Устройство для геоэлектроразведки

 

(12) Авторы изобретения

П.В.Кузьмин, В.Д.Жильников и П.Ф.Фед г

Казахский филиал Всесоюзного научно-исс института разведочной геофизики Научнообъединения 1Геофизика" (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ

Изобретение относится к измерительным устройствам для поисков и разведки месторождений полезных ископаемых, конкретно для геоэлектроразведочных работ по методу вызванной поляризации.

Известно устройство, включающее схему управления, генераторную установку, питающие и приемные электроды, предусилитель и импульсный вольтметр. Генераторная установка че1О рез питающие электроды возбуждает в земле импульсы тока прямоугольной формы. Напряжение между приемными электродами, усиленное предусителем измеряется в дискретные моменты вре1$ мены при помощи импульсного вольтметра ?13.

Недостатком этого устройства является низкая помехоустойчивость, так как при дискретных измерениях используется лишь незначительная часть энергии сигнала.

Известно также устройство для электроразведки методом ВП, содер жащее генератор, питающую и приемную линии, частотный датчик, синхронизатор, вентили, реверсивные счетчики импульсов и цифровое табло. Генератор через питающую линию возбуждает в земле ток. Частотный датчик вырабатывает непрерывную последовательность импульсов, частота которых линейно зависит. от величины напряжения на приемной ли" нии. Эти импульсы подаются через вентили на входы реверсивных счетчиков в течение промежутков времени, значительно меньших длительности периода. Режимы работы вентилей и реверсивных счетчиков определяются синхронизатором. Результат ревер- сивного счета импульсов отражается на цифровом табло L2)i

Этому устройству присущи те же недостатки, что и предыдущему.

890326

4 фиг. 2&, у и ъ приведено изменение коэффициентов счета импул сов реверсивных счетчиков и управляемого преобразователя частоты.

Устройство работает следующим образом.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для цифрового определения комплексных электрических полей, состоящее из генератора тока, питающей и приемной линий, частотного датчика, блока управления, реверсивных счетчиков, накопителей и цифро- вых индикаторов. Генератор тока че.рез питающую линию возбуждает в земле переменный ток. Частотный датчик вырабатывает непрерывную последовательность импульсов, частота которых пропорциональна напряжению на .приемной линии. Количество импульсов непрерывно в течение всего времени измерений суммируется или вычитает.ся при помощи реверсивных счетчиков и накопителей. По окончании измерения результаты счета индицируются на соответствующих индикаторах 33).

Недостатком известного устройства является низкая помехоустойчивость за счет нерационального использования энергии сигнала.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для геоэлектроразведки, содержащее генератор тока, соединенный с питающей линией и блоком управления, приемную линию, соединенную с частотным модулятором,,нагруженным первым реверсивным счетчиком, второй реверсивный счетчик, при этом вторые входы реверсивных счетчиков соединены с выходом блока управления, а выходы — с блоками индикации, дополнительно включен по крайней мере один. управляемый преобразователь частоты, один вход которого соединен с выходом частотного модулятора, второй — с блоком уп" равления, а выход — с одним из пер" вых входов одного из реверсивных счетчиков.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы (d,б,Ь,ъ,д) поясняющие работу устройства.

Измерительное устройство содержит генератор тока 1, питающую линию

A5,,приемную линию Ю, частотный модулятор 2, блок управления 3, управляемый преобразователь частоты 4, реверсивные счетчики 5, 6 и блоки индикации 7, 8. На фиг. 2 показано изменение сигнала на линии,HW . На

1 енератор тока 1 возбуждает в земле разнополярные импульсы тока со скважностью 5 =2. Напряжение U(t) (фиг. 2 ), действующее на приемных электродах NH, поступает на вход частотного модулятора 2, который вырабатывает электрические импульсы с частотой, линейно зависящей от нанапряжения U(t). Эти импульсы поступают на входы двух счетных каналов, первый из которых включает реверсивный счетчик 5 и блок индикации 7, а второй — управляемый преобразователь частоты 4, реверсивный счетчик 6 и блок индикации 8.

