the analog channel in the process of signal acquisition. However, it is well known that a little more bandwidth of the measuring channel leads to distortion of the signal in the time domain.

Поэтому переключение фильтрующих элементов (как аналоговых, так и цифровых) в измерительном канале должно быть cojviaсовано с изменением сигнала во времени и обеспечивать заданную точность измерени  сигнала. ...,.Therefore, switching the filtering elements (both analog and digital) in the measuring channel must be coordinated with the change in the signal in time and ensure the given accuracy of signal measurement. ...,.

Наиболее просто реализуемым цифровым фильтром  вл етс  осреднение группы отсчетов. Частотна  характеристика такто- вого фильтра может быть описана выражениемThe most easily implemented digital filter is averaging a group of samples. The frequency response of the clock filter can be described by the expression

А ,f ч /Sin KTTf Atx2Ah, f h / Sin KTTf Atx2

AvT Usin;7rf AtJAvT Usin; 7rf AtJ

где At-шаг дискретизации исходной функции;where At is the discretization step of the original function;

К - число осредн емых отсчетов исход- .ной функции (К 2);K is the number of averaged samples of the original function (K 2);

f - частота, дл  которой ведетс  расчет частотной характеристики. .; ; :; ; f is the frequency for which the frequency response is calculated. .; ; :; ;

Учитыва , что сигнал становлени  пол  может быть аппроксимирован кусочно-экспоненциальной функцией нетрудно пока- зать, что на интервале аппроксимацииTaking into account that the field formation signal can be approximated by a piecewise-exponential function, it is easy to show that in the approximation interval

..... :. :.- исходного сигнала функцией е сигнал.....:. : .- source signal by function e signal

(y(f)) после осреднени  с шагом т - k A t будет иметь вид y(f) x(f) j3. Величина {3 определ ет искажени  сигнала на интервале аппроксимации экспоненциальной функцией(y (f)) after averaging with a step t - k A t will be of the form y (f) x (f) j3. The value {3 determines the signal distortion in the approximation interval by the exponential function

sinsin

атat

22

5 5

1010

15fifteen

::

20twenty

25 3025 30

ма  при этом, что предельное затухание сигнала становлени  пол , наблюдаетс  в случае , если провод щий разрез подстилаетс  изол тором, тогда сигнал затухает как Г4. Это значит, что при выборе предельной экспоненты затухание ее при переходе в следующую декаду по времени должно быть больше чем t . Исход  из этого положени  на фиг.1 в интервале времен от 0,001 до 10 с в каждой декаде по времени изображена предельна  экспонента с заданной величиной a . Пунктиром в каждом временном интервале показано предельно допустимое затухание сигнала становлени  пбл  дл  модели-провод щий разрез над изол тором. Начальное врем  регистрации (tHaO целесо1Moreover, the limiting attenuation of the field becoming signal is observed if the conductive cut is underlain by the insulator, then the signal is attenuated as G4. This means that when choosing the limiting exponent, its attenuation during the transition to the next decade in time should be greater than t. Based on this position, in Fig. 1, in the time interval from 0.001 to 10 s, in each decade in time, the limiting exponent with a given value of a is shown. The dashed line in each time interval shows the maximum permissible attenuation of the pbl becoming signal for a model-conducting section above the insulator. Initial recording time (tHaO integer1

frpfrp

,and

образно выбирать из услови  гнач.figuratively choose from the condition

;: At должно быть-таким, чтобы удовлетвори- тельйгоДописать начальную стадию процесса становлени , пол . Примем At 0,1 Тнач.;: At must be such as to satisfactorily describe the initial stage of the formation process, gender. Take At 0.1 Tnach.

ЗЙДЙДИМ frp. 1000 Гц, 1нач. 0,001 С, A t GO FRP. 1000 Hz, 1 start 0.001 C, A t

HD;OpUT с. В качестве цифрового выберем наиболее-простой - осредн ющий фильтр. Зададим предельную погрешность не хуже 1%.. Тогда из услови  (2) величина и i - i5 0,5, где i - номер текущей временной Декады, в которой производитс  измерение пол . Число осредн емых отсчетов в каждой декаде можно определитьHD; OpUT p. As the digital one, we select the most simple one - the averaging filter. Let us set the marginal error not worse than 1% .. Then from condition (2) the value is i - i5 0.5, where i is the number of the current temporary Decade in which the field is measured. The number of averaged samples in each decade can be determined

