Устройство для геоэлектроразведки
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ , содержащее генератор импульсов , последовательно соединенные источник постоянного тока, коммутатор и генераторный датчик, последовательно соединенные приемный датчик, усилитель и компаратор напряжений , неинвертирующий вход которого подключен к выходу цифроаналогового преобразователя, вход которого соединен с выходом суммирующего счетчика, подключенного входом к выходу первого счетчика через первый дешифратор циклов -и к первому входу первого накапливагацего измерителя временйых интервалов, о тличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений переходного импеданса, в него введены второй накапливающий измеритель временных интервалов, формирователь импульса, двухвходовая схема ИЛИ, последовательно соединенные трехвходовая схема И, второй счетчик, второй дешифратор и одновибратор, первый выход которого соединен с управляющим входом коммутатора и с первым входом схемы ИЛИ, а второй выход - с вторым входом первого накаплийакадего измерителя временных интервалов и с первым входом схемы И, второй вход которого соединен с выходом СО генератора импульсов, а третий.вход схемы И. подключен к входу формирователя импульса и к первому выходу крмпаратора, вход сброса второго счетчика подключен к выходу схемы в ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом формирователя импульса, вход первого счетчика подключен к выходу второго дешифратора, а первый вход вторрго накапливающего 4 измерителя временных интервалов, второй вход которого соединен с 4; . входом суммирующего счетчика, подСП ключен к второму выходу компаратора напряжений. а
СОЮЗ СОВЕТСНИХ №И
РЕСПУБЛИК (1% (11> д(Я) G 01 V 3 10
ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Иь. ;, с 1Р < (21) 3574904/18-25 (22) 08.04.83 (46) 23.07.84. Вюл. Р 27 (72) П.В.Карманов, В.П.Корячко, А.И.Родионов, С.И.Сидепьников и А.В.Елизаров (71) Рязанский радиотехнический институт (53) 550.837(088.8) (56) 1. Мизюк Л.Я. Элементы транзисторных схем измерительной аппаратуры для индуктивной электрораэведки.
Киев, "Наукова думка", 1970, с.253256.
2. Авторское свидетельство СССР
Р 817642, кл. G 01 V 3/10, 1981.
3. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 3445370/18-25, кл. G 01 Ч 3/10, 1982 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ, содержащее генератор импульсов, последовательно соединенные источник постоянного тока, коммутатор и генераторный датчик, последовательно соединенные приемный датчик, усилитель и компаратор напряжений, неинвертирующий вход Которого подключен к выходу цифроаналогового преобразователя, вход которого соединен с выходом суммирующего счетчика, подключенного входом к выходу первого счетчика через первый дешифратор циклов .и к первому входу первого накапливающего измерителя временйых интервалов, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений переходного импеданса, в него введены второй накапливакщий измеритель временных интервалов, формирователь импульса, двухвходовая схема ИЛИ, последовательно соединенные трехвходовая схема И, второй счетчик, второй дешифратор и одновибратор, первый выход которого соединен с управляющим входом коммутатора и с первым входом схемы ИЛИ, а второй выход — с вторым входом первого накаплиВающего измерителя временных интервалов и с первым входом схемы И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а третий вход схемы И подключен к входу формирователя импульса и к первому выходу крмпаратора, вход сброса второго счетчика подключен к выходу схемы
ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом формирователя импульса, вход первого счетчика подключен к выходу второго дешифратора, а первый вход второго накапливающего измерителя временных интервалов, второй вход которого соединен с ,входом суммирующего счетчика, подключен к второму выходу компаратора напряжений.
1104456
Изобретение относится к технической физике, а конкретно к техническим средствам индуктивной электроразведки, выполняемой методом переходных процессов, и может быть использовано при поисках месторождений полезных ископаемых и структурногеологическом. картировании.
Известны устройства для индуктивной электрораэведки методом переходных процессов, содержащие генератор импульсов тока, генераторный и приемный датчик, измеритель ЭДС переходного процесса, состоящий из последовательно соединенных стробирующих аналоговых ключей, аналоговых 15 накопителей и усилителей (11 и (2) .
Недостатком данных устройств для геоэлектроразведки методом переходных процессов является низкая точность измерения переходного импедан — 70 са почвы в зоне аэрации, что обусловлено динамическими погрешностями стробирующих аналоговых ключей и аналоговых накопителей.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для геоэлектроразведки, содержащее генератор иглпульсов,последовательно соединенные источник постоянного тока, коммутатор и гене.раторный датчик, последовательно соединенные приемный датчик, усилитель и компаратор напряжений, неинвертирующий вход которого подключен к выходу цифроаналогового преобразователя, вход которого соединен с выходом суммирующего счетчика, подклю— ченного входом к выходу первого счетчика через первый дешифратор циклов и к первому входу первого накапливающего измерителя временных интервалов. Устройство содержит также запоминающий пиковый детектор и вычитающий счетчик (3) .
