Устройство для электроразведки

 

Изобретение относится к электромагнитным методам исследований и может быть использовано при электроразведке аномальных включений в непроводящих и слабо проводящих средах для обнаружения инженерных коммуникаций и т.п. Цель изобретения - повышение чувствительности и производительности . С этой целью устройство содержит опорный генератор, два делителя частоты, генератор периодических сигналов, излучатель, приемник электромагнитного поля, предварительный усилитель, детектор нуля, пять одновибраторов,В-триггер, три схемы И, схему ИЛИ, два счетчика импульсов , три дешифратора, два RS- триггера, инвертор, цифровой блок памяти, цифроаналоговый преобразователь , блок измерения и регистрации. Устройство измеряет фазовые сдвиги iмежду опорным сигналом и сигналом, возникающим в приемнике электромагнитного поля. Излучатель создает переменное электромагнитное поле, которое принимается приемником. Сигнал от приемника усиливается предварительным усилителем, а детектор нуля вырабатывает импульсы в момент прохода этого сигнала через нуль. Эти импульсы запускают счетчик импульсов который считает количество импульсов опорного генератора за времямежду импульсами, соответствующее проходам через нуль информационного сигнала и опорного. Это количество импульсов и есть мера фазового сдвига. 3 ил. с (/) САЭ СЛ О о: ю

„.80„„1350642 А 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5у 4 G 01 V 3/!О

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4000112/31-25 (22) 02.01.86 (46) 07.11.87. Бюл. - 41 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро Физико-механического института им. Г.В.Карпенко (72) Т.E.Çàìoðà, А.А.Лукенюк и .Г.В.Лукьянец (53) 550.83 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 968777, кл. С 01 Ч 3/10, 1982.

Авторское свидетельство СССР № 1239673, 1984 ° (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ (57) Изобретение относится к электромагнитным методам исследований и может быть использовано при электроразведке аномальных включений в непроводящих и слабо проводящих средах для обнаружения инженерных коммуникаций и т.п. Цель изобретения — повышение чувствительности и производительности. С этой целью устройство содержит опорный генератор, два делителя частоты, генератор периодических сигналов, излучатель, приемник электромагнитного поля, предварительный усилитель, детектор нуля, пять одновибраторов,n-триггер, три схемы И, схему ИЛИ, два счетчика импульсов, три дешифратора, два RSтриггера, инвертор, цифровой блок памяти, цифроаналоговый преобразователь, блок измерения и регистрации.

Устройство измеряет фазовые сдвиги

|между опорным сигналом и сигналом, возникающим в приемнике электромагнитного поля, Излучатель создает переменное электромагнитное поле, которое принимается приемником. Сигнал от приемника усиливается предварительным усилителем, а детектор нуля вырабатывает импульсы в момент прохода этого сигнала через нуль. Эти импульсы запускают счетчик импульсов, который считает количество импульсов опорного генератора за время-между импульсами, соответствующее проходам через нуль информационного сигнала и опорного. Это количество импульсов и есть мера фазового сдвига. 3 ил.

13

Изобретение относится к электромагнитным методам исследований и может быть использовано при электроразведке аномальных включений в непровОдящих и слабо проводящих средах, для обнаружения инженерных коммуникаций и т.п.

Цель изобретения — повышение чувствительности и производительности устройства.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства, на фиг. 2 и 3 -- временные диаграммы, иллюстрирующие работу устройства.

Устройство для электроразведки состоит из опорного генератора 1, первого делителя 2 частоты, генератора 3 периодических сигналов, излучателя 4, приемника 5 электромагнит- . ного поля, предварительного усилителя 6, детектора 7 нуля, третьего одновибратора 8, D-триггера 9, второй

10 и третьей i1 схемы И, схемы ИЛИ

12, второго счетчика 13 импульсов, первого 14, второго 15 и третьего

16 дешифраторов, четвертого 17 и пятого 18 одновибраторов, первого

19 и второго 20 RS-триггеров, второго делителя 21 частоты, инвертора 22 напряжения, второго 23 и первого 24 одновибратора, первой схемы И 25, первого счетчика 26 импульсов, цифрового блока 27 памяти, цифроаналогового преобразователя 28 и блока 29 измерения и регистрации.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 вырабатывает импульсы

U, высокой частоты fo (фиг. 2). Эти импульсы поступают на первый делитель 2 частоты с коэффициентом деления И„, который выбирается так,что частоты f следования импульсов на выходе делителя 2 входит в диапазон частот электроразведки (от десятков до сотен герц): f, = f,/N„ . Импульсы с выхода делителя 2 частоты возбуждают на частоте f ö генератор 3 периодических сигналов, ток которого Тз (фиг. 2) питает излучатель 4.

