Устройство для электроразведки

 

Изобретение относится к электромагнитным методам исследований и может быть использовано при электроразведке аномальных включений в различных средах для обнаружения инженерных коммуникаций. Цель изобретения - повьшенне чувствительности устройства - достигается путем формирования из входного и опорного сигналов нового сигнала, приращения фазы которого превышают приращения фазы входного сигнала, и измерений изменений фазы нового сигнала. Устройство содержит опорный генератор, четыре делителя частоты, генератор периодических сигналов, излучатель, приемник электромагнитного поля, предварительный и избирательный усилители , два детектора нуля, схему И, два счетчика импульсов, три одновибратора, два инвертора, цифровой блок памяти , цифроаналоговый преобразователь, блок измерения и регистрации сигналов , блок задания кода, три И-НЕ и 4 1пьтр. Чувствительность устройства повышается в раз, где N 4 - коэффициент деления четвертого делителя частоты. 2 ил. (Л

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„, 136500 (я) 4 G Ol V 3 11

I

° Ъ >

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТЯЕННЫИ КОМИТЕТ СССР

l)0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTPM

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2)) 4034438/24-25 (22) 07.03.86 (46) 07.01.88, Бюп. М 1 (71) Специальное конструкторскотехнологическое бюро Физико-механи- . ческого института им, Г.В.Карпенко (72) Т.Е.Замора, А.А.Лукенюк и Г.В.Лукьянец (53) 550 ° 83 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 968777, кл. G 01 Ч ."/10, 1982, Авторское свидетельство СССР

В 1239673, кл, G Ol V 3/11, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ ($7) Изобретение относится к электромагнитным методам исследований и может быть использовано при электроразведке аномальных включений в различных средах для обнаружения инженерных коммуникаций. Цель изобретения — повыпение чувствительности устройства — достигается путем формирования из входного и опорного сигналов нового сигнала, приращения фазы которого превьппают приращения фазы входного сигнала, и измерений изменений фазы нового сигнала. Устройство содержит опорный генератор, четыре делителя частоты, генератор периодических сигналов, излучатель, приемник электромагнитного поля, предварительный и избирательный усилители, два детектора нуля, схему И, два счетчика импульсов, три одновнбратора, два инвертора, цифровой блок памяти, цифроаналоговый преобразователь, блок измерения и регистрации сигналов, блок задания ксда, три схемы

И-НЕ и фильтр, Чувствительность устройства повьапается в N.4/2 раз, где

N 4 — коэффициент деления четвертого делителя частоты, 2 ил, 1365007

Изобретение относится к электромагнитным методам исследований и может быть использовано в электроразведке аномальных включений в различных средах и для обнаружения инженерных коммуникаций.

Цель изобретения — повышение чувствительности устройства.

На фиг,l приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг,2— временные диаграмьы, иллюстрирующие работу устройства.

Устройство для электроразведки состоит из опорного генератора 1, первого делителя 2 частоты, генератора 3 периодических сигналов, излучателя 4, приемника 5 электромагнитного поля, предварительного усилителя 6, избирательного усилителя

7, первого детектора 8 пересечения нулевого уровня, второго делителя 9 частоты схемы И 10, первого счетчика 1 импульсов, первого одновибратора 12, первого инвертора 13, второго одновибратора 14, цифрового блока

15 памяти, цифроаналогового преобразователя 16, блока 17 измерения и регистрации, третьего делителя 18 частоты, третьего одновибратора 19, второго счетчика 20 импульсов, блока

21 задания кода, четвертого делителя

22 частоты, второго инвертора 23, первой 24, второй 25 и третьей 26 схем И-НЕ, фильтра 27 и второго детектора 28 пересечения нулевого уровня.

Работа устройства основана на измерении приращений фазового сдвига первой гармоники сигнала, сформированного из входного и опорного си гнал о в.

