Пристрій для геоелектророзвідки

Устройство для геоэлектроразведки, со держащее четырехфазный генератор гармо нических сигналов, выходы фаз 0°, 90°, 180° и 270° которого соединены соответственно с первой-четвертой выходными клеммами генератора, блок индикации, а также со бранные по мостовой схеме два измери тельных канала, каждый из которых содержит балансовый трансформатор, вто ричная обмотка которого соединена с селек тивным усилителем, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в его каждый канал введены после довательно соединенные фазовращатель и резисторная матрица, последовательно со единенные фазокорректирующий каскад, фазовый детектор, интегратор, компаратор и регистр последовательных приближений, выход которого подключен к информацион ным входам первого и второго фиксаторов кодов, причем вход фазокорректирующего каскада соединен с выходом селективного усилителя, вход управления фазового детек тора подключен к выходу электронного коммутатора, два сигнальных входа которого подсоединены к первой и второй выходным клеммам генератора, выходы первого и второго фиксаторов кода подключены к двум входам блока индикации, а также соответственно через блок управления резисторной матрицей и цифроаналоговый преобразователь к управляющим входам резисторной матрицы и фазовращателя, начало первичной обмотки балансного трансформатора соединено с первой входной клеммой устройства, средняя точка этой обмотки подключена к первой выходной клемме генератора, а конец через последовательно соединенные резисторную матрицу и фазовращатель подключен к второй входной клемме устройства, третьей и четвертой входными клеммами которого служат соответственно два выхода второго измерительного канала, причем четвертая выходная клемма генератора соединена с четвертой входной клеммой устройства, а также общий для обоих каналов генератора тактовой частоты, выход которого подключен к входу управления регистра последовательных приближений и первым входам управления двух фиксаторов кода, и триггер управления, два выхода которого соединены соответственно с вторыми входами управления первого и второго фиксаторов кода и двумя входами управления блока индикации, один из выходов этого триггера соединен также с входом управления электронного коммутатора, а выход "Конец преобразования" регистра последовательных приближений соединен с входом триггера управления и третьими входами управления цвух фиксаторов кода. С > ел ел 00 О 15548 Устройство относится к геофизике, а более конкретно, к устройствам для электрометрии сейсмоопасных зон с помощью заземленных электродов и предназначено для использования при изучении временных вариаций электросопротивлений горных пород на разных глубинах, связанных, например, с изменением напряженного состояния земной коры. Известны устройства для геоэлектроразведки [1], состоящие из отдельных генераторной и измерительной станций, которые используются в настоящее время для дискретных наблюдений в сейсмоактивных зонах. Такая система наблюдений не может использоваться в непрерывном режиме, поскольку генераторная станция не рассчитана на долговременную работу. Кроме этого, измерительная станция не обладает необходимой чувствительностью для приема слабых электромагнитных полей, является громоздкой и потребляет много энергии. Известно также устройство для геоэлектроразведки [2], содержащее генератор, две пары заземленных электродов, два балансных трансформатора, два переменных сопротивления, два переменных конденсатора, два селективных усилителя, которые в комплексе составляют два измерительных канала, собранных по мостовой схеме. Недостаток известного устройства заключается в следующем. Балансировка моста производится вручную. При изменении частоты генератора необходимо заново балансировать мостовую схему и настраивать селективные усилители. При уровнях входных сигналов, прерывающих диапазон линейности моста, необходимо опять же вручную перестраивать магазины сопротивлений и емкостей, т.е. нужен дежурный оператор для проведения вышеуказанных настроек и регистрации их в журнале. Кроме того, в этом устройстве отсутствует регистрация фазовых соотношений между возбуждаемым первичным и отраженным вторичным электромагнитными полями. А именно фазовый сдвиг несет информацию о глубине происходящих процессов. Целью изобретения является повышение производительности измерений за счет их автоматизации при контроле напряженного состояния пород. На чертеже представлена структурная схемаустройства. Устройство содержит две пары заземленных электродов 1, 2 и 3,4 соответственно, два идентичных измерительных канала 5 и 6, общий для двух каналов квадратурный генератор 7 фиксированных гармонических колебаний, генератор 8 тактовой частоты, триггер 9 управления и блок 10 индикации. В измерительном канале 5 заземленный 5 электрод 1 соединен с началом первичной обмотки трансформатора 11, средняя точка которого соединена с первой клеммой генератора 7, а конец первичной обмотки через резисторную матрицу 12 и фазовращатель 10 13 подключен ко второму заземленному электроду 2, соединенному также с третьей клеммой генератора 7. Вторичная обмотка трансформатора 11 через селективный усилитель 14, фазокорректирующий каскад 15, 15 фазовый детектор 16, интегратор 17. компаратор 18 и регистр 19 последовательных приближений подключена к информативным входам фиксатора 20 цифровых кодов активной составляющей, и фиксатора 21 20 цифровых кодов сдвига фазы. Выходы