Современные
портативные осциллографы и их использование в качестве регистраторов
геофизических сигналов.
Некоторые
зарубежные фирмы выпускают портативные комбинированные приборы, совмещающие
цифровой осциллограф и мультиметр. В зависимости от товарного знака их могут
называть осциллоскопами (Oscilloscope), скопметрами(ScopeMeter), мультископами
(MultiScope), графическими мультиметрами или просто портативными
осциллографами. Приборы имеют графический жидкокристаллический экран,
автономное питание, небольшой вес и компактные размеры. Это дает возможность
использовать их, при некоторых условиях, в качестве полевых регистраторов
геофизических сигналов. Возможны измерения как непрерывных (гармонических), так
и импульсных (переходных) процессов и фиксации их на экране для детального
рассмотрения. Многие из осциллографов имеют память на несколько экранов и
интерфейс связи с компьютером, что позволяет сохранять и переписывать данные
для последующей обработки. Ниже дан обзор моделей одно и двух-канальных
портативных осциллографов, представленных на российском рынке, с выборочными
характеристиками :
Таблица1.
Характеристики 1-канальных портативных осциллографов
Производитель
модель
Velleman
HPS-40
Metex
MS-2000
Metex
MS-1280(L)
SUMMIT
DMM-740
BeeTECH**
700
BeeTECH**
70
ST&T
G7 (G9)
Полоса пропускания, МГц
5
2
5
1
5
0,2
0,7 (0,5)
Число каналов
1
1
1
1
1
1
1
Размер экрана, пикс.
192х112
200×200
128×128
160×240
160×160
128×64
128×128
Верт. Отклонение, dV/дел.
5мВ…20В
0,1В…100В
0,5В…50В
*
10мВ…200В
0,1…600В
0,5…500В
Развертка, dt/дел.
50нс…1ч
2мкс…2с
800нс…26мс
1мкс…5с
0,25мкс…2с
10мкс…1с
1мкс…10с
Длина записи, точек/канал
256
*
*
512
256
*
*
Память, экранов
2
*
*
8
15
15
8
Внешний запуск
–
–
–
–
–
–
–
Курсоры или маркеры
+
+
+
*
+
–
–
Связь RS-232 (ПО)
+
+
–
–
+
+
+
Генератор сигналов
–
–
1Гц…10кГц
–
3Гц…78кГц
1…20кГц
–
Время автон. работы, час
до 20
*
*
3,5
8 (6)
6
*
Тип батареи
NiCd (5хAA)
4хNiMH
*
NiCd (6хАА)
NiCd (6хАА)
6хАА
аккум.
Габаритные размеры
220х105х35
207х97х50
*
220х100х52
210х107х56
210х107х56
*
Вес, кг
0,45
0,65
*
0,5
0,8
0,8
0,6
Примечания: * –
нет данных.
** Графическим
мультиметрам BeeTECH 70 и 700 соответствуют идентичные модели WENS (Корея), и
производимые фирмой Voltcraft (Германия) модели GDM-705 и DMM-750. Общий
недостаток – плохая работа с не гармоническими (импульсными) сигналами: очень
не устойчивый запуск, отсутствие курсорных измерений при захвате экрана.
Таблица 2.
Характеристики 2-канальных портативных осциллографов
Производитель
модель
FLUKE
123 (124)
FLUKE
192-199
Tektronix
THS720-730
Protek
S2401(05)
EZ
Digital (LG)
OS-310M
Metex
DG
Scope
Aktakom
ACK-4201
Портативные
осциллографы
Полоса пропускания, МГц
20 (40)
60-200
100 (200)
1 (5)
100
20
5 (?)
Число каналов
2
2
2
2
2
2
2
Размер экрана, пикс.
240х240
320х240
320х240
132×128
320×240
320×240
128×64
Верт. Отклонение, dV/дел.
5мВ…500В
5мВ…100В
5мВ…50В
0,5В…500В
1мВ…5В
5мВ…2В
0,1В…5В
Развертка, dt/дел.
10нс…1мин
5нс…2мин
5нс…50с
1мкс…5с
5нс…5с
50нс…2с
0,5мкс..0,2с
Длина записи, точек/канал
512
1000
2500
512
2048
*
до 8000
Память, экранов
10 (20)
10+100авто
10
16 этал.
