SU1365007A1 - Устройство дл электроразведки - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электромагнитным методам исследований и может быть использовано при электроразведке аномальных включений в различных средах дл  обнаружени  инженерных коммуникаций. Цель изобретени  - повьшенне чувствительности устройства - достигаетс  путем формировани  из входного и опорного сигналов нового сигнала, приращени  фазы которого превышают приращени  фазы входного сигнала, и измерений изменений фазы нового сигнала. Устройство содержит опорный генератор, четыре делител  частоты, генератор периодических сигналов, излучатель, приемник электромагнитного пол , предварительный и избирательный усилители , два детектора нул , схему И, два счетчика импульсов, три одновибра- тора, два инвертора, цифровой блок пам ти , цифроаналоговый преобразователь, блок измерени  и регистрации сигналов , блок задани  кода, три И-НЕ и 4 1пьтр. Чувствительность устройства повышаетс  в раз, где N 4 - коэффициент делени  четвертого делител  частоты. 2 ил. (Л

Description

со О5

ел

1

Изобретение относитс  к электромагнитным методам исследований и может быть использовано в электроразведке аномальных включений в различных средах и дл  обнаружени  инженерных коммуникаций.

Цель изобретени  - повьппение чувствительности устройства.

На 4мг,1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг,2 временные диаграммы, иллюстрирующие работу устройства.

Устройство дл  электроразведки состоит из опорного генератора 1, первого делител  2 частоты, генератора 3 периодических сигналов, излучател  4, приемника 5 электромагнитного пол , предварительного усилител  6, избирательного усилител  7, первого детектора 8 пересечени  нулевого уровн , второго делител  9 частоты схекы И 10, первого счетчика 11 импульсов, первого одновибра- тора 12, первого инвертора 13, второ го одновибратора 14, цифрового блока 15 пам ти, цифроаналогового преобразовател  16, блока 17 измерени  и регистрации, третьего делител  18 частоты, третьего одновибратора 19, второго счетчика 20 импульсов, блока

21задани  кода, четвертого делител 

22частоты, второго инвертора 23, первой 24, второй 25 и третьей 26 схем И-НЕ, фильтра 27 и второго детектора 28 пересечени  нулевого уровн 

Работа устройства основана на измерении приращений фазового сдвига первой гармоники сигнала, сформированного из входного и опорного сигналов.

Опорный генератор 1 непрерывно генерирует импульсы высокой частоты д (фиг.2а). Эти импульсы поступают на первый делитель 2 частоты с таким коэффициентом делени  N ,, чтобы частота следовани  импульсов на выходе делител  2 была равна требуемой несущей частоте, т.е, ,. Импульсы с выхода делител  2 возбуждают на этой частоте генератор 3, выходной ток I, которого (фиг,26) питает излучатель 4, Приемник 5 преобразует электромагнитное поле в переменное напр жение Uj (фиг,2в), которое усиливаетс  предварительным 6 и избирательным 7 усилител ми и подаетс  на вход первого детектора 8 пересечени  нулевого уровн . Де-пек

65007 2

тор 8 фиксирует моменты перехода входного сигнала через нуль и формирует пр моугольные импульсы Ug

(фиг.2г) со скважностью 2, согласованные по уровню с элементами цифровой техники. Выход детектора 8 подключен к входу третьего делител  18 частоты, коэффициент делени  кото10 рого N, выбираетс  так, чтобы период Т следовани  импульсов на его выходе не превышал половину длительности tc информационных изменений фазы входного сигнала. Если t / 2с, то

15 Т, 1с при N7 Tjf„.

Напр жение U,j (фиг,2д) с выхода делител  18 поступает на третий од- новибратор 19, формирующий короткие

импульсы Uj (фиг,2е), которые совпа- 20 дают с фронтами напр жений U , . Эти импульсы используютс  дл  параллельной записи во второй счетчик 20 импульсов числа Nj из блока 21 задани  кода. Число Nj выбираетс  из услови  25 N, N,(1 - ,,/2), где л ,,- максимально возможное приращение начальной фазы входного сигнала, обусловленное наличием аномалии( в большинстве задач электроразведки л 30 не превьппает единиц градусов), I

На счетный вход второго счетчика 20 импульсов поступают импульсы с опорного генератора 1, Коэффициент пересчета счетчика 20 равен N,. На выходе счетчика 20 формируютс  им35

пульсы N,

с той же частотой и

скважностью, что и импульсы Ng , но отстающие о-т импульсов U g на врем  (фиг,2ж). Временна  прив зка импульсов U, и Uj осуществл етс  после прихода импульса , т,е, в начале каждого периода Tj. К концу периода T,j интервал tj змен етс  при по влении аномальнойЧ

ГО сигнала на величину

.,.

со.

На вход четвертого делител  22 частоты поступают импульсы с опорно- го генератора 1, коэффициент N делени  делител  22 выбирают от нескольких дес тков до нескольких сотен. Чем больше коэффициент N, тем вьше чувствительность устройства. На выходе четвертого делител  частоты формируютс  импульсы Uii частотой f fc/N со скважностью N (фиг,2з).