фиксатора 20 кодов соединены через блок 22 управления резисторной матрицей 12 с управляющими входами резисторной матрицы 12. Выходы фиксатора 21 кодов 25 соединены со входами цифроаналогового преобразователя 23, а выход его подключен к управляющему входу фазовращателя 13. Кроме того, выходы фиксаторов 20 и 21 кодов подключены к двум соответствующим 30 входам блока 10 индикации, а три управляющие входа фиксаторов 21 и 22 кодов соединены с прямым и инверсным выходами (Q и Q) триггера 9 управления, выходом "конец преобразования" (QCC) регистра 19 после35 довательных приближений и выходом генератора 8 тактовой частоты, который также подключен к тактовому входу (С) регистра 19 последовательных приближений. Выход "конец преобразования" регистра 19 после40 довательных приближений соединен с его стартовым входом (S) и с тактовым входом триггера 9 управления, прямой и инверсный выходы которого подключены также к управляющим входам блока 10 индикации. 45 Прямой выход триггера 9 управления соединен с управляющим входом электронного коммутатора 24, входы которого подключены к первой и второй клеммам генератора 7, а выход соединен с управляющим входом 50 фазового детектора 16. Измерительный канал 6 выполнен ан алогично измерительному каналу 5. Устройство работает следующим образом. 55 Квадратурный генератор 7 выполнен с четырьмя выходными клеммами, фазы сигналов на второй, третьей и четвертой клеммах смещены соответственно на 90°. 180° и 270° по отношению к сигналу первой клеммы. Заземленные электроды 1, 2 и 3, 4 раз 15548 мещают попарно в противоположных вершинах квадрата, каждая пара электродов 1, 2 и 3, 4 подсоединена к соответствующему измерительному каналу 5 и 6. Каждый измерительный канал 5 и б собран по мостовой схеме, в одну диагональ которого включен генератор 7 переменного напряжения, а в другую - дифференциальный трансформатор 6. В первую диагональ канала 5 включены первая и третья клеммы генератора 7, а в диагональ канала 6 - вторая и четвертая клемма генератора 7, таким образом обеспечивая сдвиг по фазе между каналами 5 и 6 на 90°. Мост переменного тока нужно уравновешивать регулировкой активной и реактивной составляющих плеч, т.о. равновесие осуществляется по модулям и по фазе. Учитывая, что при изменении значений активной и реактивной составляющих измеряемого импеданса одновременно изменяются модуль и фаза, мост приводят в равновесие путем последовательных приближений выходного сигнала измерительного канала 5 и б к нулевому показанию. Уравновешивание моста достигается автоматической установкой нужной величины сопротивления резисторной матрицы 12 и нужного фазового сдвига фазовращателя 13. Сигналы управления формируются из напряжения розбаланса фазовым детектором 13, знак выходного сигнала которого определяет направление изменения регулировок. Нужная величина сопротивления матрицы 12 устанавливается блоком 22 управления резисторной матрицей 12 при подаче от генератора 7 через электронный коммутатор 24 опорного колебания с нулевой фазой на управляющий вход фазового детектора 16. Нужная величина фазового сдвига фазовращателя 13 устанавливается цифроаналоговым преобразователем 23 при поступлении от генератора 7 через электронный коммутатор 24 на управляющий вход фазового детектора 16 опорного колебания с фазой 90°. Циклами балансирования управляет триггер 9 управления. Начало каждого цикла инициируется импульсом запуска, кото рый поступает на стартовый вход S регистра 19 последовательных приближений с выхода QCC этого же регистра 19 и сбрасывает все выходы регистра 19 в исходное состоя-5 ние. На вход С регистра 19 поступают импульсы от генератора 8 тактовой частоты. После поступления 12-го тактового импульса цикл балансирования завершается и на выходе QCC регистра 19 последовательных 10 приближений на 13-ом тактовом импульсе появляется импульс низкого уровня, который поступает на счетный вход С триггера 9 управления и переключает его в противоположное состояние. С прямого выхода триг15 гера 9 осуществляется управления электронным коммутатором 24, посредством которого на управляющий вход фазового детектора 16 подается опорное напряжение с фазой 0° или 90°, определяя 20 соответственно цикл балансирования активной или реактивной составляющей. В зависимости от операции уравновешивания (активной или реактивной составляющей) результат фиксируется 25 соответственно в одном из двух фиксаторов 20 или 21 кодов. Управляющий сигнал фиксации формируется фронтом импульса с выхода QCC регистра 19 при воздействии тактовой частоты и соответственно сигна30 лов с прямого или инверсного выходов триггера 9 управления. Т.е. каждый из фиксаторов 20 и 21 кодов работает поочередно в режиме передачи цифрового кода или в режиме фиксации. Эти режимы чере35 дуются с частотой переключения триггера 9 управления. С выходов фиксаторов 20 и 21 кодов цифровые коды поступают на блок 10 индикации. 40 Использование предложенного устройства позволяет регистрировать непрерывное изменение напряженно-деформированного состояния земной коры на различных глубинах разреза. Полученная 45 информация используется при решении задач по прогнозу землетрясений, а также при оценке напряженно-деформированного состояния зон в области расположения атомных электростанций. 15548 Упорядник Замовлення 4189 Техред М.Моргентал Коректор Л. Лукач Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, КиТв-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.Гагаріна, 101