Измерительное устройство для геоэлектроразведки

 

ИЗОБРЕТ

Союз Севетских

Социалистических

Республик

>702334

К АВТОРСКОМУ СВИ (61) Дополнительное к авт. с

51)М. Кл.

С 01 Ч З/10 (22) Заявлено 22.0176(21) 2 с присоединением заявки (23) Приоритет—

Государствеииый комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 550. 837 (088.8) Опубликовано 0 8.1 2.7 9.

Дата одубликования о (72) Авторы изобретения

Е. В. Панкратов, Н. С. Сергеев и В. И. Вдовин (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ГЕОЭЛЕ КГРОРАЗВЕДКИ

Изобретение относится к области геофизической разведки, в частности, к устройствам для электроразведки и моделирования ее различных методов.

Известны устройства для электроразведки, например, по методу переходных процессов, содержащие генера,торную установку и приемную установку, котора я включает приемный контур или диполь, измерительный усилитель, стробирукй ий каскад, импульсный усилитель, интегратор и регистратор в которых, с целью подавления гармонических помех, принятый сигнал ин-...егрируется в интервалах времени, точно равных или кратных периоду помехи (1).

Устройства этого типа обеспечивают весьма глубокое подавление гармони-20 ческой помехи, но позволяют изучать лишь весьма низкочастотные процессы, а для более высокочастотных позволя- ют определить лишь интегральные характеристики, чего обычно недостаточно.

Известны также устройства для электроразведки содержащие генераторную и приемную установки, причем генераторная установка включает источник постоянного тока со схемой уп" равления и контур (или диполь) возбуждения, а приемная установка включает приемный контур (или диполь) усилитель, схему стробирования, основной усилитель или преобразователь, аналог-код, аналоговый или цифровой накопитель (сумматор), регистратор и управляющий генератор, расположенный либо в приемной, либо в генераторной установке и управ;;яющий непосредственно или через канал с5йзи коммутатором генераторной установки и времязадающей схемой приемной установки, которая открывает стробирующую схему и включает накопитель на время одного цикла измерения.

Рбщее время измерений задается специальной времяэадающей схемой или счетчиком числа циклов измерений, которые .управляют схемой совпадений, баспаложенной на выходе управляющего генератора. Управляющий генератор язляется автономным (2).

Такие устройства обеспечивают суммирование результатов заданного числа циклов измерений, что позволяет достаточно эффективно подавлять не слишком интенсивные нерегулярные

Государственный геофизический трест Татнефтегеофизика

Министерства нефтяной промышленности

702334 помехи. однако, подобные устройства не эффективны в условиях интенсивных гармонических помех, превосходящих полезный сигнал в 10-100 и более раз, так как требуемое число циклов оказывается очень большим (сотни и десятки тысяч) даже при благоприятных соотношениях частот управляющего генератора и помехи, что приводит к недопустимому возрастанию времени измерений.

Использование частотных фильтров невозможно в случае взаимного перекрытия спектров помехи и полезного сигнала, а использование схем компенсации требует решения весьма трудной задачи выделения чистого напряжения помехи, не искаженного по-, лезным сигналом и точно соответствую .щего напряжению помехи, действукшему на входе измерительного тракта во время самого измерения, т.е. в присутствии полезного сигнала, точного) поддержания необходимой амплитуды и фазы компенсирующего напряжения и

Ю т.д.

20

Цель предлагаемого изобретения— подавление стационарных гармонических помех.

Для этого в устройство между .выходом предварительного усилителя и вхо- 30 дом генератора управляющих импульсов, включен фильтр, а между входом схемы совпадений и генератором управляющих импульсов установлен триггер, счетныф вход которого соединен с выходом 35 схемы совпадения, вход установки в о — с выходом генератора одиночных импульсов, а прямой и инверсные входы — с управляющими входами генератора управляющих импульсов, кроме 40 того, прямой выход триггера соединен с управляющим входом счетчика числа пар циклов измерений. При этом генератор управляющих импульсов включает, последовательно соединенные усилительограничитель и дифференцирующий кас- кад, выход которого нагружен двумя противоположно включенными диодами, один из которых подключен к прямому входу одного усилителя-формирователя, а другой — к инвертйрующему входу второго усилителя-формирователя, выходы последних соответственносоединейы cî входами двух, схем совпадений, ! вторые входы которых — с прямым и инверсным выходами триггера, а выходы,55 схем совпадений — с входами схемы=

ИЛИ .

