Устройство высокочастотной геоэлектроразведки

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1078385 А

3(59) 4 01 Ч 3 12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3492177/18-25 (22) 25.06.82 (46) 07.03.84.Бюл. Р 9 (72) М,И.Финкельштейн и В.П.Золотарев (71) Рижский Краснознаменный институт инженеров гражданской авиации им.Ленинского комсомола (53) 550.83(088.8) (56) 1. Патент CtrlA 9 4072942, кл. 343-5, опублик. 1978.

2. Патент США Р.3806795, кл. 324-6, опублик. 1974 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ, содержащее генератор тактовых импульсов, передающую антенну, последовательно соединенные приемную антенну, усилитель-ограничитель и стробоскопический смеситель, управляющий вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов через последовательно включенные делитель частоты, генератор медленного пилообразного напряжения, схему сравнения и формирователь строб-импульсов, причем второй вход схемы сравнения соединен с выходом генератора быстрого пилообразного напряжения, регистраторы, состоящие из параллельно соединенных блока

Z-индикации, содержащего последовательно включенные индикатор с яркостной модуляцией, объектив и механизм движения фотопленки, двухканального магнитофона и осциллографического индикатора, сигнальные входы которых соединены с выходом стробоскопического смесителя через фильтр нижних частот, а управляющие входы соединены с выходом делителя частоты, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что с целью расширения диапазона исследуемых глубин и повьзмения его разрешающей

O способности, выход генератора такто- вых импульсов соединен с передающей антенной, в зажимы которой включен разрядник, выход которого соединен с входом генератора быстрого пилообразного напряжения, между приемной антенной и у"илителем-ограни- Я чителем включен управляемый аттенюатор, управляющий вход которого соеди нен с выходом генератора медленного пилообразного напряжения, а между фильтром нижних частот и сигнальными 1 входами регистров включен трансверсальный фильтр.

1078385

Изобретение отчосится к геофизике и предназначено для дистанционного исследования подповерхностной структуры пород, слагающих верхнюю часть земной. коры в инженерно-геологических и гидрогеологических исследова ниях, а также к детальной разведке месторождений торфа и сапреля.

Известны устройства высокочастотной геоэлектроразведки,используемые для обнаружения подповсрхностных 10 неоднородностей и содержащие синхронизатор, генератор видеоимпульсов, антенны, приемник и регистрирующие устройства(1.).

Наиболее близким по технической 35 сущности к изобретению является устройство высокочастотной геоэлектро- . разведки, содержащее генератор тактовых импульсов, передающую антенну, последовательно соединенные прием- Zg ную антенну, усилитель-ограничитель и стробоскопический смеситель, управляющий вход которого соедиНен с выходом генератора тактовых импульсов через последовательно вклю- 25 ченные делитель частоты, генератор медленного пилообразного напряжения, схему сравнения и формирователь строб-импульсов, причем второй вход схемы сравнения соединен с выходом генератора быстрого пилообразного напряжения, регистраторы, состоящие из параллельно соединенных блока Е-.индикации, содержащего последовательно включенные индикатор с яркостной модуЛяцией, объектив и механизм движения фотопленки, двухканального магнитофона и осциллографического. индикатора, сигнальные входы которых соединены с выходом стробоскопического смесителя через фильтр уж- 40 них частот, а управляющие входы соединены с выходом делителя частоты 23.

Однако в известном устройстве приемный тракт оказывается значитель- 45 нов время парализованным мощными сигналами передатчика, просачивающимися через антенный переключатель, сигналами от поверхности исследуемой среды и переотражениями возбуждающего импульса, возникающими на концах линий, соединяющих передатчик, антенный переключатель и антенну. Это при,водит к увеличению минимальной глубины исследования и ухудшению рй ..решающей способности устройства. Максималь- 5 ная глубина исследования устройством ограничена возможностями регистрирующих устройств фиксировать сигналы различной интенсивности, так как ниКакие меры по сжатию динамического диапазона отраженных от подповерхностных границ сигналов в данном устройст" ве не принимаются.