Х -т- 1нач.декады (3)X-t- 1dec.decade (3)

Анализ экспериментальных и теорети- ческих сигналов под различными модел ми геоэлектрического разреза показал, что с увеличением времени показатель степени (а) аппроксимирующей экспоненциальной функцией уменьшаетс . В св зи с этим имеетс  возможность за счет увеличени  интервала осреднени  г поддерживать посто нство величины ат на уровне, когда / не превышает заданной погрешности измерени .. The analysis of experimental and theoretical signals under various models of the geoelectric section showed that with increasing time the exponent (a) of the approximating exponential function decreases. In connection with this, it is possible, by increasing the averaging interval r, to maintain the constant value of at at a level when / does not exceed a given measurement error.

На фиг.1 показана предельна  экспо- нента с заданной величиной a ; на фиг.2 - структурна  схема электроразведочного комплекса; на фиг.З - схема соединени  полевых модулей при организации работ на нескольких профил х; на фиг.4 - схема системы синхронизации и управлени .Figure 1 shows the limiting exponent with a given value of a; figure 2 is a structural diagram of an electrical exploration complex; Fig. 3 is a connection diagram of field modules for organizing work on several profiles; Fig. 4 is a diagram of a synchronization and control system.

Рассмотрим на примере районов Восточной Сибири предельные случаи подекадного по времени изменени  сигнала. Дл  простоты анализа сигнала в каждой декаде времени дл  наиболее высокочастотных сигналов, получаемых в Восточной Сибири, заменим предельной экспонентной, понигде 1нач.декады - начальное врем  декады; в которой выполн етс  измерение,Let us consider, as an example, regions of Eastern Siberia, the limiting cases of a ten-day time-varying signal. For simplicity of signal analysis in each decade of time for the most high-frequency signals received in Eastern Siberia, we replace the limiting exponential, where 1 start decad is the initial time of the decade; in which the measurement is performed,

Из заданных условий количество осреднений по декадам будет Ki 1, «2 10, Кз - 100, Ю) 1000 и т.д. Отсюда следует, что подавление случайной помехи только за счет осреднени  в каждой декаде соответственно будет в 1 раз, 3,16 раза, 10 раз, 31,6 раза и т.д. Дл  еще более активного подавлени  помех в каждой декаде синхронно с изменением шага осреднени  ограничиваетс  полоса пропускани  аналогового фильтра- . Чтобы ограничение полосы пропускани  аналогового фильтра не приводило к еще большим погрешност м оценки сигнала, его полоса пропускани  должна находитьс  в соотношении V2- 2,5, где ТойFrom the given conditions, the number of averagings over decades will be Ki 1, “2 10, KZ - 100, 10) 1000, etc. It follows that the suppression of random interference only due to averaging in each decade will accordingly be 1 time, 3.16 times, 10 times, 31.6 times, etc. For even more active noise suppression in each decade, the analog filter-bandwidth is limited in synchronization with the change in the averaging step. To limit the bandwidth of the analog filter does not lead to even larger errors in the estimation of the signal, its bandwidth should be in the ratio V2 - 2.5, where

......... ;. Тф ..........;. Tf

frp соответственно частота среза (на уровне 0,7) дл  аналогового и цифрового фильтра. Тогда полоса пропускани  аналогового фильтра (frp. 0,4fo) на уровне 0,7 в соответствующих временных декадах будет ограничиватьс  частотами frp.1 1000 Гц, fYp.2 400 Гц, frp.3 40 Гц, fpp.4 4 Гц и т.д.frp respectively the cutoff frequency (at the level of 0.7) for the analog and digital filters. Then the analog filter bandwidth (frp. 0.4fo) at 0.7 in the corresponding time decades will be limited to the frequencies frp.1 1000 Hz, fYp.2 400 Hz, frp.3 40 Hz, fpp.4 4 Hz, etc. d.

На фиг.2 представлена структурна  схема электроразведочного комплекса.Figure 2 presents a structural diagram of an electrical exploration complex.

Комплекс включает генераторную установку , набор полевых модулей и бортовой модуль.The complex includes a generator set, a set of field modules and an on-board module.

Генераторна  установка 1 содержит передатчик телекоманд 2 и приемник телекоманд 3. - -;; ;; .... .Generator set 1 contains a transmitter of telecommands 2 and a receiver of telecommands 3. - - ;; ;; ....

