SU702334A1 - Измерительное устройство дл геоэлектроразведки - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области геофизической разведки, в частности/ к устройствам дл  электроразведки и моделировани  ее различных методов. ; Известны устройства дл  электроразведки , например, по методу переходных процессов, содержащие генера ,торную установку и приемную устанбвку , котора  ьключает приемный контур или диполь, измерительный усилитель, .строб.ируюй1Ий каскад, импульсный уси  итель , интегратор и регистратор/ в которых, с целью подавлени  гармонических помех, прин тый сигнал интегрируетс  в интервалах времени, точно равных или кратных периоду помехи 11, Устройства этого типа обеспечивают весьма глубокое подавление гармон Чаской помехи, но позвап ют изучать лишь весьма низкочастотные процессы, а дл  более высокочастотных позвол ют определить лишь интегральные характеристики , чего обычно недостаточно . Известны также устройства дл  алектрораззедки содержащие генерато ную и приемную установки, причем генераторна  установка включает источник посто нного тока со схемой управлени  и контур (или диполь) возбуждени , а приемна  установка включает приемный контур (или диполь)г усилитель, схему стробировани , основной усилитель или преобразователь, аналог-код, аналоговый или цифровой накопитель (сумматор), регистратор и управл ющий генератор, расположенный либо в приемной, либо в генераторной установке и управ;. ющий непосредственно или через канал, СВЯЗИ коммутатором генераторной установки и врем задающей схемой приемной установки, котора  открывает , стробирующую схему и включает накопитель на врем  одного цикла измерени . Общее врем  измерений задаетс  специальной врем задающей схемой или Счетчиком числа циклов измерений, кс торые .управл ют схемой совпадений, расположенной на выходе управл ющего генератора. Управл ющий генератор  йл етс  автономным 2. Такие устройства обеспечивают суммирование результатов заданного числа циклов измерений, что позвол ет достаточно эффективно подавл ть не слишкс интенсивные нерегул рные помехи. Однако, гюдоб ме устройства Не эффективны в услови х интенсивных гармонических помех, превосход щих полезный сигнал в 10-100 и более раз, так как требуемое число циклов Оказываетс  очень большим (сотни и дес тки тыс ч) даже при благопри тных соотношени х частот управл ющего генератора и помехи, что приводит к Недопустимому возрастанию времени измерений. Использование частотных фильтров , невозможно вслучае взаимного перекрыти  спектров помехи и полезного сигнала, а использование схем компен сации требует решени  весьма трудной задачи выделени  чистого напр жени  помехи, не искаженного полезным сигналом и тЪчно соответствую щего напр жению помехи, действующему на входе измерительного тракта во врем  самого измерени , т.е. в присутствии полезного сигнала, точного) поддержани  неоСходимой амплитуды и фазы компенсирующего напр жени  и т.д. . Цель предлагаемого изобретени - подавление стационарных гармонических помех. Дл  этого в устройство между .выхо дом предварительного усилител  и вхо дЬм генератора управл ющих импульсов включен фильтр, а между входом схемы совпадений и генератором управл ющих импульсов установлен триггер, счетны вход котбррго соединен с выходом схемы совпадени , вход установки в о - с выходом генератора одиночных импульсов, а пр мой и инверсные входы - с управл ющими входами генератора управл ющих импульсов, кроме того, пр мой выход триггера соединен с управл ющим входом счетчика числа циклов измерений. При этом генеpatop управл ющих импульсов включает последовательно соединенные усилител ограничитель и дифференцирующий касkaд , выход которого Нагружен двум  Противоположно включенными диодами, один из которых подключен к пр мому . 1ВХОДУ одного усилител -формировател  а другой - к инвертирующему входу второго усилител -формировател , выходы последних соответственносоедине ш со входами двух .схем совпадений, вторые. входы которых - с пр мым и инверсным выходами триггера, а, внкод схем совпадений с входами схемы ИЛИ. . Эти узлы и .св зи обеспечивают ввделенй помехи и поочередную синхр ЬизациЮ отдельных циклов измерений с псхпожитёльными и отрицательными полу &й6дакда помехи, с последующим их сум Шрованием, и автоматическое выполнениё четного числа циклов; измерений На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 , изображена блок-схема генератора уп равл юьщх импульсов, обеспечивающего синхронизацию циклов измерений с положительным и отрицательным полупериодами помехи; на фиг. 3 - диаграммы, по сн ющие действие устройства. Измерительное устройство содержит приемный датчик 1, предварйтельны усилитель 2, стробирующую схему 3, аналого-цифровой преобразователь 4, СО всеми вспомогательными элементами (тактовый генератор, схемы стробировани  и фиксации и т.