專利名稱：激發(fā)極化測量斬波去耦器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種激發(fā)極化測量斬波去耦器，尤其是涉及一種勘查地球物理激發(fā)極化測量中克服電磁感應耦合效應的斬波去耦器。
背景技術：
激發(fā)極化測量是勘查礦產(chǎn)資源和其它地下目標的一種應用地球物理方法，它測量這些目標引起的激發(fā)極化電位差。圖1為激發(fā)極化測量中常用的矩形電流波形圖。在這種測量中，不可避免地會遇到由地下電流隨時間變化而引起不屬于激發(fā)極化范疇并與地下物質的電性以及測量的裝置和方法有關的電磁效應造成的電位差，從而對激發(fā)極化的測量造成干擾，混淆了所要提取的激發(fā)極化信息，使之達不到預期的地質效果，專業(yè)上把這種現(xiàn)象稱為“感應耦合”。電磁效應的本質是電流和它產(chǎn)生的磁場隨時間變化引起的稱之為電磁感應的物理現(xiàn)象。對圖1所示的波形而言，電磁感應發(fā)生在矩形電流接通和斷開之時，使得dI/dt≠0，從而在dB/dt≠0的時段，在觀測到的波形上，表現(xiàn)為一系列出現(xiàn)在矩形電流上升沿和下降沿的尖銳脈沖，如圖2中虛線所示。
而在矩形電流保持恒定的時段，由于dI/dt＝0(因而dB/dt＝0)，電磁感應引起的電位差迅速衰減到0。尖脈沖的高度(強度)以及衰減速率(從而脈沖持續(xù)的時間)與地下介質的電學性質、測量電位差的點的空間位置有關。地下導電性越好，測量電位差的點位于兩電流電極的中部時，電磁感應耦合的影響越明顯。
激發(fā)極化要提取的電位差信息，如圖2所示；當用圖1所示的矩形電流或準矩形電流來激發(fā)時，在電流保持恒定，尚未斷開的時段，它隨著電流持續(xù)的時間延長而增大，漸漸達到飽和。而當矩形電流斷開后的時段，它表現(xiàn)為隨時間逐漸衰減，最終消失。
圖2表明，電磁感應耦合引起的電位差，與激發(fā)極化產(chǎn)生的電位差，共存于激發(fā)極化接收機接收到的電位差波形中，電磁感應對激發(fā)極化的測量造成了明顯的干擾。
現(xiàn)有克服電磁感應耦合的方法是推遲測量激發(fā)極化電位差的時間，或者降低送入地中的電流的頻率，以減小電磁耦合的影響，但這樣做并不能完全避開電磁感應耦合的干擾，同時又會損失所需要的激發(fā)極化信息，這種損失有時還相當嚴重；也有人提出通過多頻率測量或室內(nèi)計算的辦法來校正上述影響，但這種做法并不能直接地、完全地除去上述影響，反而要增加野外和/或室內(nèi)工作量，既不簡便，也不合算。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有消除電磁耦合影響方法存在的缺陷，提供一種能夠直接地、基本完全地克服電磁感應耦合的影響，同時又可基本保留激發(fā)極化的信息，并且不增加野外或室內(nèi)工作量的激發(fā)極化測量斬波去耦器。
本實用新型的技術方案如下本實用新型斬波去耦器為一由單片機控制，頻率范圍從0.01Hz到100Hz，斬波寬度Δt從0秒到10秒，斬波比Q從0到3/4連續(xù)可調的多檔延時開關；多檔延時開關的檔數(shù)至少為3檔，優(yōu)選方案為5-10檔。本實用新型斬波去耦器可安裝于現(xiàn)有頻率域激發(fā)極化接收機的前置放大器之后。其工作原理是，單片機從經(jīng)過前置放大的輸入信號取得與發(fā)送電流同步的信號，根據(jù)同步信號的頻率，單片機調整自己控制的工作頻率(使之與發(fā)送電流頻率相同)，并向延時開關發(fā)出指令，延時開關根據(jù)指令推遲接通下一級輸入的時間，達到斬波去耦的目的。
本實用新型斬波去耦器也可由晶體管觸發(fā)器和多檔延時開關構成，即用晶體管觸發(fā)器取代單片機。
電磁感應耦合的強弱和作用的時間因時因地而有所不同。
經(jīng)過斬波之后，使得圖1和/或圖2的輸入信號波形中的每一正向或反向矩形或準矩形的開始部分，都被“斬”去一個時間寬度為Δt的部分，成為圖4所示的波形。
經(jīng)過斬波，圖4所示的波形，與輸入的波形相比，已經(jīng)去除了由電磁感應耦合效應引起的位于圖2每一矩形的電流跳變處的正向或負向的尖銳脈沖?！皵亍比サ臅r間寬度Δt與原發(fā)送電流的矩形寬度T/2(或Th/2)的比值，本實用新型定義為斬波比，用字母Q表示。Q＝2Δt/T(或2Δt/Th)。
Δt或者斬波比Q，可以根據(jù)激發(fā)極化所受測量電磁感應耦合效應的特征和程度，采用人機對話的方式，事先設置或者事后調整。達到既去除電磁感應耦合又保留激發(fā)極化信息的目的。
本實用新型之斬波去耦器也可以置于現(xiàn)有激發(fā)極化接收機的信號輸入端，前置放大器之前。