Приемник 5 преобра.зует электромагнитное поле в переменное электрическое напряжение U с частотой 1:„ (фиг. 2), Это напряжение после усиления предварительным усилителем 6 поступает на детектор 7 нуля. Прямоугольные импульсы Б с выхода детектора 7 подаются на третий одновиб50642

55 ратор 8, который формирует короткие импульсы UII совпадающие с фронтами импульсов U, . Эти импульсы поступают на вход синхронизации D-триггера 9 и вторую схему И 10. На счетный вход второго счетчика 13 импульсов поступают импульсы с выхода опорного генератора 1. Коэффициент пересчета второго счетчика ll3 импульсов выбран большим N . К выходу счетчика под1 ключены три дешифратора 14-16. Первый дешифратор 14 регистрирует состояние счетчика 13, соответствующее числу

N,/2. Вырабатываемый им импульс О, служит для установки в состояние "0"

О-триггера 9 и в состояние "1" первого RS-триггера 19. Второй дешиф- ратор 15 вырабатывает импульсы при достижении вторым счетчиком 13 импульсов состояния, соответствующего числу N -1.

К выходу второго дешифратора 15 подключен четвертый одновибратор 17, который служит для укорочения импульсов, Укороченный импульс Uä (фиг.2) поступает на вход установки в "0" первого RS-триггера 19 и вход установки в "1" второго RS-триггера

20. При этом на выходе первого RSтриггера 19 формируется импульс длительностью (И,-1-N,/2)/й . Ha выходе третьего дешифратора 16 появляется импульс в момент достижения счетчиком 13 состояния, соответствующего числу NÄ+1. К выходу третьего дешифратора 16 цодключен пятый одновибратор 18, укорачивающий импульсы.

Укороченный импульс U„ поступает на вход установки в "0" второго RSтриггера 20. На выходе этого триггера формируется строб-импульс.

Если .фазовая модуляция входного сигнала незначительна или узкополосна, то импульс на выходе третьего одновибратора 8 П, соответствующий моменту перехода. через ноль входного сигнала, попадает во временной интервал строб-импульса с выхода второго RS-триггера 20 Ugo . Оба импульса поступают на входы второй схемы И

10, следовательно, на выходе этой схемы также присутствует импульс, соответствующий временному положению импульса U< (фиг. 3). Выход вто" рой схемы И 10 подключен к одному из входов схемы HJM 12, на выходе которой также присутствует этот импульс. С выхода схемы ИЛИ 12 импульс

3 13 поступает на вход установки в "0" второго счетчика 13 импульсов, который с этого момента возобновляет свою работу.

В случае, если модуляция фазы входного сигнала широкополосна, т.е. скорость изменения начальной фазы значительна, импульс с выхода третьего одновибратора 8 Uz не совпадает по времени со строб-импульсом U«

Тогда на выходе второй схемы И 10 импульсы отсутствуют., Если импульс

U> появляется раньше импульса П„ (фиг. 3), то происходит срабатывание D-триггера 9, поскольку им пульс Ug поступает на вход синхронизации 0-триггера 9, в то время как на информационном входе этого же триггера присутствует высокий логический уровень U с выхода перво1э го RS-триггера 19. При срабатывании

D-триггера 9 высокий логический уровень с его выхода поступает на первый вход третьей схемы И 11, на второй вход которой подается импульс

Б, с выхода четвертого одновибратора 17. Этот импульс проходит на выход третьей схемы И 11 и далее на выход схемы ИЛИ 12. Таким образом, в случае, если очередной входной импульс появляется раньше, чем стробимпульс U,, то происходит замена входного импульса на импульс У,,совпадающий с началом строб-импульса

U . Импульс с выхода схемы ИЛИ 12 устанавливает на нуль второй счетчик

13 импульсов, и он начинает евою работу на этот раз не с момента прихода очередного входного импульса U, а с момента прихода импульса U„ . Таким образом, происходит ограничение скорости изменения начальной фазы входного сигнала в сторону опережения.

Если входной импульс U поступает позже строб †импуль U> (фиг. 3), то на выходах второй 10 и третьей 11 схем И импульсы отсутствуют и на схему ИЛИ 12 поступает импульс U с выхода пятого одновибратора 18.

Теперь второй счетчик 13 импульсов начинает счет с момента прихода импульса U . Так происходит ограничение скорости нарастания начальной фазы входного сигнала в сторону запаздывания.

Таким образом, коэффициент пересчета второго счетчика 13 импульсов

50642 меняется в зависимости от временного положения входного импульса U отнов сительно строб-импульса У, . Если

5 импульс Ue поступает раньше, чем импульс U,, то коэффициент пересчета счетчика 13 равен И,-1. Если импульс U< совпадает с импульсом U ., то коэффициент счетчика 13 равен N,.