п.),.цифровой накопитель 5, представл ющий собой суммирующее оперативное з апоминак цее устройство со всеми вспомогательными элементами (схемами адресации, записи считывани  и т.д.),, регистратор 6, фильтр 7, настроенный на частоту первой гармоники помехи, генератор 8- управл ющих импульсов, схему 9 со падеНИИ , одновибратор 10, задающий длительность цикла измерени , триггер 11, счетчик 12 числа пар циклов измерений с регулируемым коэффициентом пересчета , генератор. 13 одиночных импульсов с ручным управлением, передающее устройство 14 канала св зи, с генераторной установкой (на чертеже не приводитс ) . Генератор управл ющих импульсов содержит симметричный . ограни-. читель 15, дифференцирующий каскад 1б , диоды.17 и 18, раздел ющие импульсы по пол рности/ усилители- формирователи 19 и 20 с пр мым и инвертирующим входами соответственно, схемы 21 и 22 совпадений и схему ИЛИ 23. Соединены основные узлы установки следующим образом: приемный коНтур 1, измерител-ьный усилитель 2, стробирующа  схема 3, аналого-цифровой преобразователь 4, цифровой накопитель 5 и регистратор 6, Составл ющие тракт регистрации , соединены последовательно . Вход полосового фильтра 7 соединен с выходом измерительного усилител  2, Соединен с входом генератора 8 управл ющих импульсов, а его выход с первым входом схемы 9 совпадени -  выход которой соединен с входом одновибратора 10, счетным входом триггера 11- и входом передающего устройства 14; пр мой выход одновибратора 10 соединен с вторым входом схемы 9 совпадени , а инвертирующий - с управл ющими входами стробирующей схемы 3, аналого-цифрового преобразовател  4 и цифрового накопител  5, Выход триггера 11 соединен с входом счетчика 12, и выход последнего - с третьим входом схемы 9 совпадени . , ВхоДй установки цифрового накопител  5, триггера 11 и счетчика 12 соединены с выходом генератора 13 одиночных импульсов 13. Полосовой фильтр соединен с выходом .предварительного: усилител  2 и.входом генератора 8 управл ющих импульсов, на входе которого установлен симметричный усилител-ь-ог раничитель 15, нагруженного входом дифференцирующего каскада 16, выход которого .через диоды 17 и 18, включе Ные в разной пол рности, соединен с входами усилителей-формирователей 19 и 20. Выходы усилителей-формирова телей .19 и 20 соединены соответствен но с первыми входами схем совпадени  21 и 22, выходы которых объединены схемой ИЛИ 23, а вторые входы схем 21 и 22 совпадени  соединены соответственно с пр мым и инвертирую цим выходам триггера 11,выход схемы ИЛИ 23  вл етс  выходом генератора 8. Диаграммы, по сн ющие работы устройства (фиг. 3), соответствуют напр жени м в следующих точках: 24 - на выходе генератора 13 одиночных им пульсов, 25 на йнходе (пр мом) триггера 11,- 26 - на выходе счетчика 12} 27 - на выходе приемного датчика 1 (условно, без учета полезного сигнала); 28 - на выходе ограничител 15, 29 - на выходе дифференцирующего каскада 16, 30 - на выходе схема 21 совпадени ; 31 - на выходе cxeNttJ 22 совпадени ; 32 - на выходе схемы 9 совпадени ; 33 - на инвертирук дем вы ходе одновибратора 10; 34 - ток в датчике возбуждени  генераторной установки; 35 - на выходе приемного датчика 1 (суммарное напр жение сигнала и помехи) ; 37 - на выходе цифрового накопител  5 (условно преобра зовано в аналоговую кривую). При составлении диаграмм прин то, что срабатывание всех импульсных схем пр исходит от Зсщнего (отрицательного) фронта входных импульсов. Предлагаемое устройство работает следующим образом. Перед началом измерений коэффициент пересчета счетчи Аа 12 устанавливаетс  равным половине жела:емого коэффициента накоплени  ( т.е., равным числу пар циклов измерени ) ; вручную включаетс  генератор |13 одиночных импульсов, импульс, выработанный которым (диаграмма 24) приводит в о состо ние цифровой Накопитель 5, триггер 11 (диаграм- ма 25) и счетчик 12 (диаграмма 26).. В результате этого схема 9 совпадени оказываетс  открытой по третьему вхо ду высоким потенциалом с выхода счет чика 12 (по второму входу она открыта высоким потенциалом с пр мого вых да одновибра1тора 10, наход щегос  в стабильном состо нии), напр жение помехи (диаграмма 27) с выхода приleMHoro контура 1, усиленное измеригельным усилителем 2 и отфильтрованное от нерегул рных шумов фильтром 7 ограничиваетс  ограничителем 15 ( диаграмма 28) и после дифференцировани  дифференцирующим каскадом 16

