Способ геоэлектроразведки и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к области геофизики в частности к способам и устройствам для геоэлектроразведки. Целью изобретения является повьшение точности измерений за счет уменьшения влияния промышленной высокочастотной и низкочастотной помех, В исследуемой среде возбуждают электромагнитное поле знакопеременными импульсами по окончании которых на временах t...t измеряют сигнал, состоящий из суммы сигнала вторичного поля и сигнала помех. При этом дополнительно измеренные на временах t....tn. каждой . паузы высокочастотные на выходе фильтра высоких частот и низкочастотные на выходе фильтра низких частот составляющие сигнала в соседних паузах синхронно суммируют с целью компенсации знакопеременного сигнала вторйчного поля. По полученным суммарным значениям высокочастотных составляющих с помощью преобразования Фурье определяют параметры промьшшенной помехи а по значениям сумм низкочастотных составляющих через.матричное преобразование - параметры низкочастотной помехи. Затем по известным параметрам помех вычисляют их вклад в сигнал вторичного поля и исключают этот вклад из данного сигнала по полученному сигналу судят о свойствах среды. 2 с.п. ф-лы 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТ(г(ЕСНИХ

РЕСПУБ ЛИК

09) (И) А1 (Я) 4 G ОI У 3 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCH0IVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTVM (21) 4110153/24-25 (22) 29. 08. 86 (46) 15. 09. 88 .. Бюл. У 34 (71) Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья (72) Я.И.Гитарц и М.Ю.Секачев (53) 550.83 (088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 811 I85, кл. G 01 V 3/10, 1981.

Зондирование становлением поля в ближней зоне. М.: Недра, 1976, с. 82.

Патент США 1 4247821, кл,324-6, С 01 U 3/10, 1981. (54) СПОСОБ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к области геофизики, в частности к способам и устройствам для геоэлектроразведки.

Целью изобретения является повышение точности измерений за счет уменьшения влияния промышленной высокочастотной и низкочастотной помех. В исследуемой среде возбуждают электромагнитное поле энакопеременными импульсами, по окончании которых на временах „ ...Са измеряют сигнал, состоящий из суммы сигнала вторичного поля и сигнала помех. При этом дополнительно измеренные на временах С„...С каждой паузы высокочастотные на выходе фильтра высоких частот и низкочастотные на выходе фильтра низких частот составляющие сигнала в соседних паузах синхронно суммируют с целью компенсации знакопеременного сигнала вторичного поля. По полученным суммарным значениям высокочастотных составляющих с помощью преобразования Фурье определяют параметры промышленной помехи, а по значениям сумм низкочастотных составляющих через матричное преобразование — параметры низкочастотной помехи. Затем по известным параметрам помех вычисляют их вклад в сигнал вторичного поля и исключают этот вклад из данного сигнала, по полученному сигналу судят о свойствах среды. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

1423974

Изобретение относится к геофизике, в частности к способам и устройствам для геоэлектрораэведки.

Целью изобретения является повышение точности измерений за счет уменьшения влияния промышленной высо- . кочастотной к низкочастотной помех.

Способ реализуется следующим образом, 10

В исследуемой среде возбуждают электромагнитное поле энакопеременными импульсами с периодом Т, измеряют сигнал вторичного поля в каждой паузе между возбуждающими импульсами на временах t e» относительно заднего фронта импульса и синхронно вычитают кз сигнала одной паузы сигнал следующей паузы, получая значения сигнала вторичного поля U U N, параллельно с синхронным вычитанием измеренный в каждой паузе сигнал разделяют на высокочастотную и низкочастотную составляющие, измеряют значения этих составляющих на временах 25 каждОй паузы и синхроннО

»-1 (е)=,ГВ;t, (2) 1 ft, +(t, +T)J... » (г.", а а а а ! (»„(»„+т>)....(»"„ (»„»т)» ) В11-1 коэффициентам В ...В„, определяют вклад низкочастотной помехи в значения сигнала вторичного поля U>...0!1

4О с помощью. второго матричного преобразования (»,-(t, +т)).... (»» -(e ат)") В, ! (»»-(e»+т)).... (e „-(»„ат>" ) В»-1 где U, ...U» - вклад низкочастотной помехи в значения сигнала вторичного поля U1...Uö», после чего полученные величины вычитают из значений сигна.ла вторичного поля U UÄ е цо полученному сигналу судят О свойствах

55 среды.

