SU890331A1 - Электроразведочна аппаратура - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к технической физике и может быть использо- вано при геоэлектроразведочных работах методом вызванной пол ризации Свп).

Известны комплекты электроразведочной аппаратуры, состо щие из ге|Нераторной установки, содержащей задающий генератор, делитель частоты, формирователь импульсов., инвертор, источник тока, передающую радаостанцшо , и измерительной лаборатории, содержащей датчик сигналов, избирательный усилитель, компаратор, приемную радиостанцию и измеритель временных интервалов ГП.

Недостатком этой аппаратуры  вл етс  то, что она требует пери.одического сближейи  генераторной установки и измерительной лаборатории дл  измерени  фазовых сдвигов составл ющих питающего тока.

Известна также электроразведочна  аппаратура дл  работ по методу

вызванной пол ризации с гармоничёс кими токами, состо ща  из генератор ной установки, содержащей последовательно соединеншле задакщий генератор , делитель частоты, формирователь импульсов, инвертор, в выходную цепь которого включен согласующий резистор , который через блок гальванической разведки соединен с одним из выходов переключател  рода работы,второй вход которого соединен с делителем частоты, а первый выход - с входом двухканального избирательного усшштел , два выхода которого соединены с входами двух компараторов, и передакнцую радиостанцию с модул тором , причем два другие входа переключател  рода работы соединены с выходами компараторов, а второй выход - с модул тором передающей радиостанции, и измерительной лаборатории , содержащей датчик сигналов, соединенный с входом двухканального избирательного усилител , два компа3 ратора, входы которых соединены с двум  выходами двухканального избирательного усилител , измеритель временных интервалов, приемную радиостанцию и переключатель рода работы , причем три входа переключател  рода работы соединены с выходами двух компараторов и приемной радиостанции , а два выхода - с основными информационными входами измерител  временных интервалов C2J. Недостатком данного устройства  вл етс  низка  точность определени  параметра вызванной пол ризации обусловленна  тем, что дл  определени  параметра ВП в ней проводитс  п ть циклов измерений: в первом цикле измер етс  врем  запаздывани  принимаемых из земли сигналов двух частот, во втором цикле к двухканальному избирательному усилителю генераторной установки подключаетс  выход согласующего резистора , а в измерительной установк измер етс  фазовый сдвиг прин того из земли сигнала первой частоты отно ситёльно первого опорного сигнала, в третьем цикле в измерительной уста новке измер етс  фазовый сдвиг прин того из земли сигнала второй частоты относительно первого опорного сигнала, в четвертом и п том циклах вход избирательного усилител  генераторной установки подключаетс  к де лителю частоты :и в измерительной уста новке измер етс  фазовый сдвиг прин  тых из земли сигналов первой и второй частоты относительно второго опорного сигнала. При этом в каждом цикле измер ютс  фазовые сдвиги отно сительно принимаемых из земли сигналов , которые в значительной степени осложнены помехами. В результате это . го при обработке результатов измерений погрешность определени  параметра ВП увеличиваетс  более чем в 5 раз по сравнению с погрешностью единичного измерени . Цель изобретени  - повышение точ ности определени  параметра вызванной пол ризации. Дл  достижени  этойцели в электро разведочную аппаратуру, состо щую из электроразведочного генератора, содержащего последовательно соедине ные задающий генератор, делитель частоты, фомирователь импульсов и инвертор, а также источник тока, со диненный с инвертором, согласуюрдай резистор, включенный в выходную цепь инвертора и соединенный черет блок гальванической разв зки с одним из входов переключател  рода работы, второй вход которого подключен к выходу делител  частоты, двухканальный избирательный усилитель, вход которого соединен с выходом переключател  рода работы, а два выхода соединены с входами двух компараторов, передающую радиостанцию с модул тором и измерительной лаборатории,содержащей датчик сигналов, выход которого соединен с входом двухканального избирательного усилител , два компаратора, входы которых подключены к двум выходам двухканального избирательного усилител , измеритель временных интервалов, приемную радиостанцию и переключатель рода работы, соединенный с измерителем временных интервалов, в генераторную установку введен формирователь временных интервалов, два входа которого соединены с выходами компараторов, а выход - с модул тором передающей радиостанции, в измерительной лаборатории основные информационные входы соединены непосредственно с выходами компараторов, вспомогательный информационный вход соединен с выходом приемной радиостанции,-а входы блокировки - с выходами переключател  рода работы. На фиг.1 представлена структурна  схема устройства; на фиг.2 и 3 - варианты констрзпстивного выполнени  измерител  временных интервало,в в устройстве. Электроразведочна  аппаратура (.фиг. 1) состоит из электроразведочного генератора, содержащего последовательно соединенные задающий генератор 1, делитель 2 частоты, формирователь 3 импульсов, инвертор 4, а также источник 5 тока, соединенный с инвертором, согласующий резистор 6, включенный в выходную .цепь А инвертора и соединенный через блок 7 гальванической разв зки с одним из входов переключател  8 рода работы , второй вход которого подключен к выходу делител  частоты, двухканальный избирательный усилитель 9, вход которого соединен с выходом переключател  8 рода работы, а два выхода соединены с входами двух компараторов 10 и 11, формирователь 12 временных интервалов, два входа которого соединены с выходами компараторов , а выход подключен к моду л тору передающей радиостанции 13. На-фиг.2 изображен измеритель, соде жа11дий последовательно соединенные датчик 14 сигналов, двухканальный избирательный усилитель 15, выходы которого через два компаратора 16 и 17 соединены с двум  основными информационными входами измерител  18 временных интервалов, приемную радиостанцию 19, соединенную со вспомогательным информационным входом измерител  временных интервалов , и переключатель 20 рода работы , выходы которого соединены со входами блокировки измерител  временных интервалов.