Полевой модуль предназначен дл  преобразовани  сигналов компонент электромагнитного пол  в цифровой эквивалент и передачей данных по линии св зи. Модуль включает в себ  датчики компонент электрического и магнитного полей 4, 5, усилители 6, 7, фильтры нижних частот 8-13, коммутаторы 14, 15, 16, АЦП - 17, систему синхронизации и управлени  18, арифметико-логическое устройство 19, оперативное запоминающее устройство 20, модуль приема-передачи данных 21, : ;: - -., -: -- :. .The field module is intended for converting the signals of the electromagnetic field components into a digital equivalent and transmitting data over the communication line. The module includes sensors of electric and magnetic field components 4, 5, amplifiers 6, 7, low-pass filters 8-13, switches 14, 15, 16, ADC - 17, synchronization and control system 18, arithmetic-logic device 19, operational storage device 20, data transmission and reception module 21,:;;: - -., -: -:. .

Бортовой модуль предназначен Дл  сбора информации в цифровой форме, управлени  параметрами полевых модулей, визуализации регистрируемой информации и ее записи на магнитную лейту, : ;. ; The on-board module is designed to collect information in digital form, control the parameters of field modules, visualize the recorded information and record it on a magnetic latte,:;. ;

Бортовой модуль включает в себ  модуль приема-передачи данных 22, ЭВМ 23, дешифратор телекоманд 24, передатчик телекоманд 25, устройство визуализации 26, накопитель на магнитной ленте 27..-..; .. .The on-board module includes a data transmitting and receiving module 22, a computer 23, a telecommand decoder 24, a telecommand transmitter 25, an imaging device 26, a tape drive 27 ..- ..; ..

Работа осуществл етс  следующим образом . Генераторна  установка 1 формирует импульсы зондировани  в электрический диполь, - . . . .... ,.. - . В момент перехода фронтов токовых импульсов происходит запуск системы регистрации данных (бортовой модуль) через блок телекоманд 2, 3. Принима  кбмйнда фиксируетс  ЭВМ через дешифратор телекоманд 24. Сигналы, принимаемые датчиками компонент электромагнитного пол  4, 5 усиливаютс  усилител ми б, 7, фильтруютс  фильтрами 8, 9, 10, 11, 12, 13 на начальном временном интервале и через коммутаторы 14, 15, 16, поступают на аналого цифровой преобразователь 17. Цифровой код после АЦП 17 через арифметическо-логйческое устройство 19 заг)исьгваютс  в ОЗУ 20. Одновременно информаци  из ОЗУ 20 через первый модуль приема-передачи данных 21 поступает в линию св зи,The work is carried out as follows. Generator set 1 generates sounding pulses in an electric dipole, -. . . ...., .. -. At the moment of transition of the edges of the current pulses, the data recording system (on-board module) is launched through the telecom unit 2, 3. The reception of the signal is recorded by the computer through the telecom decoder 24. The signals received by the sensors of the electromagnetic field component 4, 5 are amplified by amplifiers b, 7, filtered by filters 8, 9, 10, 11, 12, 13 at the initial time interval and through the switches 14, 15, 16, are fed to an analog digital converter 17. The digital code after the ADC 17 through the arithmetic-logic device 19 zag) are downloaded to RAM 20. At the same time Information from RAM 20 through the first data receiving and transmitting module 21 enters the communication line,

Система синхронизации и управлени  формирует команды управлени  блоками 14, 15, 16, 17, 19, 21,: ; .The synchronization and control system generates control commands for blocks 14, 15, 16, 17, 19, 21 ,:; .

Бортовой модуль приема-передачи данных 22 принимает информацию из линии св зи от всех полевых модулей, эта информаци  проходит предварительную обработку на ЭВМ 23, представл етс  на устройстве визуализации 26 с одновременной записью на магнитную ленту 27, Дешифратор манд 24 обеспечивает синхронизацию d генераторной- установкой, а передатчикThe on-board data transceiver module 22 receives information from the communication line from all field modules, this information is pre-processed on a computer 23, presented on the visualization device 26 with simultaneous recording on magnetic tape 27, the mand decryptor 24 provides synchronization d by the generator set , and the transmitter

телекоманд 25 обеспечивает синхронизацию и управление генераторной установкой .telecommands 25 provides synchronization and control of the generating set.

Отличительной особенностью системы  вл етс  возможность реализации сбораA distinctive feature of the system is the ability to implement collection

0 информации при большом числе каналов (до 100-200 и более), что позвол ет реализовать высЬкоплотные площадные наблюдений.0 information with a large number of channels (up to 100-200 or more), which allows the implementation of high-density areal observations.