Работой преобразователя частоты 4 и реверсивных счетчиков 5 и 6 управляет блок управления 3, синхронизированный генератором 1. Рео версивный счетчик 5 суммирует или вычитает количество импульсов, поступающих на его вход, причем суммирование импульсов (счет с коэффициентом +1) осуществляется во время пропускания в линии AS положительного импульса тока, а вычитание, (счет с коэффициентом -1) во время ,пропускания отрицательного импульса тока. Таким образом, знак коэффициента счета первого канала совпадаO ет во времени со знаком тока в питающей линии (фиг. 2&) . Результат счета первого канала за один или несколько периодов отображается блоком индикации 7. В том случае, когда на выходе устройства действует постоянное напряжение (U(t)=const), частота импульсов постоянна;" количество импульсов, подсчитанных в первом счетном канале с коэффициентом +1, равно количеству импульсов, подсчитанных с коэффициентом -1, и общий результат счета равен нулю.

Если же средние значения входного напряжения в первом и втором полупериодах различны, то различны и средние частоты импульсов, и, следовательно, результат счета импульсов за период отличен от нуля, пропорционален этому различию и характеризует амплитуду входного сигнала U(t) . Этот режим рабо890326 3

23

1S ты счетного канала может быть описан известной формулой

Т =Ett;| к„(e>u

0 где Я вЂ” конечный результат счета импульсов за время Т;

Ж ) — входное напряжение;

Q(t)- коэффициент счета импульсов в соответствующем счетном канале;

С вЂ” коэффициент преобразования частотного модуляторами

Е ц- функция, выделяющая целую часть аргумента х.

Во втором счетном канале управляемый преобразователь частоты 4 изменяет частоту импульсов, поступающих на его вход с коэффициентом Kg (фиг . 2ь), причем в первой четверти каждого полупериода частота импульсов удваивается (К =2), во второй четверти импульсы на выходе преобразователя отсутствуют (Kg=0), и во второй половине периода импульсы проходят через преобразователь без изменения частоты (К =1). С выхода преобразователя 4 импульсы поступают.на вход реверсивного счетчика 6, коэффициент счета которого (К ) совпадает по знаку с током в земле в первой части каждого полупериода и противоположен во второй (фиг. 2 }.

Коэффициент счета второго счетного канала счетчика 6 в приведении ко входу преобразователя 4 определяется как К К К 1 (фиг. 23). Результат счета отражается блоком ин,дикации 8.

В том случае, когда на входе уст-. ройства действует напряжение прямоугольной формы, частота импульсов на входе преобразователя частоты 4 не изменяется в течение одного полу;периода и количество этих импульсов, подсчитанных с коэффициентом К, равным +2, в два раза меньше количества импульсов, подсчитанных с коэффициентом -1 (-2 и +1 для второго полупериода), а общий результат счета на индикаторе 8 равен нулю. Если же имеет место изменение входного сигнала в течение каждого полупериода, связанное с процессами ВП в среде, то частота импульсов на входе преоб6 разователя 4 изменяется в течение полупериода.

Результат счета, отраженный на индикаторе 8, характеризует степень искажения прямоугольного сигнала процессом ВП.

Для оценки повышения помехоустойчивости предложеннбго устройства в сравнении с помехоустойчивостью известного проведены расчеты для логарифмической модели процесса ВП и для помехи типа "белый шум". Рассчеты показывают что данное устройство имеет помехоустойчивость в среднем на 503 большую чем известное.

Выигрыш в помехоустойчивости обусловлен более рациональным режимом обработки сигнала, реализованным в устройстве.

Формула изобретения

Устройство для геоэлектроразведки, содержащее генератор тока, соединенный с питающей линией и блоком управления, приемную линию, соединенную с частотным модулятором, нагруженным первым реверсивным счетчиком, второй реверсивный счетчик„ при этом вторые входы реверсивных счетчиков соединены с выходом блока управления, а выходы — с блоками индикации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости> устройство снабжено,по крайней мере одним управляемым преобразователем частоты, один вход которого соединен с выходом частотного модулятора, второй — с блоком управления, а выход— с одним из первых входов одного из реверсивных счетчиков.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Горячко И.В.Электрораэведочная аппаратура и оборудование. ИТ, "Недра", 1968, с. 143-147.

2. Кормильцев В.В. и др. Цифровая аппаратура для электроразведки методом вызванной поляризации. Сб. Геофизическая аппаратура, вып. 61, Л., "Недра", 1977, с. 55-60.

3. Патент ФРГ В 2335850, кл. G 01 V 3/06, 14.07.73„ 07.02.74 (прототип).

89032б

2 .1

-1

-2

О

-f

ВНИИПИ Заказ 10985/75 Тираж 735 Подписное филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4