Схема магнитной компенсации и способ компенсации выходного сигнала магнитного датчика, реагирующего на изменения первого магнитного поля - RU2015144973A

1. Схема аддитивной магнитной компенсации, содержащая по меньшей мере один сенсорный блок, который выводит первый цифровой сигнал, и контроллер, который принимает упомянутый первый цифровой сигнал, вычисляет цифровой компенсирующий сигнал и затем передает упомянутый цифровой компенсирующий сигнал к упомянутому сенсорному блоку, в которой упомянутый сенсорный блок содержит

магнитный датчик, который создает первый аналоговый сигнал посредством восприятия составляющей магнитного поля;

сумматор, который принимает первый аналоговый сигнал и выводит второй аналоговый сигнал;

ADC (аналого-цифровой преобразователь), который преобразует упомянутый второй аналоговый сигнал в упомянутый первый цифровой сигнал, и

DAC (цифроаналоговый преобразователь), который преобразует упомянутый цифровой компенсирующий сигнал в третий аналоговый сигнал для ввода в сумматор.

2. Схема магнитной компенсации с обратной связью, содержащая по меньшей мере один сенсорный блок, который выводит первый цифровой сигнал, и контроллер, который принимает упомянутый первый цифровой сигнал, вычисляет цифровой компенсирующий сигнал и затем передает упомянутый цифровой компенсирующий сигнал к упомянутому сенсорному блоку, в которой упомянутый сенсорный блок содержит

магнитный датчик, который воспринимает сумму первого магнитного поля и компенсирующего магнитного поля, создаваемого катушкой обратной связи, чтобы образовать первый аналоговый сигнал;

катушку обратной связи, через которую протекает компенсирующий ток, для формирования упомянутого компенсирующего магнитного поля на протяжении объема, занятого упомянутым магнитным датчиком,

аналого-цифровой преобразователь (ADC), который преобразует упомянутый первый аналоговый сигнал в упомянутый первый цифровой сигнал;

цифроаналоговый преобразователь (DAC), который преобразует упомянутый цифровой компенсирующий сигнал во второй аналоговый сигнал; и

преобразователь напряжение-ток, который принимает напряжение упомянутого второго аналогового сигнала и возбуждает упомянутую катушку обратной связи упомянутым компенсирующим током для создания упомянутого компенсирующего магнитного поля.

3. Магнитный компенсатор, содержащий схему магнитной компенсации, выбранную из схемы аддитивной магнитной компенсации по п. 1 и схемы магнитной компенсации с обратной связью по п. 2, также содержащий компьютер, который формирует предсказываемую модель магнитного поля в цифровой форме.

4. Магнитный компенсатор по п. 3, в котором контроллер в упомянутой схеме компенсации импортирует упомянутый первый цифровой сигнал, упомянутую предсказываемую модель магнитного поля в цифровой форме и выводит упомянутый цифровой компенсирующий сигнал к упомянутой схеме компенсации.

5. Магнитный компенсатор по п. 3, дополнительно содержащий носитель данных, который сохраняет упомянутый первый цифровой сигнал, упомянутый цифровой компенсирующий сигнал и входные данные вспомогательного датчика.

6. Магнитный компенсатор по п. 3, в котором упомянутая предсказываемая модель магнитного поля в цифровой форме вычисляется в реальном времени.

7. Магнитный компенсатор по п. 3, в котором упомянутая предсказываемая модель магнитного поля в цифровой форме вычисляется на основании входных сигналов для упомянутого компьютера, выбранных из группы: первый цифровой сигнал, выводимый упомянутой схемой магнитной компенсации, цифровой компенсирующий сигнал, выводимый контроллером в упомянутой схеме компенсации, выходные сигналы устройства AHRS (системы вертикали и курса), выходные сигналы глобального устройства местоопределения, выходные сигналы акселерометра, выходные сигналы инклинометра, выходные сигналы преобразователя угловой скорости, выходные сигналы устройства мониторинга тока, выходные сигналы магнитометра статического поля, выходные сигналы таймера

и сочетания их.

8. Компенсатор активной электромагнитной разведочной системы, содержащий магнитный компенсатор, выбранный из группы: магнитные компенсаторы по пп. 3-7 и их сочетания, при этом токовый волновой сигнал передатчика в электромагнитной разведочной системе измеряется с помощью преобразователя ток-напряжение для образования выходного аналогового сигнала, причем упомянутый аналоговый сигнал преобразуется в цифровую форму аналого-цифровым преобразователем для ввода в контроллер упомянутого магнитного компенсатора.

9. Компенсатор активной электромагнитной системы по п. 8, в котором упомянутый магнитный компенсатор компенсирует первичное магнитное поле упомянутого передатчика.

10. Компенсатор активной электромагнитной системы по п. 8, в котором контроллер в упомянутом магнитном компенсаторе передает информацию о волновом сигнале к упомянутому передатчику.