702334 ( диаграмма 29), разделени  - диодам 17 и 18, усилени  и формировани  усилител ми-формировател ми 19 и 20, поступает на первые входы схем 21 и 22 совпадени , перва  из которых .открыта ПО второму входу высоким потенциалом с пр мого выхода триггера 11, а втора  закрыта низким потенциалом с его инвертирующего выхода, ла выходе схемы 21 совпадени  (диаграмма 30) по вл етс  импульс,соответствующий Началу положительного полупериода помехи, который через схему ИЛИ 23 поступает на первый вхс)д схемы 9 совпадени , котора  открыта по второму и третьему входам. С выхода схемы 9 совпадени  (диаграмма 31) импульс, соответствующий началу положительного полупериода помехи, поступает на выход передающего устройства 14 канала св зи, вход одновибратора 10 и счетный вход триггера 11. В результате этого в датчике возбуждени  генераторной установки возникнет импульс тока (диаграмма 34), одновибратор 10 переходит в неустойчивое состо ние и при этом закрывает схему 9 совпадени  по второму входу, открывает стробирующуюсхему 3 и включает аналого-цифровой преобразователь 4 и цифровой накопитель 5, триггер 11 перебрасываетс  в состо ние 1 закрыва  схему 21 совпадени  и открыва  схему 22 совпадени . В течение интервала времени А;( -БJ , определ емого длительного импульса, на инверсном выходе одновибратора 10(диаграмма 33) происходит регистраци  в цифровом накопителе 5 напр жени , снимаемого с приемного датчика 1 (диаграмма 36),  вл ющегос  суммой напр жений помехи (диаграмма 27) и полезного сигнала (диаграмма 35). После оконт чани  регистрации одновибратор 10 переходит вновь в стабильное состо ние и открывает схему 9 совпадени  по второму входу, в результате чего . импульсы с выхода схемы 22 совпадени , соответствующие началу отрицательных полупериодов помехи, проход т на выход схемы 9 совпадени , и далее все происходит как и в первом цикле измерений , за исключением того, что переход триггера 11 на состо ни  в 0 вызывает изменение состо ни  счетчика 12 на 1 , и схема22 совпадени  оказываетс  закрытой, а схема 21 совпадени  снова открываетс . В течение второго цикла измерени  А--Б2 значение суммарного напр жени  помехи и полезного сигнала по-, ртупают в накопитель 5 и суммируютс  там с зарегистрированными в первом цикле. После окончани  вто-. fioro цикла с поступлением на вход схемы 9 совпадени  следующего импульса , соответствующего началу положительного полупериода помехи с выхоДа схемы 21 совпадени , все повтор ртс аналогично первому циклу, и про исходит третийцикл регистрации Ад-Б , эатем четвертый т.д. до тех пор, пока на выходе счетчика не по витс  низкий потенциал, который закроет схему 9 совпадени  по третьему входу (на наших дйаррамйах После начала четвертого цикла), что произойдёт после выполнени  заданного четного числа циклов ре гистрации прич;ем нечетные цикли синхронизируют ейС наЧалом положительного полупериода помехи, а четнйе - с началом отрицательного. Суммарные значени  сигнала, записанные в накопителе 5, затем вывод тс  н ;.р%гистратор б либ чепосредственно6 Цифровом .(как Ьери  дискретньп ory ioB амплитуды) , Лийо в виде аналоговой кривой,получаемой с помощью преобразовател  кс д-аналог, вход щего в состав регис ратора 6. ; Поскольку при суммировании каждой пары измерений помеха в прЬ тивофазе, то эпйл обеспечиваетс  глубоквёПо-давление всех н ечетных (включа  первую) гармоник помехи, асумми ptjianMie нескольких пар измерений дополнительно обеспечивает подавлёние . нерегул рных помех.. Четные гармоники помехи ослабл ютс  в два раза. Так как реальные помехи (в оснойном промышленной частоты), как правйло, ха )актеризую с  симметричной формой (т,е. имеют малый -уровень,четныхгар моник) , тоустройство обеспечивает,возйолсйОсть регистрации полезного си нала в услови х, когда он в ра слабее стационарной гармонической Помехи, при небольшсм числе циклов накапливани . /Использование предлагаемого устройства особенно эффективно в случа х , когда спектр помехи и полезнЪго ейгйала частично ИЛИ полностью совnto a bT ji когда использование обычных устройств с Накоплением малоэффектив нб5й:э, а иЬпользбваниё режёкторных фильтров невозможно. Использование) предлагаемого устройства обеспечивае значительную (в 10 и более раз) экономии времени на проведение замеров

