Устройство для геоэлектроразведки

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКЙ , содержащее последовательно соединенные входной согласующий блок аналого-цг фровой преобразователь и коммутатор, а также цифроаналоговый преобразователь, блок управления, ге нератор тока и регистратор, причем выход цифроаналогового преобразрва- . теля соединен с входным согласующим блоком, а один из входов - с регистратором , выходы блoka управления соединены с входным согласующим блоком, аналого-цифровым преобразователем, коммутатором, генератором тока и регистратором , а выход аналого-цифрового преобразователя соединен с р егистраторрм , о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений активной и реактивной составлйющих искусственно возбуждаемых в земле инфраинзкочастотных сигналов в него введены два запоиинающих устройства , блок сравнения кодов и реверсивный счетчик, причем два выхода коммутатора соединены с входами двух запомиМ пощих устройств, два входа блока.сравнения кодов соединены с двумя выходами запоминающих устройств (Л а тр1И выхода соответственно с входами суммирования, вычитания и блокировки реверсивного счетчика, выход реверсивного счетчика соединен . с входом управления цифроаналоговогопреобразователя , а счетный вход с блоком управления. 4: Ч1Н

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИКзов 0 01 Ч 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н авторскому свидктильствм

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbf7N4 (21) 3229921/18=25 (22) 05. 01. 81 (46) 07..06.83. Бюл. Н 21 (72) И.И.Багмет, B.A.éîãþâ, P.À.JtåìåHòóåâà и В,В.-Сушкевич (71) Ордена Ленина институт физики

Земли им..О.В.Шмидта (53) 550. 837(088;8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР и 637692, кл. 6 01 Ч 3/06, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

И 717668, кл. G 01 Ч 3/08» 1975 (прототип). (Я)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ, содержащее последовательно соединенные входной согласующий блок аналого-цифровой преобразователь и коммутатор, а также цифроаналоговый преобразователь, блок управления, re» нератор тока и регистратор, причем выход цифроаналогового преобразователя соединен с входным согласующим блоком, а один из входов - с регист„SU„„1022104 A ратором, выходы блока управления соединены с входным согласующим блоком, аналого-цифровым преобразователем, коммутатором, генератором тока и регистратором, а выход аналого-цифрового преобразователя соединен с регистратором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью павьеения точности измерений активной и реактивной составляющих искусственно возбуждаемых в земле инфраниэкочастотных сигналов; в него введены два запоминающих устройства, блок сравнения кодов и реверсивный счетчик, причем два выхода коммутатора соединены с входами двух запоминающих устройств, два входа блока .сравнения кодов соединены с двумя выходами запоминающих устройств, а три выхода - соответственно с входами суммирования, вычитания и блокировки реверсивного счетчика, выход реверсивного счетчика соединен . с входом управления цифроаналогового преобразователя, а счетный входс блоком управления.

1022104

Изобретение относится к техничес-кой физике и может быть использовано в геоэлектроразведке при измерениях активной и реактивной составляющих искусственно возбуждаемых в Земле инфранизкочастотных;сигналов ; а также изменений во времени этих составляющих для разведки и поисков месторождений полезных ископаемых методами вызванной поляризации (ВП) и нелинейной вызванной поляризации (НВП), прогнозирования землетрясений, режимных станционных наблюдений и др.

Известно устройство для геоэлектроразведки, содержащее генератор переменного тока, измерительный блок и цепь обратной связи, а также компенсационную цепь, выполненную а виде двух пар источников компенсационного напряжения, причем входные цепи источников первой пары соединены с генератором тока и питающими электродами. Входные цепи второй пары источников подключены параллельно цепям выхода источников первой пары, а выходные цепи всех источников и входная цепь измерительного блока соединены последовательно и подключены к приемным элек,тродам $1 j.

Недостатком этого устройства является то, что оно не может быть использовано для измерения инфранизкочастотных сигналов из-за необходимости применения двух пар гальванически развязанных источников компенсационного напряжения, причем одна пара источников должна иметь двухступенчатую гальваническую развязку, в которой выходное сопротивление первой ступени может изменяться почти на три порядка. Использование в таком устройстве многоступенчатых трансформаторов постоянного тока, нагруженных друг на друга, требует использования активных преобразователей с высоким входным сопротивлением и не позволяет получить необходимую точность измерений.