Недостаток известного устройства ограниченная точность измерения пере- 45 ходного процесса, т.е. импеданса почвы в зоне аэрации, что относится к области малых наблюдаемых времен, где усиливается влияние высокочастотных помех и широкополосных шу- 50 мов на входе измерителя на точность отсчета времени, когда ЭДС переходного процесса как на возрастающем, так и на спадающем участках является немонотонной функцией.
Пель изобретения — повышение точности измерений переходного импеданса.
Поставленная цель достигается тем, что в устройсгво для геоэлектро- 60 разведки, содержащее генератор импульсов, последовательно соединенные источник постоянного тока, коммутатор и генераторный датчик, последовательно соединенные приемный датчик, усилитель и компаратор напряжений, неинвертирующий вход которого подключен к выходу цифроаналогового преобразователя, вход которого соединен с выходом суммирующего счетчика, подключенного входом к выходу первого счетчика через первый дешифратор циклов и к первому входу первого накапливающего измерителя вре1 ,менных интервалов, дополнительно вве.дены второй накапливающий измеритель временных интервалов, формирователь импульса, двухвходовая схема ИЛИ, последовательно соединенные трехвходовая схема И, второй счетчик, второй дешифратор и одновибратор, первый выход которого соединен с управляющим входом коммутатора и с первым входом схемы ИЛИ, а второй выход с вторым вх.одом первого накапливающего измерителя временных интервалов и с первым входом схемы И, второй вход которой соединен с выходом генератора импульсов, а третий вход схемы И подключен к входу формирователя импульса и к первому выходу компаратора, вход сброса второго счетчика подключен к выходу схемы
ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом формирователя импульса, вход первого счетчика подключен к выходу второго дешифратора, а первый вход второго накапливающего иэ— мерителя временных интервалов, второй вход которого соединен с входом сум— мирующего счетчика, подключен к второму выходу компаратора напряжений.
На фиг.1 изображена структурная схема устройства для геоэлектрораэведки, на фиг.2-6 — эпюры сигналов в различных точках устройства, поясняющие принцип его работы.
Устройс гво для геоэлектрораэвед— ки методом переходных процессов содержит генератор 1 импульсов, последовательно соединенные источник
2 постоянного тока, коммутатор 3 и генераторный датчик 4, последовательно соединенные приемный датчик
5, усилитель б и компаратор 7 напряжений, неинвертирующий вход которого подключен к выходу цифроаналогового преобразователя 8, вход которого соединен с выходом суммирующего счетчика 9, подключенного входом к выходу первого счетчика 9, подключенного входом к выходу первого счетчика
10 через первый дешифратор 11 циклов и к первому входу первого накапливающего измерителя 12 временных интервалов, второй накапливающий измеритель 13 временных интервалов, формирователь 14 импульса, двухвходовую схему ИЛИ 15, последовательно соединеннь|е трехвходовую схему
И 16, второй счетчик 17, второй дешифрагор 18 и одновибратор 19, первый выход которого соединен с управ1104456 ляющим входом коммутатора 3 и с пер-. вым входом схемы ИЛИ 15, а второй выход — с вторым входом первого накапливающего измерителя 12 временных интервалов и с первым входом схемы И 16, второй вход которой со- 5 единен с выходом генератора 1 импульсов, а третий вход схемы И 16 подключен к входу формирователя 14 импульса и к выходу компаратора7, вход сброса второго счетчика 17 подключен к выходу схемы ИЛИ 15, второй вход которой соединен с выходом формирователя 14 импульса, вход первого счетчика 10 подключен к выходу второго дешифратора 18, а первый вход второго накапливающего измерителя 13 временных интервалов, второй вход которого соединен с входом суммирующего счетчика 9, подключен к второму выходу компаратора 7 напряжений.
На эпюрах приведены сигнал 20 на первом выходе одновибратора 19 (фиг.2), выходной сигнал 21 усилителя 6 (фиг.3), сигнал 22 на выходе компаратора 7 напряжений (фиг.4), выходной сигнал 23 генератора 1 импульсов (фиг.5), цифровой выходной код 24 второго счетчика 17 и импульсный сигнал 25 на выходе второго дешифратора 18 (фиг.6) .
Устройство для геоэлектроразведки работает следующим образом.
Выходной сигнал 20 одновибратора
19, первоначальный запуск которого производится внешним сигналом не показан, поступает на управляющий 35 вход коммутатора 3 и через схему ИЛИ
15 на вход сброса второго счетчика 17.
Под действием сигнала 20 управления в генераторном датчике 4 воз- 4р никают коммутационные импульсы тока, которые во времени должны быть разделены паузой.
Во время пауз в приемном датчике 45
5 наводится ЭДС вторичного поля с выходным сигналом 21, которая усиливается усилителем 6 и с его выхода поступает на инвертирующий вход компаратора 7 найряжений, на неинвертирующий вход которого поступает пороговое напряжение сравнения UooI=II,p.V где Н9пр — выходной код суммирующего счетчика 9; э -эталонное напряжение внутреннего источника цифроаналогового преобразователя 8.
