SU915046A1 - Способ гбоэлектроразведки 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к геоэлектроразведке по методу переходных процессов (МПП).

Известен способ геоэлектроразведки, основанный на возбуждении среды последовательностью прямоугольных импульсов с паузами, имеющими заданную полярность, измерении ЭДС переходного процесса в паузах между импульсами, синхронной фильтрации, накоплении и регистрации измеренного сигнала [1).

Однако использование прямоугольных возбуждающих импульсов предъявляет высокие требования к параметрам ключевых элементов, коммутирующих ток в генераторной петле, поскольку при выключении тока на ключевых элементах возникают большие· перенапряжения.

Известен также способ геоэлектроразведки, основанный на возбуждении исследуемой среды последовательностью импульсных сигналов с паузами, имеющими заданную полярность, приеме, усилении и измерении ЭДС переходного процесса в паузах между импульсами тока, синхронной фильтрации, накоплении и регистрации измеренных сигналов. При этом импульсы '-сигналов имеют форму отрезков синусоиды

2

длительностью в половину периода. Использование возбуждения среды импульсами тока, имеющими форму отрезков синусоид длительностью в половину периода, позволяет резко снизить величину перенапряжения на ключевых элементах, поскольку их включение и выключение производится в моΙθ мент времени, когда величина тока в цепи равна нулю. Кроме того, реализация способа предполагает использование резонансной нагрузки, образованной последовательно включенными индуктивной петлей либо рамкой и

•5 конденсатором,что позволяет заметно улучшить энергетические характеристики зондирующего импульса (23.

Однако замена прямоугольного им__п пульса отрезком синусоида приводит к резкому сужению ширины спектра сигнала возбуждения, что снижает чувствительность метода ю объектам с малыми значениями индукционных

параметров.

25 Цель изобретения - расширение диапазона измеряемых значений индукционных параметров и повышение надежности работы ключевых элементов за счет снижения перенапряжений при

30 коммутации токов в нагрузке.

3

915046

4

Указанная цель достигается тем, что в способе геоэлектрораэведки, основанном на возбуждении среды последовательностью импульсных сигналов с паузами, имеющих заданную полярность, приеме, усилении и измерении 5 ЭДС переходного процесса в паузах, между импульсами тока, синхронной фильтрации, накоплении и регистрации измеренных сигналов, возбуждение среды производят прямоугольными импуль- ,0 сами тока с синусно-косинусным скруглением фронтов в форме.

при б <

То

3₀ з бп [ω (б+Т ₀ )] при+

7₀ при "То

гГ

15

0_σ3ίη(ω6)

- 0 при 0 '< б

где - амплитуда возбуждающего тока;

Т_о - длительность зондирующего импульса;

ω - частота скругления импульса;

б - текущее время.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства, реализующего данный способ; на фиг. 2 - диаграммы напряжений Ιΐς и тока.

Устройство, реализующее способ геоэлектрораэведки, содержит два источника питающего напряжения положительного 1 и отрицательного 2, формирователь 3 возбуждающего тока, содержащий два тиристорных ключа 4 и 5, входа которых подключены соответственно к выходам источников 1 и 2 питающих напряжений, а выходы к одному из концов возбуждающей петли 6, причем второй ее конец через конденсатор 7, и подключенный параллельно конденсатору 7 ключ 8, соединен с источниками 1 и 2 питающих напряжений. Кроме того, устройство содержит приемоиндикатор ‘9 с антенной системой 10.

Перед началом работы замыкают ключи 4 и 8, что обеспечивает нарастание тока в возбуждающей петле 6 до максимального значения, после чего ключ 8 закрывают, при этом реактивной энергией, запасенной в индуктивности возбуждающей петли, конденсатор 7 заряжается до напряжения +и₀, ток в петле 6 прекращается, что вызывает закрывание ключа 4,

При включении ключа 5 в момент времени Ц по последовательному колебательному контуру, образованному источником 2 питающего напряжения, тиристорным ключем 5, возбуж- 60 дающей петлей 6 и конденсатором 7, начинает протекать ток, имеющий форму отрезка синусоиды с частотой, определяемой индуктивностью возбуждающей петли 6 и емкостью конденсатора 65

20

25

30

35

40

45

50

55

7. В момент времени б^(см. фиг. 2) конденсатор 7 разряжается до нуля, а ток в петле 6 достигает максимального значения. В этот момент открывается ключ 8 и максимальное значение тока в петле б·поддерживается постоянным вплоть до закрытия ключа 8 в момент времени б_д (см. фиг. 2) .