Известно устройство для геоэлектроразведки, содержащее последовательно соединенные входной согласующий блок, аналого-цифровой преобразователь и коммутатор, а также цифроаналоговый преобразователь, блок сравнения, генератор тока и регистратор. Выходы цифроаналогового преобразователя 1,ЦАП) соединены с входным согласующим блоком и с регистратором, выходы блока управления соединены с входным согласующим бло5 ком, цифроаналоговым преобразователем, коммутатором, генератором тока и регистратором, а вход аналогоцифрового преобразователя (АЦП ) сое1О динен с регистратором (2).

Недостатком этого устройства является то, что оно не обеспечивает необходимой точности при использовании его для измерений активной и реактивной составляющих искусствен15 но возбужденных в Земле инфранизкочастотных сигналов, так как в нем предусматривается первоначальное преобразование в цифровой код всего измеряемого сигнала, а затем разделение составляющих в процессе обработки. Так как на инфранизких частотах реактивная составляющая обычно не превышает 13 от суммарного сигнала, то для измерения вариаций реак25 тианой составляющей с погрешностью а 14 суммарный сигнал должен быть измерен с погрешностью не хуже 0,00005$ что с помощью этого устройства принципиально не может быть осуществлено.

Цель изобретения — повышение точ" ности измерений активной и реактивной составляющих искусственно возбуждаемых в земле инфранизкочастотных сигналов.

Для достижения этой цели в устройство для геозлектроразведки, содержащее последовательно соединенные входной согласующий блок, аналого-цифровой преобразователь и коммутатор, а также цифроаналоговый преобразователь, блок управления, генератор тока и регистратор, причем выход цифроаналогового преобразовате" ля соединен с входным согласующим блоком, а один из входов - с регистратором, выходы блока управления соединены с входным согласующим блоком, аналого- цифровым преобразователем, коммутатором, генератором тока и регистратором, а выход аналого-цифрового преобразователя соединен с регистратором, введены дополнительно два запоминающих устройства, блок сравнения кодов и реверсивный счетчик, причем два выхода коммутатора соединены с входами двух запоминающих устройств, два входа блока сравнения кодов соединены с двумя выхода- . ми запоминающих устройств, а три

Ю

55 з l выхода блока сравнения кодов - соответственно с входами суммирования, вычитания и блокировки реверсивного счетчика, выход которого соединен с входом управления цифроаналогового преобразователя, а счетный . вход - с блоком управления .

На чертеже изображена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные входной согласующий блок 1, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 2, коммутатор 3, к двум входам. которого подключены два запоминающих устройства 4 и 5, выходы которых соединены с двумя входами блока 6 сравнения кодов. Три выхода блока 6 соединены соответственно с входами суммйрования, вычитания и блокировки реверсивного счетчика 7, выход которого соединен с входом цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 8. Выходы блока 9 управления соединены с входным согласующим блоком, РЦП, коммутатором, реверсивным счетчиком, генератором 10 тока и регистратором 11. Два информационных входа регистратора 11 соединены с выходами АЦП 2, ЦАП 8, а выход ЦАП 8 — с блоком 1. Входом устройства являются шины "Вход" блока 1, а выходное напряжение для создания тока в нагрузке (земле) снимается с шин "Выход" генератора 10 тока.

Устройство работает следующим образом.

С датчика, например, заземленного электрического диполя (не показан) на шины "Вход" блока 1 подается подлежащий измерению сигнал.

В блоке 1 производится необходимая фильтрация сигнала от помех с помощью двух синхронных детекторов, управляемых от блока 9 управяения.

Кроме того, в блоке 1 имеется сумматор и ключ. С помощью ключа выходной сигнал ЦАП 8 изменяется по форме синхронно с изменениями фор" мы тока, вырабатываемого генератором 10 тока, что обеспечивается синхронным управлением ключа в блоке

1 и генератора 10 импульсами управления, вырабатываемыми блоком 9.

Преобразованный сигнал с ЦАП 8 в блоке l суммируется с измеряемым сигналом, суммарный сигнал поступает на вход АЦП 2, а ЦАП 8 управляется реверсивным счетчиком 7.