Измеритель I8 временных интервалов (см.фиг.З) целесообразно выполнить в виде триггера 21, входы С и R которого (линии а и  вл ютс  основными информационными входами измерител  двух трехвходовых элементов И 22 и 23, входы которых соединены свыходом триггера, генератора 24 высокой частоты, элемента ИЛИ 25, два входа которого соединены с выходами элементов И 22 и 23, а выход подключен к входу счетчика 26 результатов измерений. Входы элементов И, соединенные с выходами переключател  20 рода работы,  вл ютс  входами блокировки измерител  18 и выходом приемной радиостанции 19 (лини  В  вл етс  вспомогательным информационным входом измерител  18)

Устройство работает следующим образом .

Задающий генератор 1, частота которого может быть стабилизирована кварцевым резонатором, например с частотой 10 кГц, вырабатывает колебани , частота которых делитс  в заданное число раз делителем 2 частоты . Делитель 2 частоты обычно выполн ют в виде линейки триггеров, с выходов которых через переключатель (не показан) сьшмают колебани  пр Гмоугольной формы рабочей частоты.Эти сигналы поступают на формирователь 3 импульсов, который вырабатывает импульсы запуска, следующие с рабочей частотой (доли-единицы герц и предназначенные дл  управлени  работой инвертора 4. Инвертор 4 обычно выполн ют по схеме мостового тиристорного инвертора, в одну д агональ которого включают источник 5 посто нного тока (например генератор посто нного тока, вращаемый

90331 6

двигателем автомашины), а в другую диагональ через согласуюищй резистор 6 - нагрузку (например заземленную питающую линию длиной до 2-4 км, J незаземленную петлю), подключаемую к выходной цепи А6 инвертора 4. Под действием импульсов запуска поступаемых от формировател  3 импульсов, инвертор 4 периодически измен ет

fO пол рность выходного напр жени  в цепи А8 , поэтому в нагрузке протекает переменный ток, форма которого имеет вид почти пр моугольных разнопол рных импульсов, в спектре ко (5 торого содержатс  гармонические составл ю1дие множества частот, из ко .торых две рабочие составл ющие (например с частотой 0,61 и 1,83 Гц) имеют максимальную амплитуду.