Эти узлй и .связи обеспечивают выделенййпомехи и поочередную синхро 60

:иизацию отдельных циклов измерений с . положительными и отрицательными полупе рибдами помехи, с последующим их сум мудрованием, и автоматическое выполнение четного числа циклов. измерений, 65

На фиг. 1 изображена блок-схема

1 предлагаемого устройства; на фиг. 2 изображена блок-схема генератора упРавляющих импульсов, обеспечивающего синхронизацню циклов измерений с положительным и отрицательным полупериодами помехи; на фиг. 3 — диаграммы, поясняющие действие устройства.

Измерительное устройство содержит приемный датчик 1, предварительный усилитель 2, стробирующую схему 3, аналого-цифровой преобразователь 4, со всеми вспомогательными элементами (тактовый генератор, схемы стробирования и фиксации и т.п.),.цифровой йако- питель 5, представляющий собой суммирующее оперативное запоминающее устройство со всеми вспомогательными элементами (схемами адресации, записи считывания и т.д.) ., регистратор б, фильтр 7, настроенный на частоту первой гармоники помехи, генератор 8 управляющих импульсов, схему 9 совпадений, одновибратор 10, задающий длительность цикла измерения, триггер ll, счетчик 1 2 числа riap циклов измерений с регулируемым коэффициентом пересчета, генератор. 13 одиночных импульсов с ручным управлением, передающее устройство 14 канала связи, с генераторной установкой (на чертеже не приводится) . Генератор управляющих импульсов содержит симметричный ограни-. читель 15, дифференцирующий каскад lб, диоды 17 и 18, разделяющие импульсы по полярности, усилители-.формирователи 19 и 20 с прямым и инвертирующим входами соответственно, схемы 21 и 22 совпадений и схему ИЛИ 23. Соединены основные узлы установки следующим образом: приемный контур 1, измерительный усилитель 2, стробирующая схема 3, аналого-цифровой преобразователь 4, цифровой накопитель 5 и регистратор б, составляющие тракт регистрации, соединены последовательно. Вход полосового фильтра 7 соедийен с выходом измерительного усилителя 2, соединен с входом генератора

8 управляющих импульсов, а его выход с первым входом схемы 9 совпадения= выход которой соединен с входом одновибратора 10, счетным входом триг гера 11 и входом передающего устройства 14; прямой выход одновибратора

10 соединен с вторым входом схемы 9 совпадения, а инвертирующий — с управляющими входами стробирующей схемы 3, аналого-цифрового преобразователя 4 и цифрового накопителя 5.

Выход триггера 11 соединен с входом счетчика 12, и выход последнего - с третьим входом схемы 9 совпадения.

Входы устаноВки цифрового накопителя

5, триггера 11 и счетчика 12 соединены с выходом генератора 13 одиночных импульсов 13. Полосовой фильтр соединен с выходом, предварительного,усили70?334 теля 2 и. входом генератора 8 управляющих импульсоэ, на входе которого . установлен симметричный усилитель-ограничитель 15, нагруженного входом дифференцирующего каскада 16, выход которого.через диоды 17 и 18, включен-5 ные в разной полярности, соединен с входами усилителей-формирователей

19 и 20 . Выходы усилителей-формирователей 19 и 20 соединены соответственно с первыми входами схем совпадения

21 и 22, выходы которых объединены схемой ИЛИ 23, а вторые входы схем

21 и 22 совпадения соединены соответственно с прямым и инвертирующим выходами тРиггеРа 11, выход схемы ИЛИ

23 является выходом генератора 8.

Диаграммы, поясняющие работы устройства (фиг. 3) соответствуют на пряжениям в следующих точках: 24— на выходе генератора 13 одиночных импульсов, 25 — на выходе (прямом) триггера 11; 26 — на выходе счетчика

12; 27 — на выходе приемного датчика 1 (условно, без учета полезного сигнала) 28 — на выходе ограничителя

