Вычислительное устройство для геоэлектроразведки

 

ОПИСАНИЕ 911421

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 03.06,80 (21) 2935080/18-25 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 07.03.82. Бюллетень ле g

Дата опубликования описания 10,03.82 (5l )Nl. К,а.

Q 01 Ч 3/38/l

Я 01 V 9/08

1аоударствеииый комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 550.837 (088.8) 1

I (72) Авторы изобретения

А. А. Вакульский и А. В. Жук (7I ) Заявитель

Специальное конструкторско-технологическое физико-механического института AH Украинской CCP (54) ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ

Изобретение относится к обработке данных для геоэлектроразведки рудных месторождений и может применяться для идентификации сигналов, представляющих собой суперпозицию компонентов одного класса.

Известно устройство для геоэлектроразведкй, содержащее в измерительной части датчики, измерительный канал, аналого-цифровой преобразователь, вычислительное устройство, регистратор, блоки синхронизации и управления (1)

Однако это устройство имеет крайне ограниченные возможности для обработки больших объемов информации.

Известно также устройство для электроразведки, которое содержит в измерительной части магнитный индукционный датчик, входной ключ, согласованный фильтр, стробируюший ключ, микро.-ЭВМ с линиями интерфейса, памятью, блоком управления и регистрирующее устройство.

С помощью этого устройства удается снизить влияние флуктуационных и когерентных помех (2)

Недостатком этого устройства является низкая разрешающая способность при разделении сигналов от рудных тел, так как его вычислительные возмож ности ограничены.

Известно вычислительное устройство, содержащее анализатор Фурье, блок деления, обратный анализатор Фурье и

10 линии интерфейса. Это вычислительное устройство входит в состав устройства для геоэлектроразведки, содержащего входной преобразователь, входной клточ, т5 согласующий фильтр, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) схему управле ния, формирователь экспоненциального сигнала, датчик опорного сигнала и линии интерфейса. Линии интерфейса включают линию входного сигнала, соединяющего ALm и вход вычислительного устройства, линию выходного сиг нала от выхода вычислительного устрой ства до входа регистратора, линию пв и 8, опорного 9 и выходного 10 сигналов.

Электроразведочное устройство в котором используется предлагаемое вычислительное устройство, содержит(фиг. 2) индукционный датчик 11, входной ключ 12, согласованный фильтр 13, умножитель 14, аналого-цифровой преобразователь 15, схему управления 16, формирователь

10 экспоненциально-возрас тающего напряжения 17, датчик опорного сигнала 18, вычислительное устройство 19 и регистратор 20.

Устройство используется следующим образом.

Сигнал переходного процесса Е (t ), осложненный помехами, с выхода приемного элемента 11 посредством ключа 12 подается на вход согласованного фильт20 ра 13 который ослабляет влияние флюк3 туационных и когерентных помех. После фильтрации сигнал подается на один из входов умножителя 14, на второй вход которого экспоненциально-воз25 растающее напряжение U(t) с выхода формирователя 17, причем момент отцирания ключа 12 и начало формирова.ния напряжения 0 t) фиксированы и определяются сигналами с первого и вто30 рого выходов схемы управления 16.

Сигнал Е() U(t) с выхода умножителя

14 подается на вход АИП 15, который осуществляет квантование поступающего сигнала через дискретные экспоненциально-возрастающие интервалы времени, согласно тактирующим импульсам, поступающим с четвертого выхода схемы управления 16, причем начало тактирующих импульсов также жестко согласовано с сигналами со второго и первого вы40 ходов схемы 16. Отсчеты преобразователя 15 через переключатель 1, который в исходном состоянии соединяет выход

- преобразователя 5 со входом анализатора

Фурье 2, посредством линии интерфейса 6

45 подаются на вход анализатора Фурье 2, который за время вычисляет текущий спектр исследуемого процесса E(t) U(t), затем импульс с третьего выхода схемы управления 16, приходящий после окончания процесса Фурье-преобразования исследуемого сигнала по линии интер.фейса 8, поступает на первый управляющий вход. анализатора Фурье 2 для его переключения в режим обратнoгo анализатора Фурье и одновременно запускает блок деления 4, где за время 7 д осуществляется деление вычислительного спектра на спектр Фурье опорного сиг3 911 редачи опорного сигнала .от датчика ко входу блока деления вычислительного устройства и линию управления, соединяющую блок управления и блок деления (32

Однако аппаратурная сложность известного устройства вызвана наличием двух функциональйо и аппаратурно сложных узлов — анализаторов Фурье, что приводит к снижению его надежности, повышению оебестоимости и увеличению габаритных размеров и веса.

Uemь изобретения - упрощение устройства, повышение помехоустойчивости и снижение аппаратурных затрат на его реализацию.