На чертеже приведена блок-схема устройства для реализации предложен ного способа. затем по известным амплитудам А„, )частотам о„ и фазам ц)„ гармоник промышленной помехи вычисляют ее вклад т)(а»»а», а» а Б „В ЭкаЧЕНКЯ СКГНаЛа Вто-! ричного поля Ц ..,U„, по известным суммируют измеренные значения соответственно высокочастотной и низкочастотной составляющих соседних пауз, по полученным суммированным значениям высокочастотной составляющей U в»+ ..

8»+ ..-U» с помощью преобразования

Фурье определяют параметры промышленной помехи

Ь

U,p (e) =,т A„s>(.n(v„t+q„), )) 1 где А„,и„„ ц„ — соответственно амплитуды, частота к фаза и и гармОники помехи а по полученным суммированным значениям низкочастотной составляющей ,))Ч+

»» (1!1 . ° .U » определяют параметры низкочастотной помехи где В; — коэффициенты разложения помехи в степенной ряд по вре-, мени с помощью матричного . преобразования

Устройство содержит датчик Д (магнитометр или индукционная петля),: соединенный через усилитель 2 с первым входом блока интегрирования (8H)

3 и входами фильтра высокой частоты (ФВЧ) 4 и фильтра низкой частоты (ФНЧ) 5, выходы которых подключены соответственно ко второму 13 и третьему 14 интеграторам БИ 3, à его три выхода соединены с входами коммутато1423974 ра 6, один выход которого соединен с управляющим входом БИ 3. а другой с информационным входом аналого-цифрового преобразователя (AIgI) 7, объединенным общей магистралью с микроЭВМ

8 и таймером 9, первый выход которого подключен через генератор зондирующих импульсов (ГЗИ) 10 к генераторной петле ГП 11, а второй выход - к первому управляющему входу коммутатора

6, к второму управляющему входу БИ 3 и управляющему входу АЦП 7, выход которого соединен с вторым управляющим входом коммутатора 6.

Устройство последовательно выполняет несколько операций, которым соответствуют определенные режимы работы: запись параметров зондирования, зондирование, измерение, обработка.

В зависимости от геологических условий в микроЭВМ задают значения зондирующего импульса, времена измерения сигнала вторичного поля, число накоплений и переходят к режиму зондирования, во время которого таймер

9 вырабатывает логический сигнал, соответствующий заданной в микроЭВМ 8 о длительности зондирующего импульса.

Далее этот сигнал поступает на вход

ГЗИ 10, который вырабатывает импульс тока в генераторной петле 11. Во время формирования импульса тока измерительная часть устройства не действует. По окончании зондирующего импульса в датчике 1 наводится вторичное поле, и устройство переходит к режиму измерения, Сумма сигнала вторичного поля и помех с выхода датчика Д 1 усиливается усилителем 2 и поступает одновременно на вход первого интегратора 12 БИ 3, вход ВФЧ 4 и вход ФНЧ 5. Низкочастотный сигнал с выхода ФНЧ 5 подается на вход третьего интегратора 14. Результаты интегрирования всех трех интеграторов 12, 13, 14 БИ 3 поочередно через коммутатор 6 поступают иа вход

AIUI 7. Результаты кодирования записываются в память микроЭВМ 8.

Режим работы устройства определяется признаком режима, записанным на микроЭВМ 8 в таймер 9.

Последовательность режимов зондирования и измерения повторяется за" данное число раз, после чего устройство переходит в режим обработки. В режиме обработки ЭВМ производит следующие операции.

1),по результатам измерений, произведенных без фильтрации, находят значения парных разностей, иэмерен5 ных на N временах после двух последовательно идущих зондирующих импульсов:

U; =U, -U; (5) п где U; и U, — значения сигнала, измеряемого в i-м интервале времени после двух последовательно идущих импульсов

2) по результатам измерений высокочастотной составляющей входного

15 сигнала путем суммирования находят значение промышленной помехи в кана- . ле суммирования. Суммируются значения, измеренные на одинаковых временах относительно фронта выключения

20 зондируюшего импульса: еч где U; и U; — значение сигнала, измеренного в i-и интервале времени после двух последовательно идущих

