Устройство для обнаружения неоднородностей в массивах горных пород

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

397877

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”

Заявлено 30.VIII.1971 (№ 1695662/26-25) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет—

Опубликовано 17.1Х.1973. Бюллетень № 37

Дата опубликования описания 14.11.1974

М. Кл. С 01 v 3. 06

Государственный комитет

Совета Министров СССЯ оо делам иеооретенив и аткрытий

УДК 550.837(088.8) Авторы изооретеиия

В. A. Букринский, С. Г. Сегаль, Г. Г. Брызгалова и Ю. Ф. Титов

Московский ордена Трудового Красного Знамени горный институт

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ

В МАССИВАХ ГОРНЫХ ПОРОД

Изобретение относится к устройствам для геофизической разведки полезных ископаемых с применением переменных электромагнитных полей высокой частоты.

Известны устройства для радиолокационного обнаружения неоднородностей в массивах горных пород, содержащие передатчик непрерывного частотно-модулированного,радиосигнала, состоящий,из задающего генератора, генератора линейного напряжения, усилителя в«ощност««, передающей антенны, и приемник, состоящий из приемной антенны, усилителя высокой частоты, анализатора спектра.

Недостаток .известного устройства заключается в его низкой точности и малой глубинности исследований, обусловленной тем, что поступающие на приемник сигналы содержат паразитную амплитудную модуляцию, которая сильно затрудняет выделение полезного сигнала.

Предложенное устройство отличается от известных тем, что между выходом усилителя высокой частоты и одним из входов анализатора спектра дополнительно включены последовательно соединенные управляемый фазовращатель, фазовый детектор и интегратор, между выходом генератора линейного напряжения и вторым входом анализатора спектра дополнительно включены последовательно соединенные регулятор напряжения и инвертор, причем фазовый детектор соединен с усилителем мощности через линию задержки, а управляемый фазовращатель соединен с ннтегратором через усилитель фазовой автоподстр о и ки.

Такое конструктивное выполнение устройства позволяет подавить паразитную амплитудную модуляцию сигналов и тем самы « повысить точность и глубииность исследова10 ««ий.

На чертеже приведена схема установки, позволяющей проводить полевые измерения.

Установка содержит исследуемый массив горных пород 1, неоднородность 2 в нем, ге«5 нератор линейного (пилообраз««ого) напряжения 8, частотно-модулированный задающий генератор 4, усилитель мощности 5, передающую антенну 6, приемную антенну 7. усилитель высокой частоты 8, управляемый фазовращатель 9, фазовый детектор 10, интегратор 11, анализатор спектра 12, линию задержки !3, усилитель фазовой автоподстройки 14, регулятор напряжения 15 и инвсртор 16.

Описываемое устройство раоотает следующим образом. Генератор 8 выраоатывает пилообраз:«ое напряжение. которое используется для модуляции по частоте задающего ге««ератора 4 передатчика. Модулированные 0 колебания усиливаются усилителем мощности

397877

5 .и излучаются передающей антенной 6 в массив горных пород 1. Электромагнитные волны, отражающиеся от неоднородности 2, воздействуют на приемную антенну 7. На эту же антенну воздействует мешающее прямое излучеп <е передатчика. Суммарное напряжение полезного и мешающего сигналов содержит линейную частотную модуляцию, обусловленную частотной модуляцией излучаемого сигнала, фазовую модуляцию, обусловленную запаздыванием отраженного сигнала и несущую полезную информацию о дальности до неоднородности, и паразитную амплитудную модуляцию, обусловленную главным образом паразитной амплитудной модуляцией сильного мешающего сигнала, которая возникает .из-за неравномерности частотных характеристик отдельных узлов устройства, а также из-за возникновения стоячих волн в окружающем пространстве.

Для устранения влияния паразитной амплитудной модуляции на работу радиолокационного устройства к выходу усилителя высокой частоты 8 с управляемым фазовращателем 9 подключен фазовый детектор 10, реагирующий только на фазовые соотношения между отраженным и опорным сигналами. На выходе фазового детектора 10 напряжение периодически изменяется с дальномерной частотой. Это напряжение интегрируется с помощью интегратора 11 и подается на анализатор спектра 12, где производится его измерение.

Кроме того, проинтегрированный сигнал с выхода интегратора 11, усиливаясь в усилителе фазовой автоподстройки 14, поступает на управляемый фазовращатель 9, изменяя фазу, вносящую им, пропорционально величине напряжения на выходе .интегратора 11. Напряжение на выходе интегратора II не зависит от амплитуды принимаемого,и опорного сигналов, благодаря чему достигается ослабление помехи от амплитудной модуляции, Между прямым и опорным сигналами сдвиг во времени невелик и близок к нулю. Если он равен нулю, то на выходе детектора 10 появляется, постоянное напряжение, которое, воз5 действуя на управляемый фазовращатель 9, приводит эту разность фаз к 90 . Если же небольшой сдвиг во времени между этими сигналами имеется (его можно скомпенсировать с помощью линии задержки 18), то на выходе

10 фазового детектора 10 напряжение будет изменяться с частотой модуляции. Это линейно изменяющееся, напряжение можно скомпенсировать с помощью напряжения от генератора

8, подбирая величину этого напряжения регу1 лятором 15, а фазу его — инвертором 1б.

Предмет изобретения

20 Устройство для обнаружения неоднородностей в массивах горных пород, содержащее передатчик непрерывного частотно-модулированного радиосигнала, состоящий из задающего генератора, генератора линейного на25 пряжения, усилителя мощности, передающей антенны, и приемник, состоящий из приемной антенны, усилителя высокой частоты, анализатора спектра, отличающееся тем, что, с целью увеличения точности и глубинности исследований, между выходом усилителя высокой частоты и одним из входов анализатора спектра дополнительно включены последовательно соединенные управляемый фазовращатель, фазовый детектор,и интегратор, между выходом генератора линейного напряжения,и вторым входом анализатора спектра дополнительно включены последовательно соединенные регулятор напряжения и инвертор, .причем фазовый детектор соединен с усилителем мощности через линию задержки, а управляемый фазовращатель соединен с интегратором через усилитель фазовой автоподстройки.

397877 г

4 и

Составитель Л. Бобровников

Техред Л. Богданова Корректор В. Брыксина

Редактор В. Фельдман

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 747/2456 Изд. № 995 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5