Устройство для регистрации сигнала самопроизвольной поляризации

 

Изобретение относится к геофизической аппаратуре и предназначено для измерения и регистрации сигнала самопроизвольной поляризации цифровыми методами как в аналоговой, так и в цифровой форме. Целью изобретения является повышение помехозащищенности, точности измерения сигнала самопроизвольной поляризации и расширение области применения за счет обеспечения согласования с цифровой телеметрической системой. Устройство содержит приемник, масштабирующий усилитель, генератор синхроимпульсов, сдвиговый регистр, аналоговый вычитатель, регулируемый источник напряжения смещения, переключатель рода работ, блок цифровой обработки сигналов, источник опорного напряжения, буферный регистр, два элемента И, два инвертора. Устройство позволяет измерять сигнал самопроизвольной поляризации с применением цифровой фильтрации исходного сигнала, что повышает помехозащищенность и точность измерения сигнала. Кроме того, устройство допускает сопряжение с цифровой телеметрической системой, что позволяет расширить область его применения. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (g1)g G 0 l V 3/08, 3/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21 } 4460258/31-25 (22} 14,07, 88 (46) 23.09 .90 . Бюл . ¹ 35 (71) Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции и Киевское опытно-конструкторское бюро геофизического приборостроения (72) В,Г,Артюхов, Р,А.Лернер, Е.В.Стацюра и P.С,Челокьлн (53) 550. 834 Ä(088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР № i! 88688, кл. G О! V 3/00, 1984, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ СИГНАЛА САМОПРОИЗВОЛЬНОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ (57) Изобретение относится к геофизической аппаратуре и предназначено дпя измерения и регистрации сигнала самопроизвольной поляризации цифровыми методами как в аналоговой, так и в цифровой форме. Целью иэобретеш я является повышение помехозащищенности, I

Изобретение относится к геофизи" ческой аппаратуре и предназначено для измерения и регистрации сигнала самопроизвольной поляризации как в аналоговой, так и в цифровой форме.

Целью изобретения является повыщение помехоэащищенности, точности измерения сигнала самопроизвольной поляризации и расширение области применения эа счет обеспечения согласования с цифровой телеметрической системой.

„„SU 1594476 А I

2 точпости измерения сигнала самопроизвольной поляризации и распирение области примененил эа счет обеспечения согласования с цифровой телеметрической системой. Устройство содержит приемник, масштабирующий усилитель > генератор синхроимпульсов, сдвиговый регистр, аналоговый вычитатель, регулируемый источник напряжения смещения, переключатель рода работ, блок цифровой обработки сигналов, источник опорного напряжения буферньй регистр, два элемента И, два инвертора.

Устройство позволяет измерять сигнал самопроизвольной поляризации с применением цифровой фильтрации исходного сигнала, что повышает помехозащищен" ность и точность измерения сигнала, Кроме того, устройство допускает сопряжение с цифровой телеметрической системой, что позволяет расширить область его применения, 2 ил, !

На фиг. представлена структурная схема устройства, на фиг. 2 структурная схема блока цифровой обработки сигнапов.

Устройство для регистрации сигнала самопроизвольной поляризации содержит переключатель 1 рода работ на четыре положения и два направления, В первом положении вход первого направления переключателя 1 подключен к регулируемому источнику 2 напряжения смещения, а вход второго направления

1594476 к приемнику 3. Но втором положении вход первого направления переключителя 1 подключен к общей шине, а вход второго направления — K источнику 4

5 опорного напряжения, в третьем положении вход первого направления переключателя 1 подключен к регулируемому источнику 2, а вход второго направления — к общей шине, в четвертом по- 10 ложении оба входа первого и второго направлений подключены к инвертирующему и i неинвертирующему входам аналогового вычитателя 5 соответственно, выход которо го подключен к аналогов ому входу блока цифровой обработки сигналов, вход опорного напряжения которого подключен к вых.оду источника 4 опорного напряжения, вход син— хронизации блока 6 подключен к выходу генератора 7 синхроимпульсов.