В промежутке времени от б^ до б₄ реактивная энергия, накопленная в индуктивности возбуждающей петли 6, расходуется на заряд конденсатора 7, а ток в цепи падает по синусоидальному закону. В момент времени 64 конденсатор 7 заряжен до напряжения и₀, ток в цепи прекращается и тиристорный ключ 5 закрывается.

В паузе после окончания зондирующего импульса приемоиндикатором 9 измеряют значение переходного процесса, результат измерений запоминают.

С момента времени б = б_? начинают формирование импульса тока отрицательной полярности. В этот момент времени открывается ключ 4 и ток в возбуждающей петле 6 начинает возрастать по синусоидальному закону, одновременно уменьшается напряжение на конденсаторе 7. После разряда конденсатора 7 открывается ключ 8 б - б_е и ток в петле 6 поддерживается постоянным на максимальном уровне. При закрывании ключа 8 в момент времени б = б₇ начинается уменьшение тока и одновременно заряда конденсатора до напряжения +и₀, после чего ток в петле прекращается (момент времени б = б₈ на фиг. 2), а тиристорный ключ 4 закрывается. .

Во время паузы вновь измеряют переходной процесс, измеренный сигнал инвертируют и складывают с ранее запомненным.

Процесс измерения переходного процесса и накопления сигнала продолжают до получения достаточного превышения сигнала над помехами,после чего сигнал регистрируют.

Применение возбуждающего импульса с синусно-косинусным скруглением позволяет получить широкий спектр сигнала возбуждения, близкий к спектру сигнала прямоугольного импульса вместе с тем величина перенапряжения на ключевых элементах не превышает значения

^тах

где Ь - индуктивность возбуждающей петли;

3₀- максимальная амплитуда тока в петле;

ш - частота скругления.

Использование возбуждающего сигнала с синусно-косинусным скруглением позволяет обеспечить при за- / данном перенапряжении на ключевых элементах богатый спектр зондирую5

915046

6

щего импульса, что обеспечивает расширение диапазона измеряемых значений индукционных параметров аномальных объектов, либо при спектре заданной ширины повышает надежность аппаратуры, реализующей способ..В конечном счете заметно улучшается чувствительность способа геоэлектроразведки, особенно к аномальным объектам с малыми значениями индукционных параметров, улучшаются наίдежностные и эксплуатационные характеристики аппаратуры.

Claims (1)

1. Формула изобретения .

   Способ геоэлектроразведки, основанный на возбуждении исследуемой

   ^! среды последовательностью импульсных сигналов с паузами, имеющих

   ί заданную полярность, приеме, уси- 20 ί лении и измерении ЭДС переходного

   процесса в паузах между импульсами тока, синхронной фильтрации, накоплении и регистрации измеренных сигналов, отличающийся 25

   тем, что, с целью расширения диапа, зона измеряемых значений индукционных, параметров и повышения надежноети работы ключевых элементов за счет снижения перенапряжений при коммутации токов в нагрузке, возбуждение среды производят прямоугольными импульсами тока с синусно-косинусным скруглением фронтов в форме * 0

   Э_о в1п1ш(ъ+Т_в)]

   Х«.при £ <- То при -Т₀<Ъ$-^₀ +

   тЛий· д при ~То+^<*<~к; при “Ъ* < о

   при 0 < ¢,

   где

   -0_вз1п (шЪ)

   , 0

   □₀ - амплитуда возбуждающего тока;

   Т_о- длительность зондирующего импульса;

   ω - частота скругления импульса? ·

   Ъ - текущее время.