Цель изобретения — расширение диапазона исследуемых глубин и повыше- 65 ние разрешающей способности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство высокочастотной геоэлектроразведки, содержащее генератор тактовых импульсов, передающую антенну, последовательно соединенные приемную антенну, усилительограничитель и стробоскопический смеситель, управляющий вход которого соединен с вьакодом генератора тактовых импульсов через последовательно включенные делитель частоты, генератор медленного пилообразного напряжения, схему сравнения и формирователь строб-импульсов, причем второй вход схемы сравнения соединен с выходом генератора быстрого пилообразного напряжения, регистраторы, состоящие из параллельно соединенных блока 7 -индикации, содержащего последоьательно включенные индикатор с яркостной модуляцией, объектив и механизм движения фотопленки, двухканального магнитофона и осциллографического индикатора, сигнальные входы которых соединены с выходом стробоскопического смесителя через фильтр нижних частот,.а управляющие входы соединены с выходом делителя частоты, между приемной антенной и усилителем-ограничителем включен управляемый аттенюатор. управляющий вход которого соединен с выходом генератора медленного пилообразного напряжения, а между фильтром нижних частот и сигнальными входами регистраторов включен трансверсальный фильтр, выход генератора тактовых импульсов соединен с передающей антенной, в зажимы которой включен разрядник, выход которого соединен с входом генератора быстрого пилообразного напряжения.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство высокочастотной геозлектрораэведки содержит генератор 1 тактовых импульсов, выход которого подключен к передающей антенне 2, в зажимы которой включен разрядник 3, приемную антенну 4, соединенную через последовательно включенные управляемый аттенюатор 5 и усилитель-ограничитель б с сигнальным входом с; гробоскопического смесителя 7, формирователь 8 строб-импульсов, схему 9 сравнения, генератор 10 быстрого пилообразного напряжения, причем управляющий вход смесителя 7 соединен с выходом генератора 1 тактовых импульсов через последовательно включенные делитель 11 частоты, генератор 12 медленного пилообразного напряжения, схему 9 сравнения и формирователь 8 строб-импульсов, при этом второй вход схемы 9 сравнения соеди1078385 нен с выходом разрядника 3 через гене ратор 10 быстрого пилообразного напряжения, а управляющий вход управ«ляемого аттенюатора 5 соединен с выходом генератора 12 медленного пилообразного напряжения, фильтр 13 нижних частот, трансверсальный фильтр 14, двухканальный магнитофон 15, осциллографический индикатор 16, причем регистраторы состоят из параллельно соединенных блока

У-индикации, содержащего последовательно соединенные индикатор 17 с яркостной модуляцией, объектив 18 и механизм 19 движения фотопленки, двухканального магнитофона 15 и осциллографического индикатора 16, сигнальные входы которых соединены с выходом стробоскопического смесителя 7 через последовательно соединенные фильтр 13 нижних частот и трансверсальный фильтр 14, а управляющие входы соединены с выходом делителя 11 частоты.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 тактовых импульсов, работающий в автоколебательном режиме, вырабатывает последовательность выдеоимпульсов, поступающих на запуск делителя 11 частоты и передающую антенну 2, Под воздействием импульса генератора 1 напряжение на передающей антенне 2 нарастает по экспоненциальному закону, так как передающая антенна 2 в данном случае является емкостным накопителем энергии. По достижении напряжением уровня пробоя разрядника 3 последний переходит в состояние низкого сопротивления, возбуждая при переключении переходной процесс тока в передающей антенне 2, формирующий нестационарный зондирующий сигнал электромагнитного поля.