Опорный генератор 1 непрерывно генерирует импульсы высокой частоты (фнг.2а), Эти импульсы поступают на первый делитель 2 частоты с таким коэффициентом деления N, чтобы частота следования импульсов на выходе делителя 2 была равна требуемой несущей частоте, т.е. f„=f „/N,. Иь пульсы с выхода делителя 2 возбуждают на этой частоте генератор 3, выходной ток Z, которого (фиг,2б) питает излучатель 4, Приемник 5 преобразует электромагнитное поле в переменное напряжение U< (фиг.2в), которое усиливается предварительным

6 и избирательным 7 усилителями и подается на вход первого детектора

8 пересечения нулевого уровня. ДетекНа счетный вход второго счетчика

20 импульсов поступают импульсы с опорного генератора l. Коэффициент

35 пересчета счетчика 20 равен N . На

1 выходе счетчика 20 формируются импульсы N. с той же частотой и скважно стью, что H импульсы N g, но отстающие от импульсов U z на время

40 > /4-с = N„-N,/f, (фиг.2ж). Временная привязка импульсов U, и осуществляется после прихода импульса, т,е, в начале каждого периода

Т>, К концу периода Т, интервал

45 изменяется при появлении аномального сигнала на величину н

На вход четвертого делителя 22 частоты поступают импульсы с опорного генератора 1, коэффициент N деления делителя 22 выбирают от нескольких десятков до нескольких сотен, Чем больше коэффициент N, тем вьппе чувствительность устройства, На выходе четвертого делителя частоты формируются импульсы U

/Х со скважностью М (фиг,2э).

На первый вход первой схемы И-НЕ

24 подается напряжение U q а на

30 тор 8 фиксирует моменты перехода входного сигнала через нуль и формирует прямоугольные импульсы U (фиг. 2r) со скважностью "2", согласованные по уровню с элементами цифровой техники. Выход детектора 8 подключен к входу третьего делителя

18 частоты, коэффициент деления которого Nz выбирается так, чтобы период

Т, следования импульсов на его выходе не превышал половину длительности информационных изменений фазы входного сигнала. Если с, 2с, то

lс при N = T f„.

Напряжение Б, (фиг ° 2д) с выхода делителя 18 поступает на третий одновибратор 19, формирующий короткие импульсы U, (фиг.2е), которые совпадают с фронтами напряжений U . Эти импульсы используются для параллельной записи во второй счетчик 20 импульсов числа N из блока 21 задания кода. Число N выбирается из условия . 1,(1 — „„,/2")в где максимально возможное приращение начальной фазы входного сигнала, обусловленное наличием аномалии(в больШинстве задач электроразведки в д„ не превышает единиц градусов).

5007 4

Ng — 1 Ч

50

Формула изобретения

3 136 второй вход — напряжение U

И-HE соответственно подаются на входы третьей схемы И-НЕ 26, Временная диаграмма напряжения U на выходе

16 третьей схемы И-НЕ 26 представлена на фиг.2м, Это напряжение поступает на вход фильтра 27, который служит для выделения первой гармоники иэ спектра напряжения Б, Временная диаграмма выходного напряжения Uz фильтра 27 показана на фиг. 2н. Это напряжение представляет собой гармоническое колебание с частотой f, начальная фаза которого меняется при воздействии аномальных полей значительнее, чем начальная фаза входного сигнала.

С выхода фильтра 27 синусоидальное напряжение поступает на второй детектор 28 пересечения нулевого уровня. Детектор 28 формирует прямоугольное напряжение U2s сопряженное с цифровыми элементами (фиг.2о).

Напряжение U поступает на вход второго делителя 9 частоты, коэффициент деления которого равен коэффициенту деления третьего делителя

18 частоты, т.е. N . Работа второго

9 и третьего 18 делителей частоты синхронизирована, для чего на вход установки "0" второго делителя 9 подаются импульсы с выхода третьего одновибратора 19, Интервал между импульсами U на выходе делителя 9 равен периоду входных импульсов T а период повторения импульсов равен

Т „ =Н Т„ (фиг.2п). На первый-вход первой схемы И 10 подается напряжение с выхода делителя 9, а на второй вход — импульсы опорного генератора 1 ° На выходе схемы И 10 импульсы опорного генератора присутствуют только во время действия импульсов с выхода делителя 9 (фиг,2р), При появлении фронта выходного импульса делителя 9 первый одновибратор 12 генерирует короткий импульс который подается на вход установки "0" первого счетчика 11 импульсов (фиг. 2с) . Счетчик l устанавливается в состояние "0" и после второго начинается счет импульсов Б„, поступающих на его счетный вход с выхода схемы И 10 Таким образом происходит измерение временного интервала