本實用新型之斬波去耦器具有很寬的頻率范圍，能夠適合激發(fā)極化測量中使用的各種頻率；具有很高的靈敏度，能夠適合激發(fā)極化測量中遇到的非常微弱的信號；能夠適合于激發(fā)極化測量中遇到的各種波形，這些波形是疊加有不同程度電磁感應耦合和不同強弱的激發(fā)極化效應的不同矩形波，包括間斷的雙極性矩形波，連續(xù)的雙極性矩形波，雙頻等幅矩形組合波等；具有寬廣的延時選擇功能；能夠克服各種不同強弱的電磁感應耦合的影響，適合于地電條件不同的各種地區(qū)和各種地質任務；具有很高的斬波精度，能夠按照設定的斬波寬度進行斬波，既不會使殘留的電磁感應耦合過大，也不會使損失的激發(fā)極化信息過多。
利用本實用新型之斬波裝置，能夠提高野外激發(fā)極化測量的精度，加快其觀測速度，縮短野外工作時間，減輕勞動強度，降低測量成本，提高工作效率和經(jīng)濟效益。


圖1為激發(fā)極化測量中常用的電流波形圖；圖2為電磁感應耦合在激發(fā)極化測量波形上的表現(xiàn)形態(tài)圖；圖3為本實用新型斬波去耦器安裝于激發(fā)極化測量接收機中的位置示意圖(a)位于前置放大器之后，(b)位于前置放大器之前；圖4為斬去電磁感應耦合以后的波形圖；圖5為本實用新型一實施例的方框圖；圖6為圖5所示實施例的一種電路原理圖；圖7為本實用新型另一實施例的方框圖。
具體實施方式
下面結合實施例對本實用新型作進一步說明。
實施例1參見圖5。本實施例斬波去耦器由晶體管觸發(fā)器2和多檔延時開關3構成?，F(xiàn)有激發(fā)極化測量接收機接收到的輸入地電信號，經(jīng)其前置放大器4放大后，經(jīng)由開關K1、K2進入由觸發(fā)器2和5擋延時開關3構成之本實用新型本實施例斬波去耦器。觸發(fā)器由隔離器1取得同步信號，觸發(fā)器2的狀態(tài)控制多檔延時開關3，對經(jīng)過放大的輸入信號同步地進行斬波，使未經(jīng)斬波的、含有電磁感應耦合效應的圖2所示的波形變成斬波后的不含電磁感應耦合效應的圖4所示的波形，并將此波形提供給分頻器5，從而達到斬波去耦的目的。在電磁感應耦合嚴重足以影響激發(fā)極化觀測結果的地區(qū)，開關K1、K2接到觸點6、9，接入斬波去耦器；而在感應耦合影響輕微，可以忽略的地區(qū)，開關K1、K2接到觸點7、8，信號不經(jīng)斬波去耦器，直接進入現(xiàn)有激發(fā)極化測量接收機中的分頻器5。
圖6是圖5所示實施例的一種具體線路，包括觸發(fā)器2電路和多擋延時開關3電路兩部分。經(jīng)由晶體管BG1的同步信號控制與非門電路YF1-YF3及若干電阻R、電容C組成的單穩(wěn)觸發(fā)器的導通，單穩(wěn)觸發(fā)器控制晶體管BG1-BG2及相關元件構成的5擋延時開關的通斷，達到斬波去耦的效果。開關K1、K2也起接入/不接入斬波去耦器的作用。
本實施例頻率范圍從0.01Hz到100Hz，斬波寬度Δt從0秒到10秒，斬波比Q從0到3/4連續(xù)可調。
實施例2參見附圖7本實施例與實施例1的區(qū)別在于，選用集成電路構成的單片機10取代晶體管觸發(fā)器，其它構成同實施例1。工作原理亦同實施例1。同步信號經(jīng)隔離器1傳給單片機10，單片機10控制多擋延時開關3，完成斬波去耦的任務。
需要斬波去耦時，開關K1、K2接入斬波去耦器，不需要時則不接入。
權利要求1.一種激發(fā)極化測量斬波去耦器，其特征在于，它由單片機控制的多檔延時開關構成，所述多檔延時開關的檔數(shù)至少為3檔。
2.根據(jù)權利要求1所述的激發(fā)極化測量斬波去耦器，其特征在于，所述多檔延時開關為5-10檔。
3.一種激發(fā)極化測量斬波去耦器，其特征在于，它由晶體管觸發(fā)器控制的多檔延時開關構成，所述多檔延時開關的檔數(shù)至少為3檔。
4.根據(jù)權利要求3所述的激發(fā)極化測量斬波去耦器，其特征在于，所述多檔延時開關為5-10檔。
專利摘要本實用新型公開了一種克服激發(fā)極化測量中電磁感應耦合影響的斬波去耦器，該裝置為一由單片機或晶體管觸發(fā)器控制的多檔延時開關，可安裝在現(xiàn)有的激發(fā)極化接收機內(nèi)部的前置放大器之前或之后。該裝置具有寬頻率，高精度，多檔可選的延時寬度和延時比。使用該裝置后，能夠提高激發(fā)極化測量精度，加快觀測速度，縮短野外工作時間，減輕勞動強度，降低成本，達到提高工作效率和經(jīng)濟效益的目的。
文檔編號G01V3/08GK2781399SQ20052005023
公開日2006年5月17日 申請日期2005年2月1日 優(yōu)先權日2005年2月1日
發(fā)明者何繼善 申請人:湖南繼善高科技有限公司