25 зондирующих импульсов;

3) по полученным значениям парных сумм с помощью преобразования фурье определяют амплитуды, частоты, которые однозначно определяют помеху на заданном интервале времени и затем находят вклад промьппленной помехи в измеренный сигнал;

4) находят значения сумм низкочастотного сигнала по значениям, измеренным на одинаковых временах пос35 ле двух последовательно идущих зондирующих импульсов (7)

5) по значениям сумм низкочастотного сигнала с помощью первого матричного преобразования определяют параметры низкочастотной помехи;

6) по параметрам низкочастотного сигнала с помощью второго матричного преобразования вычисляют вклад низ45 кочастотной помехи в результате разности значений сигнала, определенный в пункте 1;

7) из результатов разности значений (п.1) вычитают значения высокочастотной и низкочастотной помех, определенных в пунктах 3 и 6 соответственно:

U; =U; -U -U,. (8) и приступают к интерпретации резульБб татов измерений, I 1

Использование предложенных способа и устройства для erb осуществления по сравнению со способом и устройст1423974 вом-прототипом позволяет в десятки

Паз улучшить подавление промышленной п омехи, когда она невелика (сравнима с сигналом) и синхронизация импульса с фазой помехи неустойчива. Улучшение подавления низкочастотной помехи дос 1игает сотен раз, причем эффективность предложенного способа тем выше, ч ем больше период помехи по сравнению периодом зондирующих импульсов. В результате увеличивается точность змерений, что позволяет увеличить г убиниость поиска. ормула изобретения

1. Способ геоэлектроразведки, при к тором в исследуемой среде возбужцаю электромагнитное поле знакоперем иными импульсами с периодом T изм ряют сигнал вторичного поля в кажд и паузе между импульсами на времен х t,...tz относительно заднего ф онта импульса и синхронно вычитают и сигнала одной паузы сигнал следующ и паузы, получая значения сигнала в оричного поля, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точи сти измерений за счет уменьшения в ияния промышленной высокочастотной и низкочастотной помех, параллельно с синхронным вычитанием измеренный в каждой паузе сигнал разделяют на в сакочастотную и низкочастотную coc" т вляющие... измеряют значения этих составляющих на временах „...tД кажд и паузы и синхронно суммируют изме" ранние значения соответственно высокочастотной и низкочастотной составляющих соседних пауз, по полученным суммированным значениям высокочастотнфй составляющей с помощью преобразования Фурье определяют параметры спектральных составляющих высокочастотной помехи, а по полученным сумми5

16

25 рованным значениям низкочастотной составляющей с помощью первого матричного преобразования определяют коэффициенты разложения низкочастотной помехи в степенной ряд по времени, затем по известному спектру высокочастотной помехи вычисляют ее вклад в значение сигнала вторичного поля, а по известным коэффициентам разложения низкочастотной помехи с помощью второго матричного преобразования определяют вклад низкочастотной помехи в значение сигнала вторичного поля, после чего значения величин этих помех вычитают из значения сигнала вторичного поля и по полученному сигналу судят о свойствах среды.

2, Устройство для геоэлектрараз" ведки, содержащее датчик, через усилитель и. блок интегрирования подклю- . ченный к входу аналого-цифрового преобразователя (АЦП), объединенного общей магистралью с микроЭВИ и таймером, первый выход которого подклю- чен к управляющим входам ЛЦП и блока интегрирования, а второй - к генератору задающих импульсов, о т,л и— ч а ю щ е еся тем,,что, с целью повышения точности измеречия сигнала за счет уменьшения влияния промьппленной и низкочастотной помех„ в устройство дополнительно введены коммугатор, два управляющих входа которого подключены соответственно к первому выходу таймера и управляющему выходу

AUH. a также фильтры высокой и низкой частот, входы которых соединены с выходом усилителя, а выходы подключены соответствено к второму н третьему входам блока интегрирования, содержащего три интегратора, причем все три выхода блока интегрирования соединены с входами .коммутатора, один выход которого соединен с информационным входом АЦП, а другой " с вторым управляющим входом блока интегрирования.

I 423974

Составитель Е.Игнаткин

Редактор М.Циткина Техред И.Дидык Ко екто Л.Патай

Заказ 4685/49 Тираж 522

Подписное

ИНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Рауюская наб., д. 4/5

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