Как показано на фиг.З применение переключаемых фильтров в такой системе по5 звол ет существенно снизить объем информации, передаваемого по линии св зи (на пор док), что существенно снижает требовани  в пропускной способности линий св зи, телеметрической электрора ве0 дочной станции ЦЭС-Т.As shown in Fig. 3, the use of switchable filters in such a system5 allows one to significantly reduce the amount of information transmitted over the communication line (by an order of magnitude), which significantly reduces the requirements for the throughput of communication lines and the telemetric power station CES-T .

Как показано на фиг.4 системы синхро й йзации и управлени , содержат с-леДующие эл-ементы: опорный генератор 28,As shown in Fig. 4, the synchronization and control systems comprise the following elements: reference generator 28,

счетчик импульсов 29 и дешифратор 30|, наpulse counter 29 and decoder 30 |, on

5 выходе которого формируетс  необходима  временна  последовательность управлени  блоками полевого модул . Система синхронизации и управлени  обеспечивает довательность тактовых импульсов и сигнал5, the output of which forms the necessary time sequence for controlling the blocks of the field module. Timing and control system provides clock pulse and signal

0 начальной установки АЛУ 19, атакже выдает тактовые импульсы дл  функционирова ни 0 of the initial setup of ALU 19, it also generates clock pulses for functioning

.. коммутаторов 14, 15, 16 и АЦП 17... of switches 14, 15, 16 and ADC 17.

Арифметичёскб-логическое убтройртво может бь1ть пострдено на микропроцессор5 ных комплексах БИС серий К 587 и К $88, предназначенных дл  nocf роени  р да1 совместных микро-ЭВМ Электроника-ЙЦ, Благодар  секционной организации, прйме- нёнйю мИкрбпрЬграм гийровани , магйст0 ральмости св зей они обеспечивают ёЬзйожнЬстьпострЬени  различных лительйых и управл ющих систем. Обе серии отличаютс .от всех других значительно более низкой потребл емой мощностью,Arithmetic logic can be applied to the microprocessor complexes of the LSI series K 587 and K $ 88, designed for nocf swapping a series of 1 micro-computers Electronics-IC, thanks to the sectional organization, the use of the micromachine can be increased various casting and control systems. Both series are distinguished from all others by significantly lower power consumption,

5 высокой noMexoycTd 4MBOCfbra, что делает5 high noMexoycTd 4MBOCfbra making

перспективным их применение в MHilpoЭВМ и контроллерах дл  систем управлени promising their use in MHilpo computers and controllers for control systems

технолЬгическимоборудованием,  technological equipment

Предпочт итёльным  вл етс  ниё МПК К 588, поскольку БИС серий К587Preferred is the IPC K 588, since LSI series K587

не позвр л ёт осуществи ть некоторые спфсобы адрё с ации команды обработки пфейdoes not allow to carry out some of the ad-hoc requests from the pfey processing command

бйт, р;асширёние по выполнению арифмртическйх бпёраций, а также макрокоманды и byt, p; expansion for arithmetic operations, as well as macro and

5 ;пбльзовате;л . .:. ..; : 5; please; l. .:. ..; :

Система телекоманд состоит из nipe- датчйков -и дешифраторов телекоманд.|Телекоманда , представл юща  многоразр дный двоичный код, вырабётываетс  передатчиком телекоманд и содержит данные о режимах работы и параметрах измерительных.каналов, автономных измерителей и генераторной установки. Например , при выполнении площадных работ по методу ЗС от закрепленного источника телекомандами можно задавать параметры измерительно-регистрирующих каналов полевых модулей, распределенных по площади работ на разном удалении от источника пол , так, чтобы измерени  сигналов становлени  пол  производились дл  каждого конкретного канала в расширенном частотном и динамическом диапазонах, что обеспечивает повышение информативности исследований.The telecommand system consists of nipe sensors and telecom decoders. The telecommand, which is a multi-bit binary code, is generated by the telecommand transmitter and contains data on the operating modes and parameters of the measuring channels, autonomous meters and the generator set. For example, when performing areal work according to the ES method from a fixed source by telecommands, it is possible to set the parameters of the measuring and recording channels of field modules distributed over the area of work at different distances from the floor source, so that the signals of the formation of the field are measured for each specific channel in an expanded frequency and dynamic ranges, which provides an increase in the information content of research.