15, 29 — на выходе дифференцирующего каскада 16, 30 — на выходе схемы 21 совпадения 31 — на выходе схемы 22 совпадения1 32 — на выходе схемы 9 совпадения, 33 — на инвертирующем выходе одновибратора 10; 34 — ток в 30 . датчике возбуждения генераторной установки 35 — на выходе приемного датчика 1 (суммарное напряжение сигнала и помехи) 37 — на выходе цифрового накопителя 5 (условно преобра- 35 зовано в аналоговую кривую). При составлении диаграмм принято, что срабатывание всех импульсных схем происходит от заднего (отрицательного) фронта входных импульсов. 40

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Перед началом измерений коэффициент пересчета счетчика 12 устанавливается равным половине желаемого коэффициента накопления 45 (т.е., равным числу пар циклов измерения); вручную включается генератор

13 одиночных импульсов, импульс, выработанный которым (диаграмма 24) приводит в о состояние цифровой 50 накопитель 5, триггер 11 (диаграмма 25) и счетчик 12 (диаграмма 26) .

В результате этого схема 9 совпадения оказывается открытой по третьему входу высоким потенциалом с выхода счетчика 12 (по второму входу она открыта высоким потенциалом с прямого выхода одновибратора:10, находящегося

t в стабильном состояйии), напряжение помехи (диаграмма 27) с выхода при- емного контура 1,. усиленное измери- 60 тельным усилителем 2 и отфильтрованное от нерегулярных шумов фильтром 7 ограничивается ограничителем 15 (диаграмма 28) и после дифференциро вания дифференцирующим каскадом 16 65 (диаграмма 29), разделения — диодамИ

17 и 18, усиления и формирования усилителями-формирователями 19 и 20, поступает на первые входы схем 21 и

22 совпадения, первая из которых открыта по. второму входу высоким потенциалом с прямого выхода триггера

11, а вторая закрыта низким потенциалом с его инвертирующего выхода. ла выходе схемы 21 совпадения (диаграмма 30) появляется импульс соотУ ветствующий началу положительного полупериода помехи, который через схему ИЛИ 23 поступает на первый вход схемы 9 совпадения, которая открыта по второму и третьему входам. С выхода схемы 9 совпадения (диаграмма

31) импульс, соответствующий началу положительного полупериода помехи, поступает на выход передающего устройства 14 канала связи, вход одновибратора 10 и счетный вход триггера

11. В результате этого в датчике воэ,бужденйя генераторйой установки возникнет импульс тока (диаграмма 34), одновибратор 10 переходит в неустойчивое состояние и при этом закрывает схему 9 совпадения по второму входу, открывает стробирующую схему 3 и включает аналого-цифровой преобразователь

4 и цифровой накопитель 5, триггер

11 перебрасывается в состояние . 1, закрывая схему 21 совпадения и открывая схему 22 совпадения. В течение интервала времени A -bj, определяемого длительного импульса, на инверсном выходе одновибратора 10 (диаграмма 33) происходит регистрация в цифровом накопителе 5 напряжения, снимаемого с приемного датчика 1 (диа грамма 36), являющегося суммой напряжений помехи (диаграмма 27) и полезно,го сигнала (диаграмма 35). После оконт чания регистрации одновибратор 10 переходит вновь в стабильное состояние и открывает схему 9 совпадения по второму входу, в результате чего импульсы с выхода схемы 22 совпадения, соответствующие началу отрицательНых полупериодов помехи, проходят на выход схемы 9 совпадения, и далее все происходит как и в первом цикле измерений, за исключением того, что переход триггера 11 на 1 состояния в 0 вызывает изменение состояния счетчика 12 на 1, и схема 22 совпадения оказывается закрытой, а схема 21 совпадения снова открывается.

В течение второго цикла измерения

А -В значение суммарного напряже" ния помехи и полезного сигнала по-, ступают в накопитель 5 и суммиру- ются там с зарегистрированными в первом цикле. После окончания втоРого цнкла с поступлением на вход схе- мы 9 совпадения следующего импуль" са, соответствующего началу положительного полупериода помехи с выхо702334

Источники информации, принятые -но внимание при экспертизе

1. A6Tорбкое свидетельство СССР

Р 155886, кл. G 01 V 3/10, 1961.

2. Авторское свидетельство СССР

М 343239, кл, G 01 V 3/10, 1972.

