Современные портативные осциллографы и их использование в качестве регистраторов геофизических сигналов
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
|
200x200
|
128x128
|
160x240
|
160x160
|
128x64
|
128x128
|
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.
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
|
132x128
|
320x240
|
320x240
|
128x64
|
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
|
*
|
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
|
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/