10
*
*
Внешний запуск
опция
+
+
+
+
–
+
Курсоры или маркеры
– (+)
+
+
–
+
+
+
Связь RS-232 (ПО)
+
+
+
+
+
+
+
Генератор сигналов
–
500Гц (3В)
–
–
1кГц (0,5В)
–
–
Дополнительные опции
Сглаживание сигнала
Мат. обработка
Мощностные измерения (Р)
тахометр
Математика, принтер
8-кан. лог. анализатор
2-канал. частотометр
Время автон. работы, час
4 (7)
4
2
4
до 1,5
*
*
Тип батареи
NiCd,
NiMH
NiMH
NiCd
NiMH
NiCd
(12В)
NiMH
6хАА
Габаритные размеры
232х115х50
250х169х64
217х177х51
195х90х40
180х255х67
250х146х60
200х90х55
Вес, кг
1,2
2
1,5
0,3
2
2
0,75
Примечания: * –
нет данных.
Варианты
использования:
1)
Малоглубинная сейсмостанция.
Наиболее хорошо
подходят для этих целей 2-канальные осциллографы фирмы FLUKE (120 и 190-серий)
EZ Digital OS-310M и Tektronix (серия THS700). Они имеют внешний запуск,
который можно использовать в качестве “отметки момента” (ОМ), хорошую
чувствительность и программное обеспечение, позволяющее сохранять и
импортировать полученные сейсмограммы в другие аналитические программы. В
дальнейшем возможна компоновка и конвертация данных в стандартные сейсмические
форматы (SEGY, SEG-2). Если у осциллографа имеются 2 канала, но без внешнего
запуска, то один канал можно использовать как измерительный, второй в качестве
ОМ. Это модели FLUKE 120-серии (без кабеля ITP120), Metex (DG Scope 20MHz),
Protek S2401- S2405.
Использование
одноканальных осциллографов, как Velleman HPS, BeeTECH, Voltcraft и др., без
внешнего запуска, достаточно проблематично. Можно попробовать завести на один
канал и сейсмоприемник и отметчик момента, способный выработать короткий
импульс запуска начала измерений, не влияющий на дальнейший процесс регистрации
волнового поля. В крайнем случае, можно воспользоваться “ручным” запуском, при
снижении точности измерений. Все это возможно при хорошей работе приборов с
импульсными сигналами и надежном запуске, что не всегда выполняется для
“простых” графических мультиметров. Для ряда моделей (Protek, Metex
MX) имеющих невысокую чувствительность, понадобится дополнительный усилитель.
Общий недостаток таких систем регистрации состоит в том, что портативные
осциллографы не могут накапливать сигнал (кроме OS-310M). Учитывая небольшую глубину
исследования, это можно считать не критичным. Другой недостаток – небольшая
память для хранения данных: придется либо довольствоваться простейшей
интерпретацией в поле, либо постоянно копировать результаты в ноутбук (при
наличии интерфейсного кабеля и ПО).
2)
Электроразведочный приемник-регистратор.
Постоянный ток.
При наличии неполяризующихся электродов, скопметром можно проводить съемку
методами сопротивлений на постоянном токе и естественного поля (ЕП), как в
режиме осциллоскопа, так и в режиме мультиметра. В режиме осциллографа удобно
исследовать вызванную поляризацию (ВП).
Переменный ток.
Осциллографирование позволяет проводить исследования практически всеми методами
электроразведки на переменном токе: ПЕЭП, ПЕМП, методы сопротивлений на низкой
частоте, индукционные методы; при наличии 2 каналов, возможны импедансные,
фазовые и измерения действительных и мнимых компонент электромагнитного поля
(МТЗ, ЧЗ, ДИЗ). При полосе пропускания осциллографа более 1МГц доступны
наблюдения за переходными процессами неустановившихся сигналов (МПП, ЗС).
В некоторых
случаях, при недостаточной чувствительности, может понадобиться дополнительный
усилитель сигнала (широкополосный, либо с необходимой фильтрацией).
3) Другие
применения.
Имея достаточно
высокое входное сопротивление, портативные осциллографы хорошо согласуются с
различными геофизическими датчиками (электрическими, магнитными,
акустическими), что ограничивает их применение в составе геофизической
аппаратуры только фантазией исполнителя и ценой. Хорошие модели осциллографов
обладают высокой стоимостью, однако она во много раз меньше цены
специализированной геофизической аппаратуры, выпускаемой небольшими партиями
под конкретное применение. К примеру, скопметр FLUKE 190-серии в режиме
электронного самописца (TrendPlot), может с успехом заменить 1-канальный
цифровой каротажный регистратор: здесь сигнал с сельсин датчика (отметка
глубины) подается на один канал осциллографа, а измеряемый сигнал на другой.
При дискретизации 10см осуществим каротаж более чем 2,5 п.км скважины с
сохранением результатов в памяти прибора, которые затем можно переслать в
компьютер.
Список
литературы
Для подготовки
данной работы были использованы материалы с сайта http://geo.web.ru/