Комплексное использование аналоговой и цифровой фильтрации позволит существенно снизить уровень внешних помех, а использование осредн ющего фильтра по- зволит уменьшить количество регистрируемой информации. При выбранном режиме регистрации объем информации в интервале времен от 0,001 сек до 10 сек составит 400 отсчетов с хорошей проработкой сигна- ла во всех временных интервалах (100 отсчетов на декаду). В случае посто нного шага дискретизации, например At 0,001 сек, объем информации в интервале времен от 0,001 сек до 10 сек составит 10000 отсчетов, при этом проработка сигнала в области начальных времен будет не удовлетворительна . Формула изобретени  1. Способ измерени  нестационарного электромагнитного пол , при котором измер ют компоненты нестационарного электромагнитного пол  в любой зоне источника с использованием в измерительном канале фильтрации низких частот и последующей дискретизации сигнала с посто нным шагом квантовани  At, отличающийс  тем, что, с целью расширени  частотного диапазона и сокращени  объема регистри- руемых значений, осуществл ют преобразование значений отсчетов величины сигналов каждой компоненты путем аналоговой фильтрации, а после аналого-цифро- вого преобразовани  цифровой фильтрации с измен ющейс  во времени по декадному закону -прло.сой пропускани  с ограничением , при этом осуществл ют согласование по частотным характеристикам аналоговой и цифровой фильтрации путем синхронного переключени , задают режимы цифровой и аналоговой фильтрации таким образом, что полосы пропускани  определ ютс  соотношением fo/frp 2,5, где fo, frp - частота среза на уровне 0,7 аналогового и цифрового фильтров соответственно.The integrated use of analog and digital filtering will significantly reduce the level of external noise, and the use of an averaging filter will reduce the amount of information recorded. With the selected recording mode, the amount of information in the time interval from 0.001 sec to 10 sec will be 400 samples with a good signal processing in all time intervals (100 samples per decade). In the case of a constant sampling step, for example, At 0.001 sec, the amount of information in the time interval from 0.001 sec to 10 sec will be 10,000 samples, while the signal processing in the initial time region will not be satisfactory. SUMMARY OF THE INVENTION 1. A method for measuring a non-stationary electromagnetic field, in which the components of a non-stationary electromagnetic field are measured in any source zone using low-pass filtering in the measuring channel and then sampling the signal with a constant quantization step At, characterized in that, in order to expand the frequency range and reduce the volume of recorded values, convert the values of the samples of the magnitude of the signals of each component by analog filtering, and After analog-to-digital conversion of digital filtering with a time-varying ten-year-long law, the transmission rate is limited, while matching the frequency characteristics of the analog and digital filtering by synchronous switching, setting the digital and analog filtering modes in such a way that the passbands are determined by the ratio fo / frp 2.5, where fo, frp are the cutoff frequencies at the level of 0.7 of the analog and digital filters, respectively.

2. Устройство дл  измерени  нестационарного электромагнитного пол , содержащее генераторную установку с задающим генератором, приемником телекоманд и первым передатчиком телекомзнд, содержащее полевые модули, в состав каждого из которых вход т последовательно соединенные датчики компонент электромагнитного пол  и усилители, образующие каналы приема , коммутатор, выход которого соединен с информационным входом аналого-цифро- вого преобразовател  (АЦП), выход которого соединен с первым входом арифметико-логического устройства (АЛУ), первый выход которого соединен с оперативным запоминающим устройством (ОЗУ), а второй выход соединен с входом первого модул  приема-передачи, управл ющий вход которого соединен с выходом системы синхронизации и управлени , соединенным также с управл ющими входами АЦП, АЛУ и коммутатора, второй выход первого модул  приема-передачи соединен с вторым модулем приема-передачи, выход которого соединен с первым входом ЭВМ, первый выход которой соединен с вторым передатчиком телекоманд, второй выход соединен с устройством визуализации, а третий выход соединен с накопителем на магнитной ленте, второй вход ЭВМ соединен с выходом дешифратора телекомэнд, отличающее- с   тем, что каждый канал приема содержит фильтры низкой частоты и коммутатор , причем входы фильтров низкой частоты соединены с выходом усилител  канала приема , а выходы фильтров низкой частоты соединены с информационными входами коммутатора канала приема, управл ющий вход, которого соединен с выходом канальных коммутаторов системы синхронизации и управлени , при этом выходы канальных коммутаторов соединены с информационными входами коммутатора каналов. .2. A device for measuring a non-stationary electromagnetic field, comprising a generator set with a master oscillator, a telecom receiver and a first telecomm transmitter, containing field modules, each of which includes serially connected sensors of the electromagnetic field component and amplifiers that form the receiving channels, a switch, an output which is connected to the information input of an analog-to-digital converter (ADC), the output of which is connected to the first input of an arithmetic logic device (ALU), the first output of which is connected to random access memory (RAM), and the second output is connected to the input of the first transmit-receive module, the control input of which is connected to the output of the synchronization and control system, also connected to the control inputs of the ADC, ALU, and the switch, the second output the first transmit-receive module is connected to the second transmit-receive module, the output of which is connected to the first computer input, the first output of which is connected to the second telecom transmitter, the second output is connected to the visualization device, and this output is connected to a magnetic tape drive, the second computer input is connected to the output of the telecom decoder, characterized in that each receive channel contains low-pass filters and a switch, and the inputs of low-frequency filters are connected to the output of the receive channel amplifier, and the outputs of the filters are low the frequencies are connected to the information inputs of the switch of the reception channel, the control input, which is connected to the output of the channel switches of the synchronization and control system, while the outputs of the channel switches are connected to channel switch information inputs. .