В том случае, когда импульс U< поступает позже строб-импульса U, счетчик 12 работает с коэффициентом пересчета N,+1.

При этом происходит ограничение скорости изменения начальной фазы входного сигнала. Соответствующим выбором частоты опорного генератора и коэффициента М можно получить не обходимую полосу пропускания уст20

С выхода схемы ИЛИ (2 импульсы поступают на второй делитель 21 частоты, коэффициент деления N которого выбирается таким, что период импульсов на выходе второго делителя

21 Т, = N, Т„ не превышает половины минимальной длительности информационных аномальных сигналов. Интервал между импульсами на выходе второго делителя 21 частоты равен периоду входных импульсов Т„. На первый вход схемы И 25 подается напряжение с выхода второго делителя 21, а на второй — с выхода опорного генератора 1.

На выходе схемы И 25 импульсы опорной частоты f. присутствуют только во время действия импульсов с выхода делителя 21. При появлении фронта выходного импульса делителя 21 первый одновибратор 24 генерирует короткий импульс, который подается на вход установки нуля первого счетчика 26 импульсов. Последний устанавливается в состояние "0", после этого на45 чинается счет импульсов опорной частоты f,, поступающих на его счетный вход с выхода первой схемы И 25. Таким образом, происходит измерение временного интервала, =T „(Nq-1).

Состояние счетчика 26 в конце интервала t несет информацию об изменениях начальной фазы входного сигнала, произошедших за время t После окончания этого интервала второй од55 новибратор 23, на вход которого поступают проинвертированные инвертором 22 импульсы с выхода делителя 21, генерирует импульс, поступающий на управляющий вход цифрового блока 27

1350642 памяти. Таким образом, в блок 27 памяти переписывается содержимое счетчика 26. С выхода блока 27 памяти информация поступает на цифроаналого вый преобразователь 28, где преобра.— зуется в аналогичную форму. Аналоговое напряжение с выхода преобразователя 28 подается на блок 29 измерения и регистрации, Формула изобретения

Устройство для электроразведки, содержащее последовательно соединенные опорный генератор, первый делитель частоты, генератор периодических сигналов и излучатель, а также приемник электромагнитного поля, под.ключенный к входу предварительного .усилителя, детектор. нуля, второй делитель частоты, инвертор напряжения, первый и второй одновибраторы, первую схему И, первый счетчик импульсов и последовательно соединенные цифровой блок памяти, цифроаналоговый преобразователь и блок измерения и регистрации; причем первый вход первой схемы И подключен к выходу опорного генератора, выход второго делителя частоты подключен к второму входу первой схемы И, к входу инвертора напряжения и входу первого одновибратора, выход первой схемы И подключен к счетному входу первого счетчика импульсов„ разрядные выходы которого подключены к входам цифрового блока памяти, выход первого одновибратора подключен к входу установки в "0" первого счетчика импульсов, выход инвертора напряжения соединен с входом второго одновибра-! тора, выход которого подключен к уп,равляющему входу цифрового блока памяти, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности, а также производительности, устройство дополнительно содержит третий, четвертый и пятый одновибраторы, О-триггер, вторую и третью схемы И, схему ИЛИ„ второй счетчик импульсов, первый, второй и третий дешифраторы, первый и второй RS-триггеры, причем выход предварительного усилителя подключен к входу детектора нуля, выход которого подключен к входу третьего одновибратора, выход третьего одновибратора соединен с первым входом второй схемы И и счетным входом D-триггера, выход которого подключен к первому входу третьей схемы И, выходы второй и третьей схем

И подключены к первому и второму входам схемы ИЛИ, выход которой соединен со счетным входом второго делителя частоты и с входом начальной установки второго счетчика импульсов, счетный вход которого подключен к выходу опорного генератора, а разрядные выходы соединены с входами первого, второго и третьего дешифраторов, выход первого дешифратора подключен к входу установки в "0 Dтриггера и к входу установки в "1" первого RS-триггера, выход которого подкпючен к информационному входу

 †тригге, выход второго дешифратора подключен к входу четвертого одновибратора, выход которого соединен с входом установки в "0" первого RS35

I l TI триггера, входом установки в 1 второго RS-триггера и вторым входом третьей схемы И, выход третьего дешифратора подключен к входу пятого одновибратора, выход ко— торого подключен к входу установки в "0" второго RS †- триг— гера и третьему входу схемы

ИЛИ, а выход второго RS- триггера подключен к второму входу второй схемы И.!

350642

l350642

М

/ ц

Оу

У у

>ra

1 о

>ra и»

>rz

Составитель А.Мягков

Редактор И.Николайчук Техред Л.Олийнык Корректор C.щекмар

Заказ 5283/47 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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