На первый вход первой И-НЕ 24 подаетс  напр жение Ug , а на

5

второй вход - напр жение (фиг,2и с выхода инвертора, инвертирующего напр жение Uo Эпюра импульсов U на выходе первой схеьи И-НЕ 24 показана на фиг,2к. На первый вход второй схемы И-НЕ 25 подаетс  напр жение Uj, а на второй вход - напр жение Uj. Эпюра выходного напр жени  второй схеь И-НЕ 25 показана на фиг,2л, Напр жени  Uj с выходов первой 24 и второй 25 схем И-НЕ соответственно подаютс  на входы третьей И-НЕ 26, Временна  диаграмма напр жени  U на выходе третьей схемы И-НЕ 26 представлена на фиг,2м, Это напр жение поступает на вход фильтра 27, который служит дл  выделени  первой гармоники из спектра напр жени  U, Временна  диаграмма выходного напр жени  филтра 27 показана на фиг . 2н. Это напр жение представл ет собой гармоническое колебание с частотой fц , начальна  фаза которого мен етс  при воздействии аномальных полей значительнее, чем начальна  фаза входного сигнала,

С выхода фильтра 27 синусоидальное напр жение поступает на второй детектор 28 пересечени  нулевого уровн . Детектор 28 формирует пр моугольное напр жение , сопр женное с цифровыми элементами (фиг.2о), Напр жение поступает на вход второго делител  9 частоты, коэффициент делени  которого равен коэффициенту делени  третьего делител  18 частоты, т,е, N, Работа второго 9 и третьего 18 делителей частоты синхронизирована, дл  чего на вход установки О второго делител  9 подаютс  импульсы с выхода третьего одновибратора 19, Интервал между импульсами U, на выходе делител  9 равен периоду входных импульсов Т„, а период повторени  импульсов равен 11 (фиг,2п). На пер вый-вход первой И 10 подаетс  напр жение с выхода делител  9, а на второй вход - импульсы опорного генератора 1, На выходе схеМ) И 10 импульсы опорного генератора присутствуют только во врем  действи  импульсов с выхода делител  9 (фиг.2р).

При по влении фронта выходного импульса делител  9 первый одновибра тор 12 генерирует короткий импульс

1. новки

который подаетс  на вход уста- 0 первого счетчика 11 импуль

СОВ (фиг,2с), Счетчик 11 устанавливаетс  в состо ние О и после второго начинаетс  счет импульсов U, , поступающих на его счетный вход с выхода схекы И 10, Таким образом происходит измерение временного интервала t T(Nj-l), Этот интервал измер етс  числом укладывающихс  в нем импульсов опорного генератора U, Состо ние счетчика 11 в конце интервала измерени  несет информацию об изменени х начальной фазы сигнала и,,, произошедших за врем  измерени ,

После окончани  этого интервала второй одновибратор 14, на вход которого поступают проинвертированные первым инвертором 13 импульсы с делител  9, генерирует импульс U

(фиг,2т), поступающий на управл ющий вход цифрового блока 15 пам ти, в результате чего в блок 15 переписываетс  содержимое счетчика 11 в параллельном коде. Выходной код блока 12 пам ти поступает на цифроаналого- вый преобразователь 16, где преобразуетс  в аналоговую форму. Аналоговое напр жение с выхода преобразовател  16 подаетс  на блок 17 измерени  и регистрации.

Таким образом, путем формировани  из входного и опорного сигналов получают новый сигнал специальной формы , причем начальна  фаза его первой гармоники однозначно св зана с начальной фазой входного сигнала. Приращение, которое получает начальна  фаза сформированного сигнала при изменении начальной фазы входного сигнала, равно

N4

.Cf, - ,

где

л ф 2 nf

45

50

55

приращение нй- чальной фазы входного сигнала. Отсюда следует, что при выборе коэффициента приращени  фазы полученного сигнала превьшают приращени  начальной фазы входного сигнала . Таким образом, использование предложенного устройства позвол ет повысить чувствительность при регистрации фазовых приращений в N 4/2 раз,

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  электроразведки, содержащее последовательно соединенные опорный генератор, первый делитель частоты, генератор периодических сигналов и излучатель, последовательно соединенные приемник электромагнитного пол , предварительный усилитель, избирательный усилитель и первый детектор пересечени  нулевого уровн , а также второй делитель частоты , схему И, первый инвертор, первый и второй одновибраторы и последовательно соединенные первый счетчик импульсов, цифровой блок пам ти, цифроаналоговый преобразовалель и блок измерени  и регистрации, причем выход второго делител  частоты подключен к первому входу схемы И, входам первого одновибратора и первого инвертора, выход последнего подключен к входу второго одновибратора, второй вход схемы И подключен к опорному генератору, а выход cxeNbi И подключен к счетному входу первого счетчика импульсов, к входу установки О этого счетчика подключен вы- , ход первого одновибратора, а выход второго одновибратора соединен с управл ющим входом цифрового блока пам ти, отличающеес  тем, что, с целью повьшени  чувствительности , дополнительно содержит третий и четвертый делители частоты, третий одновибратор, второй счетчик импульсов , блок задани  кода, второй ин

   0

   5

   вертор, первую, вторую и третью схемы И-НЕ, фильтр и второй детектор пересечени  нулевого уровн , причем выход первого детектора нул  подключен к первому входу первой схемы И-НЕ и к входу третьего делител  частоты, выход которого подключен к входу третьего одновибратора, выход третьего одновибратора соединен с входом установки О второго делител  частоты и с входом параллельной записи кода второго счетчика импульсов, информационные входы которого соединены с блоком задани  кода, а выход соединен с первым входом второй схеьы И-НЕ и входом второго инвертора, счетный вход второго счетчика импульсов и вход четвертого делител  частоты подключены к выходу опорного генератора , выход четвертого делител  частоты подключен к второму входу второй схемы И-НЕ, выход которой соединен с первым входом третьей схе5 И-НЕ, выход второго инвертора соединен с вторым входом первой схемы И-НЕ, выход последней подключен к второму входу третьей схемы И-НЕ, выход которой подключен к

   0 входу фильтра, а выход фильтра соединен с входом второго детектора пересечени  нулевого уровн , выход которого подключен к счетному входу второго делител  частоты.

   0

   un a

   ,

   I-I 1-I I-I l-1

   / b

   y

   y

   V/

   vy

   ЧУ

   I-I r

   27/yz/