Компаратор 7 напряжений производит сравнение выходного напряжения усилителя 6 с пороговым напряжением
Unoa и формирует на своем выходе логический сигнал вида 22, поступаю- 60 щий на вход Формирователя 14 импульса и на третий вход схемы И 16.
Формирователь 14 импульса через схему HJIH 15 производит сброс второго счетчика 17 всякий раз, когда уровень выходного логического сигна ла 22 компаратора 7 становится нулевым.
Схема И 16 обеспечивает подключение выхода генератора 1 импульсов к входу второго счетчика 17, если уровень выходного сигнала 20 управления одновибратора 19 равен нулю, а уровень выходного сигнала 22 компаратора 7 равен единице.
Второй счетчик 17 совместно с вторым дешифратором 18, порог срабатывания которого равен Мэ, служит для формирования импульса 25 з -пуска одновибратора 19, задержанного относительно переднего фронта выходного логического сигнала 22 компаратора напряжений 7 на эталонный интервал времени Т > = N / Рт, где рт частота выходного сигнала 23 генератора 1 импульсов. При этом импульсный сигнал 25 запуска формируется в том слкчае, если длительность уровня логической единицы сигнала 21 на отрезке паузы выходного сигнала управления 20 больше или равна эталонному интервалу времени Тэ, в противном случае второй счетчик 17 через схему ИЛИ 15 обнуляется выходным сигналом формирователя 14 импульса и импульс 25 запуска на выходе второго дешифратора 7 8 не формируется.
Длительность эталонного интервала времени Тэ выбирается с учетом
Тэ Т„,р, Тэ— - (0,2-0, 3) Ти, где Тпр длительность переднего фронта выходного сигнала 21 усилителя 61 То длительность импульса выходного сигнала 20 одновибратора 19. При этом выполнение первого условия исключает влияние высокочастотных помех и широкополосных шумов на отрезке времени Т„,р на точность отсчета искомых интервалов времени ь и впереходного процесса 21. Выполнение второго условия снижает влияние переднего фронта коммутационного импульса тока вида 20 на ЭДС вторичного поля вида 21.
В результате формирования импульса 25 запуска, задержанного относительно заднего фронта сигнала 20 управления íà время в Тэ. производится автоматический запуск одновибратора
19 и на его выходе формируется сигнал 20 управления с периодом следования То импульсов, определяемым из выражейия T +7,+ I . ов
Первый накапливающий измеритель
12 временных интервалов производит измерение и статистическое усреднение результатов измерения временного интервала +алэна отрезке накопленияТ„, - m(7.в+тэ), где rn — число импульсов 25 запуска, соответствующее порогу срабатывания первого дешифратора 11 циклов, которые с выхода вто1104456 рого дешифратора 18 поступают на вход первого счетчика 10.
Второй накаппивающий измеритель
13 временных интервалов производит измерение и статистическое усредне- ние результатов измерения (и статистическое усреднение ) временного интервала Тн ю(р- <„) что позволяет косвенным методом вычислять значение искомого временного параметра c . 10 Статистическое усреднение результатов измерения временных интервалов(в + Тэ) и(з-7ь уменьшает влияние шумов и помех на точность измерен л ния искомых параметров t a и а 15 ЗДС переходного процесса вида 21 при заданном значении 0„0 . Автоматическое дискретное изменение порогового напряжения сравнения 0«> компаратора 7 в устройстве для геозлектрораз ведки обеспечивается подключе лием входа суммирующего счетчика 9 к выходу первого дешифратора 11 циклов, на котором формируются импульсы с периодом следованиями =я pg 75 В устройстве для геоэлектроразведки точность измерения временных интервалов 2д и 8 определяется частой выходного сигнала 23 генератора импульсов и может составлять десятки наносекунд, а дискретность отсчета порогового напряжения сравнения 0„, компаратора 7 зависит от числа раэрадов цифроаналогового преобразователя 8 и может составлять доли милливольта. Таким образом, предлагаемое устройство для геоэлектрораэведки благодаря введению второго накапливающего измерителя временных интервалов, формирователя импульса, двухвходовой схемы ИЛИ, трехвходовой схемы И, второго счетчика, второго дешифратора и одновибратора обеспечивает повышение точности измерения параметров 0«, ц и | в широком интервале измерения искомых временных параметров "ь и св и позволяет существенно повысить достоверность косвенного измерения переходного нмпеданса приповерхностных слоев почвы на фоне высокочастотных помех н широкополосных шумов. 1104456 22 2З Редактор Л. Гратилло Заказ 5206/33 Тираж 711 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб. д. 4/5 Подписное Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная-, 4 Составитель Л.Воскобойников Техред М. Гергель Корректор A.Дзяткс.