Аналоговый выход блока 6 подключен через масштабирующий усилитель 8 к входу аналогового регистратора 9, цифровои выход блока 6 подключен к первому входу элемента И 10, и к стартовому входу сдвигового регистра 1i выход синхронизации блока 6 подключен через инвертор 12 к второму входу элемента И 10, выход переполнения блока 6 подключен к информационному входу сдви гов ого регистр а 1 1, в ход разрешения работы которого заземчен, а выход конца преобразования подкх:ю-чен через Онвертор 1Э к первому входу элемента И 14, информационные выходы

: 5 сдвигового регистра 11 подключены к информационным входам буферного регистра 15,,синхронизирующий вход ксторого подключен к выходу элемента

И 14> выходы.— к информационным вхо дам цифровой телеметрической системы

16,вход разрешения выдачи - к выходу цифровой телеметрической системы 16

"Импульс сопровождения записи" (ИЗС),. при этом второй вход элемента И 1 подключен к выходу цифровой телеметрической системы 16 "Канальный им" пульс" {КИ).

Блок цифровой обработки сигналов .(фиг. 2) Содержит аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 17 цифровой фильтр 18, цифроаналоговый преобразователь.(ЦАП) 19, блок 20 цифрового вывода„ схему 21 синхронизации, В качестве переключателя можно ис55 пользовать двухплатный . переключатель

da четыре положения и два направления, вычитатель и масштабирующий усилитель собраны на операционных усилителях„ в качестве генератора синхроимпульсов использован генератор, собранный на логических элементах И-НЕ и кварцевом резонаторе на I мГц. Блок 20 цифрового вывода представляет собой известный последовательный девятиразрядный регистр.

Устройство работает в двух режимах: калибровка и измерение.

Режим калибровки осуществляется на трех уровнях входного напряжения: уровне нуля, максимальном входном напряжении и напряжении смещения.

Наличие режима .калибровки обеспечивает учет погрешностей измерительного тракта за счет компенсации дрейфа нуля, . неединичного коэффициента передачи АЦП, ЦАП блока 6. Кроме того, в этом режиме производится фиксация значения напряжения смещения на регистраторе, которое необходимо учитывать при интерпретации результ ато в из мер ений.

Режим проверки уровня нуля измерительного тракта осуществляется установкой переключателя l в четвертое положение. При этом напряжение смещения компенсируется в аналоговом вычитателе 5 и на аналоговом входе блока 6 устанавливается уровень нуля. При этом дрейф нуля на выходе цифрового фильтра блока 6 компенсируется мас" штабирующим усилителем 8. Режим калибровки чувствительности регистратора осуществляется установкой .переключателя 1 во второе положение, при этом опорное напряжение от источника 4 поступает на аналоговый вход блока 6 и на аналоговом выходе блока имеется максимальное напряжение, ™ по которому и выбирается чувствительность регистратора 9, ° Режим калибровки напряжения смещения осуществляется установкой переключателя I в третье положение, При этом регулируемый источник 2 напряжения смещен я переключается к аналоговому входу блока 6, с выхода которого отфильтрованный сигнал поступает через масштабирующий усилитель 8 на регистратор 9. При этом обеспечивается возможность вос- становления исходного сигнала при интерпретации результатов измерений, Таким образом, режим калибровки обеспечивает полную сквозную калибровку измерительного тракта во всем диапазоне измерения сигнала самопро5 !

О

5, 159 извольной поляризации как при аналоговой, так и при цифровой регистрации сигнала.

В режиме измвре гия переключатель

1 устанавливается в первое положение .

При этом сигнал самопроизвольной поляриз ации з аре гистриров анный приемником 3, поступает на аналоговый вычитатель 5, где из него вычитается постоянная составляющая, равная значению, установленному на регулируемом источнике 2 напряжения смещения. После этого сигнап самопроизвольной поляризации поступает на аналоговый вход блока 6, В последнем аналоговый сигнал поступает на ЛЦП, где оцифровывается и передается на вход цифрового фильтра, При этом основным определяющим критерием выбора параметров цифрового фильтра является сохранение физически правильного сигнала самопроизвольной поляризации на входе регистратора. Для фильтрации сигнала используется фильтр нижних частот второго порядка. Применение фильтров более высоких порядков затягивает фронты сигнала и, таким образом, снижает разрешение мелко структурных изменений по стволу скважины.

Для выбора коэф жциентов фильтра определяют к нему требования: частота дискретизации выбирается из условия f ) 2f „, где f — максимальная гармоника в сигйале, Для сигнала

ПС f о,„с=400 Гц, поэтому f qadi 800 Гц.