022104

В исходном состоянии выходное напряжение ЦАП 8 равно нулю, поскольку запоминающие устройства 4 и 5

"обнулены" и блок 6 сравнения кодов подает на вход счетчика 7 сигнал, запрещающий прохождение импульсов в счетчик от блока 9 управления.

В первом такте измерений АЦП 2 преобразует измеренный сигнал в цифровой код. По команде, поступающей из блока 9 управления, коммута-. тор 3 подключает выход АЦП к входу запоминающего устройства 4, в которое записывается код измеренного сигнала.

Во втором такте в блоке 6 сравниваются коды, записанные в запоминающие устройства 4 и . В данном случае Код, записанный в устройство 4, больше кода, записанного в устройство 5 (первоначального нулевого кода). Поэтому на выходе блока б сравнения кодов появляется разрешающий сигнал суммирования для счетчика 7, а сигнал блокировки снимается. С блока 9 на счетчик 7 поступают импульсы управления, количество которых задается также блоком 9. Изменение кода на выходе счетчика 7 приводит к изменению выходного напряжения

ЦАП 8. т.е. вместо нулевого напряжения появляется определенное напряжение, которое во входном блоке

1 суммируется с входным напряжением, и суммарный сигнал поступает на вход АЦП 2.

B третьем такте АЦП 2 преобразует суммарный сигнал в цифровой код, коммутатор 3 по команде из блока 9 подключает выход АЦП 2 к второму запоминающему устройству 5, где записывается код первого суммарного сигнала.

В четвертом такте в блоке 6 вновь сравниваются коды, записанные в устройства 4 и 5. В данном случае код, записанный в устройство 4, больше кода, записанного в блок 6, и блок 6 выдает сигнал на вход суммирования счетчика 7. При этом очередная пачка импульсов от блока,9 поступает на счетный вход счетчика 7, что приводит к изменению выходного напряжения

ЦАП 8. После этого коммутатор 3 no команде из блока 9 подключает выход

АЦП 2 к запоминающему устройству 4.

1022104

Составитель Е.Городничев

Редактор А.Козориз .Техред A.Дч Корректор С, Шекмар

Заказ 4036/39 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35; Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

В пятом такте Algl 2 преобразует . второй суммарный сигнал в цифровой код, который через коммутатор 3 записывается в устройство 5. В устройство 4 записан код первого суммарного сигнала.

В шестом такте сравниваются коды, записанные в устройства 4 и 5,и если код в устройстве М.больше кода в устройстве 5, устройство продол- 1О жает работать так, как это было описано в пятом и шестом тактах, до тех пор, пока код в устройстве 5 не станет больше кода в устройстве 4.

В этом случае на выходе блока 6 выключается сигнал,разрешения суммирования и подается сигнал разрешения вычитания, который поступает на счетчик 7. При этом код на выходе счет чика уменьшается, что приводит к 20 уменьшению выходного напряжения ЦАП

8. Далее процесс измерения происходит аналогично до тех пор, пока в устройствах 4 и 5 коды не окажутся равными с точностью до единицы младшего разряда. На атом процесс измерения заканчивается. Цифровые коды, полученные на выходе АЦП 2 и на уп-. равляющих входах ЦАП 8, записываются регистратором. Первый соответствует амплитуде активной составляющей, второй — реактивной.

В предлагаемом устройстве составляющие выделяются в "чистом" виде с использованием одного измерительного канала и двух независимых преобразований этих составляющих, что позволяет значительно увеличить точность измерений. В особенности это касается реактивной составляющей инфранизкочастотных сигналов, возбуждаемых в

Земле генератором 10 тока, нагруженным на незаземленный диполь или питающую линию. Для измерения приращений во времени составляющих исходные отсчеты запоминаются и затем отсчитываются непосредственно амплитуды этих приращений.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства заключается в повышении точности измерений, что позволяет проводить измерения на тех участках исследований,- где мал уровень сигнала. Благодаря этому при одной раскладке питающей линии можно отснять почти вдвое большую площадь, чем при использовании известного устройства. В результате повышается производительность труда.