Включение разрядника непосредственно в зажимы антенны позволяет сократить переходной процесс тока в антенне до минимума, повышая тем самым разрешающую способность устройства и сокращая минимальную глубину исследования. B момент пробоя разрядника 3 часть энергии ответвляется для запуска генератора 10 быстрого пилообразного напряжения, длитель- . ность которого определяет . интер- вал исследуемых глубин, поступающего на вход схемы 9 сравнения, на другой вход которой поступает медлен ное пилообразное .напряжение с генератора 12, запускаемог о импульсами с выхода делителя 11 частоты повторения тактовых импульсов. В момент равенства быстрого и медленного пилообразного напряжений схема 9 сравнения вырабатывает импульс, запускающий формирователь 8 стробимпульсов, генерирующий короткий наносекундный импульс, временная задержка которого относительно момента пробоя разрядника 3 определяется текущим значением медленного пилообразного напряжения. С выхода формирователя 8 строб-импуль1сы поступают на управляющий вход стробоскопического смесителя 7. ?1злученные передающей антенной 2 и отраженные от поверхностных границ сигналы принимаются приемной антенной 4 и через управляемый аттенюатор 5 и усилитель-ограничитель 6 поступают на сигнальный вход стробоскопического смесителя 7, в котором

15 происходит считывание строб-импульсом мгновенного значения сигнала и его хранение до появления следующего строб-импульса. Медленное пилообразное напряжение с выхода генератора 12, определяющее временную. задержку строб-импульса относитез ьно момента излучения зондирующего сигнала, поступает одновременно на управляющий вход управляемого аттенюа-. тора 5, линейно снижая сносимое им затухание, увеличивая таким образом интенсивность сигнала, подаваемого на вход стробоскопического смесителя 7 по мере увеличения глубины, на которой производится считывание сигнала строб-импульсом. Усилительограничитель 6 предотвращает перегрузку стробоскопического смесителя .7 прямым сигналом при стробировании сигналов с больших глубин, так как

Зэ при этом ослабление управляемого аттенюатора 5 становится близким к нулю. В результате на восходе стробоскопического смесителя 7 формируется ступенчатое напряже4Q ние, соответствующее масштабно преобразованному входному сигналу со сжатым эа счет временной регулировки усиления динамическим диапазоном. Применение для этой цели быстрого пилообразного напряжения невозможно вследствие значительной ( инерционности p- i - -n -диодов, ис,пользуемых в высокочастотных управляемых аттенюаторах. Сжатие динамического диапазона сигналов за счет временной регулировки усиления до уровня, фиксируемого регистрирующиМи устройствами, обеспечивает повышение максимальной глубины исследования, не ухудшая минимальной глубины исследования устройства Напряжение с выхода стробоскопического смесителя 7 сглаживается фильтром 13 нижних частот и через трансверсальный фильтр 14, осуществляющий

60 широкополосную коррекцию сигнала, обеспечивающую дальнейшее повышение разрешающей способности и снижение минимальной глубины исследования устройства, поступает на сигнальные у входы магнитофона 15, осциллографи1078385

Составитель В.Зверев

Техред T.Äóáèí÷àê КоРРектоР В.Бутяга

Редактор С.Саенко

Заказ 957/40 Тираж 711 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

5 ! ческого индикатора 16 и индикатора

17 с яркостной модуляцией, запуск разверток которых осуществляется па1аллельно с запуском генератора 12 медленного пилообразного напряжения .с выхода делителя 11 частоты. 5

Экран индикатора 17 с яркостной модуляцией, на линии развертки которого сигналы представляются в виде яркостных засветок, проецируется объективом 18 на фотопленку, про- 10 тягиваемую механизмом 19 движения фотопленки в направлении, перпенди. кулярном развертке, со скоростью пропорциональной скорости перемещения антенн по поверхности исследуемой среды. В этом случае информация на фотопленке представляется в виде непрерывных яркостных засветок, отображающих характер изменения глубин залегания границ слоев .пород, слагающих верхнюю часть земной О коры вдоль трассы разведки, весьма наглядном и удобном для последующей интерпретации. Магнитофон обеспечивает возможность оперативной записи информации в поле с последующим ее воспроизведением в нужной форме в стационарных условиях.

Включение непосредственно в зажимы передающей антенны быстродействующего ключевого элемента и применение временной регулировки усиления в высокочастотном тракте стробоскопического приемника по закону изменения медленного пилооб» разного напряжения в сочетании с широкополосной коррекцией сигнала трансверсальным фильтром выгодно отличает предлагаемое устройство от базового объекта, расширяя диапазон исследуемых глубин и повы шая разрешающую способность.