Так как фаза прихода сигнала ПС произвольная, то требуется запас частоты дискретизации -5 т, е. f =1200-2000 Гц. Окончательно частота дискретизации выбирается исходя из частоты стандартного кварцевого резонатора генератора 7 синхроимпульсов. Цифровой сигнал с выхода цифрового фильтра поступает на ЦАП и через масштабирующий усилитель 8 поступает на аналоговый регистратор. Наряду с аналоговым выводом осуществляется цифровой вывод через вывод переполнения блока 6 °

При этом через цифровой выход выдается сигнал разрешения старта на сдвиговый регистр 11, Синхронизирующие импульсы с блока

6 поступают на синхронизирующий вход сдвигового регистра 11 при наличии сигнала разрешения на цифровом выходе блока 6. Для этого оьы объединяются на элементе И 10. Информационный сигнал поступает с выхода переполнения

4476 б блока 6 на информационный вход сдвиФ и Ir гоного регистра 11. При наличии 0 на стартовом входе сдвигового регистра 11 в старший разряд записывается

"0", а во все осталыые "1". При этом при записи последовательных данных по информационному входу D данные в сдвиговом ре гистре 11 сдвигаются, При приеме восьми разрядов на выводе конца преобразования Bblp абатывается импульс, который проходит через инвертор 13 и поступает на вход элемента И 14, Причем при отсутствии канального импульса цифровой телеметрической сис гемы 16 информация переписывается в буферный регистр 15. При наличии канального импульса информация о сигнале самопроизвольной поляризации передается в цифровую телеметрическую систему по импульсу сопровождения записи.

Формул а изобретения

25 Устройство для регистрации сигнала самопроизвольной поляризации, со держащее при емник, масштабирующий

- усилитель, генератор синхроимпульсов, сдвиговый регистр, о т л и ч а ю—

30 щ е е с я тем, что, с цепью повышения по мех оз ащищенно сти, точности из мер ения сигнала самопроизвольной поляризации и расширения области применения эа счет обеспечения согласования с цифровой телеметрической системой,. в н го введены аналоговый вычитатель, регулируемый источник напряжения смещения, переключатель роста работ, блок цифровой обработки сигналов, ис40 точник опорного напряжения, буферный регистр, два элемента И, два инвертора, первый, третий и четвертый контакты первого направления и четвертый контакт второго направления переключателя рода работ объединены и под-., ключены к выходу регулируемого источника напряжения .смещения, первый и второй контакты второго направле-. ния переключателя рода работ соединены с выходом приемника и выходом источника опорного напряжения соответственно, второй контакт первого нап-,. равления и третий контакт второго направления переключателя рода работ .подключены к общей шине, переключатели первого и второго направлений подключены к первому и второму входам аналогового вычитателя соответствен-, но, выход которого подключен к анало- говому входу блока цифровой обработки сигналов, вход опорного напряжения которого подключен к выходу источника опорного напряжения, вход синхронизации блока цифровой обработ5 к сигналов подключен к выходу генератора синхроимпульсов, аналоговый вь1ход блока цифровой обработки сигналов подключен через масштабирующий усилитель к входу аналогового регистратора, цифровой выход блока цифровой обработки. сигналов подключен к первоф входу первого элемента И и к стартовоиу входу сдвигового регистра, вых >д синхронизации блока цифровой обработки сигналов подключен через пержй инвертор к второму входу первого з лемента И, выход которого подключен

К синхроннзирующему входу сдвигового регистра, выход переполнения блока цифровой обработки сигналов подключен к информационному входу сдвигового регистра, вход разрешения работы которого заземлен, а выход конца преобразования сдвигового регистра подключен через второй инвертор к первому входу второго элемента И, информационные выходы сдвигового регистра подключены к информационным входам буферного регистра, синхрониэирующий вход которого подключен к выходу второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом канапьного импульса цифровой телеметрической системы, информационные входы которой соединены с информационными выходами буферного регистра, вход разрешения передачи которого соединен с выходом импульса сопровождения записи цифровой телеметрической системы.

1594476

Составитель .Л,Талонина

Редактор М.Бланар Техред И.Дидык Корректор Л.Бескид

Заказ 2827 Тираж 428 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101