SU805229A1 - Измерительное устройство дл геоэлектро-РАзВЕдКи - Google Patents

Description

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ <11)805229

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву — (22) Заявлено 26,12.78 ( 21) 2703183/18-25 с присоединением заявки № — (23) Приоритет —

Опубликовано 15.02.81. Бюллетень№6

Дата опубликования описания 25.02.81 (51) М. Кл.³

G 01 V 3/06 (53) УДК 550.837 (088.8) (72) Авторы изобретения

И. Е. Ли, Ю. А. Лихоманов, В. А. Мариненко, В. А. I В. А. Солнцев, Π. Ф. Федосеев, В. П. Шевченко и Г, В. I (71) Заявитель

Казахский опытно-экспериментальный зайод геос приборов°КазГЕОФИЗПРИБОР^пНаучно—праи.знолДврнно¹'го¹'^; объединения

ВСЕСОЮЭЭлЯ

VI ^|ИЗИчтажгец (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ

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

Известна электроразведочная^, станция . _$ типа ИНФАЗ—ВП, измерительное устрой- ^: ство которой содержит входное устройство, избирательные усилители, формирователи, фазометр и калибратор. Пара- . метры измеряемого сигнала (амплитуда первой гармоники, фазовые сдвиги между гармониками) определяются в результате двух операций: калибровки, при которой на входное устройство подается сигнал с известными параметрами, и измерения [1J.

Недостатком этого устройства является, узкий частотный диапазон, связанный с тем, что устройство содержит два параллельных измерительных канала.

Известно также измерительное устройство для низкочастотной геоэлектроразведки, позволяющее производить амплитудные и фазовые измерения методом вызванной поляризации на переменном токе, содержащее на входе три параллельных цепи, каждая из которых содержит последовательно соединенные избирательный усилитель и формирователь, выходы которых подключены к фазометрическому устройству. Для повышения точности в таких устройствах также используют калибратор {2].

Недостатком измерительных устройств, содержащих калибраторы, является то, что калибровочный сигнал вырабатывается в произвольной фазе, по отношению к измеряемому сигналу, что приводит к снижению производительности труда.

Недостатками данного измерительного . устройства являются длительные переходные процессы в избирательных усилителях при переключениях от калибровки к измерениям и наоборот, так как фаза калибровочного сигнала произвольна по отношению ¹⁵ к измеряемому сигналу, а потери времени особенно значительны при работах на частотах ниже 1 Гц. .Современные измерительные устройства работают на частотах до 0,01 Гц.

Цель изобретения — повышение производительности труда при амплитудных и фазовых измерениях.

Поставленная цель достигается тей, что в измерительное устройство для низкочас тотной геоэлектроразведки, содер> идее входное устройство, на выходе которого включены одна или несколько цепей, содержащих последовательно включенные избирательный усилитель и формирователь, подключенные к фазометру, и калибратор, под’ ключенный ко второму входу входного устройства введено устройство синхронизации, один вход которого соединен с выходом входного устройства, второй вход соединен ,с выходом одного, формирователя, а выход соединен с установочным входом калибратора. С помощью синхронизирующего устройства производится установка калибровочного сигнала в фазе с измеряемым.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит входное устройство 1, избирательные усилители 2—4, формирователи 5—7, фазометр 8, калибратор 9 и устройство 10 синхронизации, один вход которого соединен с входным устройством I, второй вход соединен с формирователем 5 первой гармоники, а выход соединен с установочным входом калибратора 9.

Устройство работает следующим образом.