Так как сопротивление нагрузки

20  вл етс  комплексным, то в общем случае составл ющие тока двух рабочих частот LU. и uJn сдвинуты относительно момента переключени  пол рJ- ности тока в инверторе 4 на некоторые временные интервалы t и tf . В этом случае выражение дл  токов двух частот, пропускаемых через нагрузку (заземленную линию), может быть представлено в виде

30

П J Sin ,-n ujj, (, (1)

где 3 и Э( - амплитуды токов соответствующих частот; t - текущее врем . . -

Сигнал, пропорциональный току (Г), снимаетс  с согласующего резистора 6 и через блок 7 гальванической разв зки и переключатель 8 рода работ в первом положении поступает на вход

двухканального избирательного усилител  9. Блок 7 гальванической разв зки представл ет собой либо оптрон, либо транс(1юрматор посто нного тока, которые без искажений передают на

Claims (2)

1. выходформу входного сигнала,С помощью двухканального избирательного усилител  9, один из каналов которого настроен на частоту u) , а другой на частоту (jjq, из суммарного входного сигнала вьщел ютс  составл ющие первой и второй частот. С помощью компараторов 10 и 11 синусоидальные сигналы преобразуютс  в импульсы, которые следуют в моменты перехода синусоидальных сигналов через нулевое значение. Эти импульсы поступают на два входа формировател  12 временных интервалов, в качестве ко-, торого может использоватьс  триггер. 7 к счетному входу которого подключен выход низкочастотного компаратора 10,а кВХОДУ Установка нул  выход высокочастотного компаратора 11.На выходе формировател  12 форми руетс  импульс, начало которого сов падает с моментом перехода через нул синусоидального сигнала с частотой UJ , а конец - с ближайшим к нему моментом перехода через нуль синусоидального сигнала с частотой UQ . Длительность этого импульса равна АЧ Ч- Ч где At- взаимный временный сдвиг сигналов двух частот в канале избирательного уси лител  9 и компараторов 10 и 11. Во втором положении переключател  8 рода работы ко входу двухканал ного избирательного усилител  9 под ключаетс  выход делител  2 частоты. При этом с выхода делител  2 поступает сигнал строго пр моугольной формы,в котором временной сдвиг рабочих частот равен нулю. В данном случае на выходе формировател  12 временных интервалов формируетс  им пульс , длительность которого равна (а) Импульсы (2) и (З) с выхода формцро вател  12 поочередно поступают на вход модул тора передающей радиостанции 13 и излуча.ютс  в эфир. В точке измерений сигнал из земл принимаетс  с помощью датчика 14 си налов (заземленной приемной линии, индукционного преобразовател ,магни тометра и подаетс  на вход двухканального избирательного усилител  1 каждый канал которого настроен на те же частоты, что и усилитель 9.На входе усилител  15 имеетс  прин тый из земпи суммарный двухчастотный сигнал u-u sinw t- v n t&nj U Sinuj(i4t,2+-fcri 4nj) I4r) где U,U, - амплитуды сигналов; t« - врем  запаздывани  сиг налов в земле, обусловленное индукционными эффектами, в области малых параметров электромагнитного пол  это врем  не зависит от частоты сиг йала; I8 tйп п - врем  запаздывани  сигналов первой и второй частот соответственно , обусловленное вызванной пол ризацией среды; при малой разнице рабочих частот ( отношение частот не более 5:10 это врем  измен етс  обратно пропорционально частоте сигнала . В двухканальном избирательном усилителе 15 выдел ютс  синусоидальные составл ющие двух частот сигнала (. 4 ). Затем синусоидальные сигналы с помощью компараторов 16 и 17 преобразуютс  в импульсы, следующие 4Г 1 рменты перехода через синусоидальных сигналов. Из этих импульсов на входе измерител  18 временных интервалов формируетс  импульс, начало которого совпадает с моментом перехода через нуль.