11. Компенсированный приемник электромагнитного поля, содержащий магнитный компенсатор, выбранный из группы: магнитные компенсаторы по пп. 3-7 и их сочетания, при этом упомянутый магнитный компенсатор установлен в транспортируемом корпусе вместе с источником питания.

12. Компенсированный приемник электромагнитного поля по п. 11, в котором токовый волновой сигнал передатчика в электромагнитной разведочной системе измеряется с помощью преобразователя ток-напряжение для создания выходного аналогового сигнала, при этом упомянутый аналоговый сигнал преобразуется в цифровую форму аналого-цифровым преобразователем для ввода в контроллер упомянутого магнитного компенсатора.

13. Способ компенсации выходного сигнала магнитного датчика, реагирующего на изменения первого магнитного поля, содержащий этапы, на которых:

А) измеряют составляющую магнитного поля, чтобы создать первый аналоговый сигнал;

В) создают второй аналоговый сигнал суммированием упомянутого первого аналогового сигнала с третьим аналоговым

сигналом, используя сумматор;

С) преобразуют упомянутый второй аналоговый сигнал в первый цифровой сигнал с использованием аналого-цифрового преобразователя,

D) вводят упомянутый первый цифровой сигнал в контроллер с помощью цифровых линий связи;

Е) вычисляют выходной цифровой сигнал с использованием упомянутого контроллера, передают упомянутый выходной цифровой компенсирующий сигнал с помощью цифровой линии связи; и

F) преобразуют упомянутый выходной цифровой компенсирующий сигнал в упомянутый третий аналоговый сигнал с помощью цифроаналогового преобразователя, выводят упомянутый третий аналоговый сигнал к сумматору.

14. Способ по п. 13, в котором передачу упомянутых цифровых сигналов осуществляют с помощью непосредственного электрического соединения, оптического соединения, инфракрасного соединения, беспроводного соединения или их сочетаний.

15. Способ по п. 13, в котором на этапе Е компьютер использует упомянутый первый цифровой сигнал и входные сигналы вспомогательного датчика для формирования предсказываемой модели магнитного поля в цифровой форме.

16. Способ по п. 15, в котором контроллер импортирует упомянутый первый цифровой сигнал, упомянутую предсказываемую модель магнитного поля в цифровой форме и выводит упомянутый цифровой компенсирующий сигнал.

17. Способ по п. 15, в котором после этапа Е носитель данных сохраняет упомянутый первый цифровой сигнал, упомянутый цифровой компенсирующий сигнал и упомянутые данные вспомогательного датчика.

18. Способ компенсации выходного сигнала магнитного датчика, реагирующего на изменения первого магнитного поля, содержащий этапы, на которых:

А) создают первый аналоговый сигнал, который формируют посредством восприятия составляющей суперпозиции первого магнитного поля и компенсирующего магнитного поля катушки обратной связи;

В) преобразуют упомянутый первый аналоговый сигнал в первый цифровой сигнал;

С) вводят упомянутый первый цифровой сигнал в контроллер с помощью цифровой линии связи;

D) вычисляют выходной цифровой сигнал с использованием упомянутого контроллера, передают упомянутый выходной цифровой компенсирующий сигнал с помощью цифровой линии связи;

Е) преобразуют упомянутый выходной цифровой компенсирующий сигнал во второй аналоговый сигнал с помощью цифро-аналогового преобразователя, выводят второй аналоговый сигнал;

F) преобразуют упомянутый второй аналоговый сигнал в компенсирующий ток с помощью преобразователя напряжение-ток; и

G) передают упомянутый компенсирующий ток в упомянутую катушку обратной связи с тем, чтобы создать упомянутое компенсирующее магнитное поле, которое противодействует упомянутому первому магнитному полю, когда его измеряют на этапе А.

19. Способ по п. 18, в котором передачу цифровых сигналов осуществляют с помощью способов, выбираемых из группы: непосредственное электрическое соединение, оптическое соединение, инфракрасное соединение, беспроводное соединение и их сочетания.

20. Способ по п. 18, в котором на этапе D компьютер преобразует упомянутый первый цифровой сигнал и любые входные данные вспомогательного датчика в предсказываемую модель магнитного поля в цифровой форме.

21. Способ по п. 20, в котором контроллер импортирует упомянутый первый цифровой сигнал, упомянутую предсказываемую модель магнитного поля в цифровой форме и выводит упомянутый выходной цифровой компенсирующий сигнал.

22. Способ по п. 20, в котором упомянутый первый цифровой сигнал сохраняют после этапа D на носителе данных, который сохраняет упомянутый первый цифровой сигнал, упомянутый выходной цифровой компенсирующий сигнал и упомянутые входные данные вспомогательного датчика.