Электрическое поле в земле возбуждается переменным током, вырабатываемым генераторной установкой (на чертеже не показана). Измеряемый сигнал с измерительной линии поступает на входное устройство 1. С выхода входного устройства 1 сигнал подключается к входам избирательных усилителей 2—4, которые выделяют из входного сигнала гармоники. Пусть избирательный усилитель 2 настроен на частоту первой гармоники, избирательный усилитель 3 настроен на частоту третьей гармоники, избирательный усилитель 4 настроен на частоту η-ой гармоники. С выходов избирательных усилителей 2—4 синусоидальные сигналы подаются на формирователи 5—7, в которых вырабатываются импульсы напряжения, соответствующие переходу синусоидального сигнала через ноль. С выходов формирователей 5—7 сигналы поступают на фазометр 8. Величины фазовых сдвигов, полученные на выходе фазометра, являются суммой фазовых сдвигов в сигнале и фазовых сдвигов, вносимых входным устройством 1 и избирательными усилителями 2—4. Для определения фазовых сдвигов, вносимых входным устройством 1, избирательными усилителями 2—4, необходимо переключить входное устройство 1 так, чтобы на входы избирательных усилителей поступал не измеряемый сигнал, а калибровочный, т. е. сигнал с заданными параметрами, который вырабатывается калибратором 9.' Таким образом, для определения параметров входного сигнала необходимо провести две операции — измерение и калибровку. Длительность переходного процесса в·избиратель ных усилителях по уровням 0,1—0,9 U_m определяется выражением где - амплитуда установившегося напряжения на выходе избирательного усилителя;

~ ‘длительность переходного процесса;

Q - добротность избирательного усилителя;

f_o -резонансная частотазизбирательного усилителя.

Если учесть, что добротность избирательных усилителей выбирается равной десяти и более, а современные измерительные устройства работают на частотах до 0,01 Гц, то время установления сигнала в избирательном усилителе может быть весьма большим. Если с помощью входного устройства 1 отключить измеряемый сигнал и подключить калибровочный сигнал, частота и амплитуда которого близки к измеряемому сигналу, то время установления .сигналов на выходе избирательных усилителей 2—4 будет определяться только фазой калибровочного сигнала. Если фаза калибровочного сигнала совпадает с фазой измеряемого сигнала, то время установления будет близко к нулю. Если же калибровочный и. измеряемый сигналы находятся в противофазе, то время установления больше времени, определяемого выражением (1). Для получения минимального времени установления при операции калибровка, в измерительное устройство вводится устройство 10 синхронизации, представляющее, например асинхронный RS-триггер. При переключении входного устройства с измерения на калибровку с выхода входного устройства 1 поступает разрешающее напряжение на вход устройства 10 синхронизации и подготавливает его к работе. G приходом импульса с выхода формирователя 5 первой гармоники, устройство 10 синхронизации один раз вырабатывает импульс запуска калибратора 9. Калибратор формирует сигнал, фаза которого близка к фазе первой гармоники, содержащейся во входном сигнале. Синхронизация осуществляется от первой гармоники, поскольку она является самой низкочастотной, т. е. именно она и определяет быстродействие измерительного устройства. В реальном устройстве, даже при наличии синхронизации имеет место переходной процесс, так как амплитуды измеренного и калибровочного сигналов не всегда равны, фазы отличаются на величину фазовых сдвигов, вносимых входным устройством 1 и избирательным усилителем 2. Установлено, что длительность переходного процесса при измерении и калибровке на частотах ниже 1 Гц, сокращается в среднем на 30%.

Предлагаемое измерительное устройство для низкочастотной геоэлектроразведки повышает производительность труда при амплитудных и фазовых измерениях.

Claims (2)

1. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ тотной геоэлектроразведки, содер ащее входное устройство, на выходе которого включены одна или несколько цепей, содержащих последовательно включенные избирательный усилитель и формирователь, подключенные к фазометру, и калибратор, под ключенный ко второму входу входного устройства введено устройство синхронизации , один вход которого соединен с выходом входного устройства, второй вход соединен .с выходом одного, формировател , а выход соединен с установочным входом калибратора. С помощью синхронизирующего устройства производитс  установка калибровочного сигнала в фазе с измер еНа чертеже приведена схема предлагаемого устройства. Устройство содержит входное устройство 1, избирательные усилители 2-4, формирователи 5-7, фазометр 8, калибратор 9 и устройство 10 синхронизации, один вход которого соединен с входным устройством I, второй вход соединен с формирователем 5 первой гармоники, а выход соединен с установочным входом калибратора 9. Устройство работает следующим образом. Электрическое поле в земле возбуждаетс  переменным током, вырабатываемым генераторной установкой (на чертеже не показана ). Измер емый сигнал с измерительной линии поступает на входное устройство 1. С выхода входного устройства 1 сигнал подключаетс  к входам избирательных усилителей 2-4, которые выдел ют из входного сигнала гармоники. Пусть избирательный усилитель 2 настроен на частоту первой гармоники, избирательный усилитель 3 настроен на частоту третьей гармоники, избирательный усилитель 4 настроен на частоту п-ой гармоники. С выходов избирательных усилителей 2-4 синусоидальные сигналы подаютс  на формирователи 5-7, в которых вырабатываютс  импульсы напр жени , соответствующие переходу синусоидал1: ного сигнала через ноль. С выходов формирователей 5-7 сигналы поступают на фазометр 8. Величины фазовых сдвигов, полученные на выходе фазометра,  вл ютс  суммой фазовых сдвигов в сигнале и фазовых сдвигов, вносимых входным устройством 1 и избирательными усилител ми 2-4. Дл  определени  фазовых сдвигов, вносимых входным устройством 1, избирательными усилител ми 2-4, необходимо переключить входное устройство 1 так, чтобы на входы избирательных усилителей поступал не измер емый сигнал, а калибровочный, т. е. сигнал с заданными параметрами, который вырабатываетс  калибратором 9. Таким образом , дл  определени  параметров входного сигнала необходимо провести две операции - измерение и калибровку. Длительность переходного процесса в; избирательных усилител х по уровн м 0,1-0,9 и„,. определ етс  выражением . где СГ - амплитуда установившегос  напр жени  на выходе избирательного усилител ; Л1 - длительность переходного процесса; Q - добротность избирательного усилител ; io -резонансна  частотааизбирательного усилител . Если учесть, что добротность избирательных усилителей выбираетс  равной дес ти и более, а современные измерительные устройства работают на частотах до 0,01 Гц, то врем  установлени  сигнала в избирательном усилителе может быть весьма большим. Если с помощью входного устройства 1 отключить измер емый сигнал и подключить калибровочный сигнал, частота и амплитуда которого близки к измер емому сигналу, то врем  установлени  .сигналов на выходе избирательных усилителей 2-4 будет определ тьс  только фазой калибровочного сигнала . Если фаза калибровочного сигнала совпадает с фазой измер емого сигнала, то врем  установлени  будет близко к нулю. Если же калибровочный и, измер емый сигналы наход тс  в противофазе, то врем  установлени  больще времени, определ емого выражением (1). Дл  получени  минимального времени установлени  при операции калибровка, в измерительное устройство вводитс  устройство 10 синхронизации, представл ющее , например асинхронный RS-триггер . При переключении входного устройства с измерени  на калибровку с выхода входного устройства 1 поступает разрешаю щее напр жение на вход устройства 10 синхронизации и подготавливает его к работе. G приходом импульса с выхода формировател  5 первой гармоники, устройство 10 синхронизации один раз вырабатывает импульс запуска калибратора 9. Калибратор формирует сигнал, фаза которого близка к фазе первой гармоники, содержащейс  во входном сигнале. Синхронизаци  осуществл етс  от первой гармоники, поскольку она  вл етс  самой низкочастотной, т. е. именно она и определ ет быстродействие измерительного устройства. В реальном устройстве, даже при наличии синхронизации имеет место переходной процесс, так как амплитуды измеренного и калибровочного сигналов не всегда равны, фазы отличаютс  на величину фазовых сдвигов, вносимых входным устройством I и избирательным усилителем 2. Установлено, чти длительность переходного процесса при измерении и калибровке на частотах ниже 1 Гц, сокращаетс  в среднем на . Предлагаемое измерительное устройство дл  низкочастотной геоэлектроразведки повышает производительность труда при амплитудиь1х и фазовых измерени х. Формула изобретени  Измерительное устройство дл  геоэлектроразведки , содержащее входное устройство , Hj выходе которого включены одна или несколько цепей, содержащих последовательно включенные избирательный усилитель и формирователь, подключенные к фазометру , и калибратор, подключенный ко 805 5 29 второму входу входного устройства, отли чающеес  тем, что, с целью повышени  про изв&amp;дительности измерений, в него введено устройство синхронизации, один вход которого соединен с выходом входного устройства , второй вход соединен с выходом одного формировател , а выход - с установочиым входом калибратора. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Куликов А. В., Шем кин Е. А. Электроразведка фазовым методо а вызванной пол ризации . М., «Недра, 1978, с. Й1-85.
2. 2.Авторское свидетельство СССР - 327428, кл. G 01 V 3/10, 1973 (прототип).