Claims (2)

1. измерительное устройство дл . 55.-.: - f J

;ге6элЬктроразведки, содержацее после- 155886, O JJ/lO, 1961 йбватёЛЬно соединенные приемный дат-, 2 .Авторское АО 972

чйк, предварительный усилитель, стро-, 343239, кл. G 01 V 3/10, 19/.

Источники информации,

прин тые во внимание при экспертизе ёирующую схему, аналого-цифровой преобразователь , цифровой накопитель, регистратор, а также генератор управл ющих импульсов, подключенный через схему совпадений к оконечному узлу канала св зи с генераторной установкой и одновибратору, один выход кото-, рйго.присЬёдйнен ко входам ст1робирую1дей схемы, аналого-цифрового преоб-разовател  и цифрового накопител , другой - ко входу схемы совпаде и  и генератородиночных импульсов со счетчиком числа циклов из мерений, причем выход генератора одиночных импульсов нагружен на управл ющий вход счетчика числа циклов измерений и управл ющий вход цифрового накопител , а выход счетчи ka числа циклов измерений соединен с третьимвходом схемы совпадений, т л и ч а ю щ е е с   тем, что, с :целью подавлени  стационарных гармони|ческих помех, в устройство между ны-. Ходом предварительного усилител  и рхбдом генератора управл ющи,х импульЬов включен фильтр, а между входом схемы сбвйадений и генератором управл ющих импульсов установлен триггер, счетный вхбд которого соединен с выЬсбйоМ схемы совпадени , вход установс выходом генератора Одиночных импульсов, а пр мой и инверсный выходы - с управл ющими входами генерат ора управл ющих импульсов , кроме того, пр мой выход тригГера соединей с управл ющим входом Счётчика числа пар циклов измерений.

2. Устройство ПОП.1, отлич а7 (о щ е е с   тем, что генератор управл ющих импульсов включает после оёательйо соединенные усилитель-ограничитель и дифференцирующий каскад, вьосод которого нагружен двум  противоположно включенными диодами, один из которых подключен к пр мому входу одного усилител -формировател , а , другой- к инвертирующему входу второго усилител -формировател , выходы последних coOTiBeTcTBeHHO соединены со входами двух схем совпадений, вторые вхол которых с пр мым и инверсным , выходами тригг ера, а выходы схем совпадений - с входами схемы ИЛИ. .

702334

4

2it - 2S2627

шлг1лтгща лАлш

гв

-H V KVtfVTWrVг

J(7rLJT4r

I

4-1jJL ri n

JL n rL4JJ