Поставленная цель достигается тем, что известное вычислительное устройство, . содержащее анализатор Фурье, блок деления и йнтерфейс с линиями передачи входного, выходного, управляющего и опорного сигналов, в котором линии передачи опорного и управляющего сигналов подключены соответственно ко второму и управляющему входам блока деления, на входе и выходе анализатора

Фурье включены двувходовые переключатели, к первому входу первого переключателя подключена линия входного сигнала, а выход его соединен со вхо-. дом анализатора Фурье, выход которого соединен с импульсным входом второго переключателя, выходы которого подключены соответственно к первому входу блока деления и к линии выходного сигнала, выходы блока деления соединены соответственно — один через низкочастотный фильтр - ко второму входу первого переключателя, а второй - к управляющему входу первого переключателя, при этом этот управляющий вход связан с управляющими входами низкочастот» ного фильтра и второго переключателя, а управляющий вход блока деления - с

-одним из управляющих входов анализатора Фурье, ко второму управляющему входу которого подсоединена вторая линия управляющего сигнала интерфейса.

На фиг. 1 изображена структурная схема вычислительного устройства; на фиг. 2 - пример использования вычислительного устройства в электроразведочном устройстве.

Вычислительное устройство содержит двувходовый переключатель 1, анализатор Фурье 2, второй переключатель 3, блок деления 4, низкочастотный цифровой фильтр 5, линии интерфейса для передачи входного 6, управляющих 7

421 4

5 9114, нала foa l<)(-(М, хранящегося в опера» тивном запоминающем устройстве блока

18, так как в исходном состоянии блок

4 по первому сигнальному входу посредством переключателя 3 соединен с выходом блока 2, а по второму — с выходом блока 18. Особенностью применяемого в устройстве анализатора является его воэможность в зависимости от режима работы осуществлять прямое или и обратное преобразование Фурье поступающего сигнала. Это достигается ин+ версией фазового множителя 3 -j ц) t (4 ) решающего узла после воздействия на один из управляющих входов анализатора соответствующего импульса. Через 7д сигнал "Конец деления", поступающий с выхода блока 4; переключает контакты переключателей 1 и 3 во второе положение, а также осуществляет пуск блока 5, куда поступает результат деления и где за время 7 осуществляется

Ф его цифровая фильтрапия. После чего посредством второго контакта первого переключателя 1 сигнал подается во входные регистры блока 2, в котором за время Г выполняется операция обратного преобразования Фурье. Через время

6 = 2 + ф +

Математически устройство решает за» дачу разложения многокомпанентного сигнала одной природы на составляющие, решая интегральное уравнение вида:

rae

2S

Вычислительное устройство для гео» электроразведки, содержащее анализатор

Фурье, блок деления и интерфейс с линиями передачи входного и выходного, управляющего и опорного сигналов, причем линии передачи опорного и управляющего сигналов подключены соответственно ко второму и управляющему входам блока деления, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью упрощения, устройства, на входе и выходе анализатора Фурье включены двувходовые переключатели, к первому входу первого переключателя подключена линия входного сигнала, а выход его соединен со входом анализатора Фурье> выход которого соединен с импульсным входом второго переключателя, выходы второго

50 где

g(4,сЦ вЂ” ядро интегрального преобразования или опорный сигнал О,„Щ, на практике 5 являющийся одной из составляющих сигнала; . — аномальный параметр;

21 6 ()- обошенный спектр измеряемого переходного црогесса

Е (Ь) по аномальному параметру с, .

Причем U(d ) определяется иэ следующего соотношения:

ups)= О (НАР ф(щя I< @ ((Iv Щ @же(-к) d.= exp(-х), — оператор Фурье преобразования; параметр, эадаюший сетку эна чений аномального параметра и определявший дискретность поступления отсчетов исследуемого сигнала на решаюцц((й узел; ф,М) — частотная характеристика ввЕ денного низкочастотного фильтре.

Достоинством предлагаемого устрой ства, по сравнению с известным, является повышенная помехозащищенность к флюктуационным помехам и собственным шумам, а это ведет к повышению достоверности получаемой после обработки информации, что достигнуто благодаря введению цифрового низкочастотного фильтра, например фильтра Гаусса.

Изменение структуры вычислительного устройства, позволившее исключить функционально и аппаратурно,сложный узел « обратный преобразователь Фурье, привело к снижению аппаратурных затрат на его реализацию, снижению себестоимости, повышению надежности, а также уменьшению его габаритов и веса.

Формула изобретения

9114 переключателя подключены соответствен- . но к первому входу блока деления и к линии выходного сигнала, выходы блока деления соединены соответственно - один через низкочастотный фильтр - ко второму входу первого переключателя, а второй — к управляющему входу первого переключателя, при этом управляющий вход первого переключателя связан с управляющими входами низкочастотного фильтра и второго переключателя, à óïравляюший вход блока деления — с одним, из управляющих axonos анализатора Фурье, ко второму управляющему входу которо15

2l го подсоединена вторая линия управляющего сигнала интерфейса, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Померанц Л. И., Чукин В. Т.

Аппаратура и оборудование для геофизических методов исследования сква,кин, М., "Недра", 1978, с. 64-66.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке % 2794688/18-25, кл. 01 Ч 3/12, 13.07.79, 3. Авторское свидетельство СССР по заявке 2647016/18-25, кл. 9 01U 3/10, 31.01.78.

011421

Составитель Л. Воскобойников

Редактор Л. Филиппова Техред С. Мигунова, Корректор Д. Бокщан

Заказ .1 1 17/35 Тираж 719 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4