= T„(N — 1) ° Этот интервал измеряется числом укладывающихся в нем импульсов опорного генератора U

Состояние счетчика 11 в конце интервала измерения несет информацию об изменениях начальной фазы сигнала

U< произошедших эа время измерения, После окончания этого интервала второй одновибратор 14, на вход которого поступают проинвертированные первым инвертором 13 импульсы с делителя 9, генерирует импульс U (фиг.2т), поступающий на управляющий вход цифрового блока 15 памяти, в результате чего в блок 15 переписывается содержимое счетчика ll в параллельном коде ° Выходной код блока

12 памяти поступает на цифроаналоговый преобразователь 16, где преобразуется в аналоговую форму, Аналоговое напряжение с выхода преобразователя 16 подается на блок 17 измерения и регистрации

Таким образом, путем формирования иэ входного и опорного сигналов полу" чают новый сигнал специальной форьы, причем начальная фаза его первой гармоники однозначно связана с начальной фазой входного сигнала, Приращение, которое получает начальная фаза сформированного сигнала при изменении начальной фазы входного сигнала, равно где 4 Ю = 2 I f „4 " — приращение начальной фазы входного сигнала, Отсюда спедует, что при выборе коэффициента N 2 приращения фазы полученного сигнала превышают приращения начальной фазы входного сигнала. Таким образом, использование предложенного устройства позволяет повысить чувствительность при регистрации фазовых приращений в N /2 раэ.

Устройство для электроразведки, содержащее последовательно соединен5 l 36 ные опорный генер атор, r;ep вый дели— тель частоты, генератор периодических сигналов и излучатель, последовательно соединенные приемник электромагнитного поля, предварительный усилитель, избирательный усилитель и первый детектор пересечения нулевого уровня, а также второй делитель частоты, схему И, первый инвертор, первый и второй одновибраторы и последовательно соединенные первый счетчик импульсов, цифровой блок памяти, цифроаналоговый преобразовалель и блок измерения и регистрации, причем выход второго делителя частоты подключен к первому входу схемы И, входам первого одновибратора и первого инвертора, выход последнего подключен к входу второго одновибратора, второй вход схемы И подключен к опорному генератору, а выход схемы И подключен к счетному входу первого счетчика импульсов, к входу установки "0" этого счетчика подключен вы-, ход первого одновибратора, а выход второго одновибратора соединен с управляющим входом цифрового блока памяти, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения чувствительности, дополнительно содержит третий и четвертый делители частоты, третий одновибратор, второй счетчик импульсов, блок задания кода, второй ин5007 вертор, первую, вторую и третью схемы И-НЕ, фильтр н второй детектор пересечения нулевого уровня, причем выход первого детектора нуля подключен к

5 первому входу первой схемы И-НЕ и к входу третьего делителя частоты, выход которого подключен к входу третьего одновибратора, выход третьего одновибратора соединен с входом установки "0" второго делителя частоты и с входом параллельной записи кода второго счетчика импульсов, информационные входы которого соединены с блоком задания кода, а выход соединен с первым входом второй схемы И-НЕ и входом второго инвертора, счеты,й вход второго счетчика импульсов и вход четвертого делителя частоты подключены к выходу опорного генера" тора, выход четвертого делителя частоты подключен к второму входу второй схемы И-НЕ, выход которой соединен с первым входом третьей схе25 мы И-НЕ, выход второго инвертора соединен с вторым входом первой схемы И-HE выход последней подключен к второму входу третьей схемы

И-HE выход которой подключен к

gp входу фильтра, а выход фильтра соединен с входом второго детектора пересечения нулевого уровня, выход которого подключен к счетному входу второго делителя частоты, 1365007

l/y и

Ма

Йг

С

Ъ

° ° ° ° ° ° ° ° °

Составитель О. Коршунов

А,Козориз Техред М .. оданпч

Корректор А.Тяско

P едактор

Заказ 6603/38 Тираж 522 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðîä, ул,Проектная,4

d

l/j.

Ур

Р

bg

Нь

Г

Ж

ll йю

Я

z/zs и

Ъ к

„>zs

Я

Н

>z

° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° °

° ° ° ° ° В ° ° ° ° ° °