а -зa-z

СоWith

6SW8116SW811

12 V 1В12 V 1V

ВыходыOutputs

ИAND

11

2828

1B

11

А /AND /

2929th

Фиг.4Figure 4

SU904797130A 1990-01-04 1990-01-04 Method for measurement of dynamic electromagnetic field and device for its realization RU1786459C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904797130A RU1786459C (en) 1990-01-04 1990-01-04 Method for measurement of dynamic electromagnetic field and device for its realization

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904797130A RU1786459C (en) 1990-01-04 1990-01-04 Method for measurement of dynamic electromagnetic field and device for its realization

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1786459C true RU1786459C (en) 1993-01-07

Family

ID=21499229

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904797130A RU1786459C (en) 1990-01-04 1990-01-04 Method for measurement of dynamic electromagnetic field and device for its realization

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1786459C (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102323622A (en) * 2011-06-15 2012-01-18 朱德兵 Line array multi-channel synchronous transient electromagnetic directional detection method and device thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское Свидетельство СССР №1329412, кл.б 01 V 3/08, 1987. Методические указани по применению .метода ЗСБ с аппаратурой нЦйкл-2и в районах Сибирской платформы.- Новосибирск.: СНИИГГиМС, 1984, с. 45-47. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102323622A (en) * 2011-06-15 2012-01-18 朱德兵 Line array multi-channel synchronous transient electromagnetic directional detection method and device thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
McPherron et al. Studies of the magnetospheric substorm: 2. Correlated magnetic micropulsations and electron precipitation occurring during auroral substorms
EP0057802B1 (en) Phase and amplitude measurement for a dielectric property logging system
US4112412A (en) Digital seismic telemetry system
GB1507748A (en) Apparatus for recording signals produced by telluric and magnetic field detectors
Liu et al. Apsu: a wireless multichannel receiver system for surface nuclear magnetic resonance groundwater investigations
IL112406A (en) Mri system with time varying gradient during signal acquisition
US4136326A (en) Apparatus for obtaining seismic data
US3984759A (en) Apparatus for use in an induced polarization system for measuring the deformation of a periodic signal concealed in noise
Taylor et al. Initial results from the search coil magnetometer at Siple, Antarctica
RU1786459C (en) Method for measurement of dynamic electromagnetic field and device for its realization
US3015086A (en) Continuous-wave seismic prospecting
US5022052A (en) Analog signal binary transmission system using slope detection
US3373426A (en) Method and system for range and relative velocity detection
SU1329412A1 (en) Electric survey set
US3525036A (en) Process for the detection of hydrocarbons and apparatus for carrying it out
Andreev et al. Systems for reception and recording of vibroseismic signals
SU1755230A1 (en) Seismic oscillation recording method
RU2100827C1 (en) Gear for high-frequency geoelectric prospecting
SU911421A1 (en) Computing device for electric geosurvey
SU890325A1 (en) Ionospheric station
SU930193A1 (en) Device for lateral induction probing
US3702436A (en) Methods and apparatus for investigating the spontaneous potential of earth formations
SU785816A1 (en) Magnetometer
SU1000971A1 (en) Device for seismic sign al recognition
Shamshi et al. Field operated seismograph with analog recording and short seismic telelink