синусоидального сигнала низкой частоты, а конец совпадает с ближайшим к нему переходом через нуль синусоидального сигнала второй, более высокой частоты . Длительность этого импульса равна s -VHniXи измер етс  с помощью измерител  18 временных интервалов при первом положении переключател  20 рода работ. В этом положении переключатель 20 разрешает прохождение сигналов с основных информационных входов измерител  18, к которым подключены компа-раторы 16 и 17, и блокирует прохождение сигналов с выхода приемной радиостанции 19. Во втором положении переключател  20 рода работы блокируетс  прохождение сигналов с основных информационных входов измерител  18 и разрешаетс  прохождение дл  измерени  сигналов с вспомогательного информационного входа, к которому подключен выход приемной радиостанции 19. Б зависимости от положени  переключател  8 рода работы в генераторной установке на выходе приемной радиостанции 19 получают импульс, дли- ельирсть которого определ етс  либо выражением (2) , либо вырахсением (.3). Эти импульсы поочередно по ступают на вход измерител  18 временны { интервалов, с т омощью которых и измер етс  их длительность . Затем определ етс  величина параметра ВП VV 4- S-4n5f4n,-Vii -) ( где п - соотношение частот. Таким образом с помощью устройства определ етс  параметр ВП. При необходимости контрол  собственных фазовых сдвигов в измерительном трак те процесс измерений дополн етс ,как и в известном устройстве, градуировочным циклон, когда на вход усилите л  15 подаетс  сигнал от калибратора (не показан. Св зь между операторами генераторной установки измери тельной лаборатории поддерживаетс  с помощью радиостанций 13 и 18. Измеритель 18 временных интервалов целесообразно выполн ть по схеме изображенной на фиг.З. В этом случае выходы компаратора 16 и 17 по лини м q и 5 соедин ютс  со счетным входом и входом Установка нул  т риггера 21. При этом на выходе триггера 21 формируютс ,импульс, начало которого соответствует моменту перехода через нуль синусоидального сигнала более низкой частоты, а конецближайшему к нему моменту перехода через нуль в том же направлении (от отрицательньк к положительным или наоборот) синусоидального сигнала второй, более высокой частоты. Этот импульс поступает на первый вход трехвходового элемента И 22. На второй вход этого элемента поступают импульсы высокой образцовой частоты от генератора 24 высокой частоты, а третий вход элементов И 22 и 23  вл етс  блокировочным.В первом положении переключатель 20 соедин ет с общей шиной..устройства вход элемента И 23. При этом импульс с выхода триггера 21 в элементе И 22 заполн етс  образцовыми импульсами высокой частоты, вырабатываемыми генератором 24.Эти импульсы через элемент ИЛИ 25 поступают на счетчик 26 результата измерений, по которому и отсчитываетс  длительность этого импульса fc Целью погвышени  точности может. быть использован метод накоплений . Вспомогательные элементы, обеспечивающие этот режим, не показань) . Во втором положении переключатель 20 , соедин ет с общей шиной устрой$:тва вход элемента И 22. В этом случае им , пульсы с выхода радиостанции 19, 1 10 пройд  через элемент И 23 и элемент ИЛИ 25, подсчитываютс  с помощью счетчика 26 результатов измерений. Формула изобретени  Электроразведочна  аппаратура, состо ща  из электроразведочного генератора , содержащего последователь;Но соединенные задающий генератор, делитель частоты, формирователь импульсов и инвертор, а также источник тока, соединеншлй с инвертором, согласующий резистор, включенный в выходную цепь инвертора и соединен- ный через блок гальванической разв зки с одним из входов переключател  рода работы, второй вход которого подключен к выходу делител  частоты, двухканальный избирательный усилитель, вход которого соединен с выходом переключател  рода работы, а два выхода соединены с входами двух компараторов, передающую радиосташцию с модул тором, и измеритель, содержащий датчик сигналов, выход которого соединен с входом двухканального избирательного усилител , два компаратора, входы которых подключены к двум выходам двухканального избирательного усилител , измеритель временных интервалов, приемную радиостанцию и переключатель рода работы , соединенный с измерителем временных интервалов, отличающа с  тем, что, с целью повышени  точности определени  параметра вызванной пол ризации, в электроразведочный генератор введен формирователь временных интервалов, два входа которого соединены с выходами компараторов, а выход - с модул тором передакнцей радиостанции, в измерителе основные информшцюнные входы соединены непосредственно с выходами компараторов, вспомогательный информационный вход соединен с ВЫХОДОМ приемной радиостанции, а входал блокировки - с выходами переключател  рода работы. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Аладинский Ю.В. и др. Извести  ВУЗов. Геологи  и разведка,1968, № 6, с. 155-157.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 716102, кл. G 01 V 3/02, 1980 (прототип ) .