Формула изобретения

1. Измерительное устройство для . 55 геоэлектроразведки, содержащее послед вател ьно соединенные приемный дат о о-, . чйк-, предварительный усилитель, стр -, ра схемы 21 совпадения, все повторя- бирующую схему, аналого-цифровой прертся аналогично первому циклу, и про образ он атель, цифровой накопитель, исходит третий цикл регистрации регистратор, а также генератор управА9-63, затем четвертый А4-Бф и т ° д. ляющих импульсов, подключенный через до тех пор, пока на выходе счетчика схему совпадений к оконечному узлу не появится низкий потенциал, кото- 5 канала связи с генераторной установрый закроет схему 9 совпадения по кой и одновибратору, один выход кото-, третьему входу (на наших дйаГраммах — рого. присоединен ко входам стробируюпосле начала четвертого цикла), что щей схемыю,аналого-цифрового преобпроизойдет после выполнения задан- разователя и цифрового накопителя, ного четного числа циклов регистрации О .а другой — ко входу схемы сонпадейричем йечетные циклы-.синхронизируют-. ния и генератор одиночных импуль ся с началом положительного полу- . сов со счетчиком числа циклов иэ периода помехи, а четнйе — с началом мерений, причем выход генератора отрицательного. Суммарные значения одиночных импуль сов нагружен на сигнала, записанные в накопителе 5, упранляющий вход счетчика числа затем выводятся на регистратор б либо -циклов измерений и управляющий вход непосредственно ° в" цифровом,аиде -(KaIc цифрового накопителя, а выход счетчи ерия дискретных отчетов амплитуды), ка числа циклов измерений соединен либо в виде аналоговой кривой, "полу- " с третьим входом схемы совпадений, чаемой с помощью преобразователя д т л и ч а ю щ e e c тем, что, с с я код-аналог, входящего в состав регист-20:целью подавления стационарных гармони1ческих помех, в устройство между ныПоскольку при =уммировании каждой ".содом предварительного усилителя и пары измерений помеха нафодится в про- Нхбдбм генератора управляющих импультивофазе, то эти% обеспечивается глу- boa включен фильтр, а между входом бокое подавление всех нечетных (вклю- 25 схемы сонйадений и генератором управчая первую) гармоник помехи, а сумми- ляющих импульсов установлен триггер, - ние нескольких пар измерений до- счетный вход которого соединен с вы"р ова е нес полнительно обеспечивает подавление, ходом схемы совпадения, вход ус а т нов" ных помех Четные гармоники Ми в 0 — с выходом генератора помехи ослабляются н два раза, Так 30.!одиночных импульсов, а прямой и никак реальные помехи в помехи (в основном про- версный выходы — с управляющими вхоМышл и частоты) как правил6, ха- дами генератора управляющих импульРактеризуются симметричной формой сов, кроме того, прямой вых д р о т иг(.. и - овень четных гар- гера соединей с управляющим входом ний моник), то устройство о еспечивает - З5. и тво обеспечивает - 35.счетчика числа пар циклон иэмерени воэможность регистрации полезного сиг- 2. устройство по п.1, о т л и ч а-, нала в условиях, когда о ях когда он в 10 100 раэ Ь щ е е с я тем, что генератор упслабее стационарно гар о и г рмонической равляющих импульсов включает послепомехи, при неб.ольшом числе ом числе циклов ойательно соединенные усилитель-ограничитель и дифференцирующий каскад, накапливания. 4а

И льзование предлагаемого уст- вйход которого нагружен двумя протисйол зо о ин ройства осо енно э и б но эффективно" в случа- ноположно включенными диодами, д ях, когда спектр помехи и п мехи и полезного из которых подключен к прямому входу сйгйала "частично или полностью сов- одного усилителя-формирователя, а подают И когда использонание обычных, другой- к инвертирующему входу вто45 . устройств с накоплением малоэффектив- рого усилителя-формирователя, выходы но1 о а использбвание режекторных последних сооТветственно соединены с фильтров невозможно. Использование j со входами двух схем совпадений, вто пре цлагае цл гаемого устройства обеспечивает рые входа которых с прямым и ин- т льную (в 10 и более Раз) эко версным,выходами триггера, а выходы

50 ном пб времени на проведение замеров схем совпадений — с входами схемы

ИЛИ.

702. 3 34

27

2Р7f

szСоставитель Л. Воскобойников

Редактор Б. Павлов Техред О,ДндрЕйко, Корректор Ю. Макаренко

Заказ 7587/44 Тираж 688 Подписное

lfHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11.3035, Москва, Ж-35,Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент i r. Ужгород, ул. Проектная, 4