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.
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 |
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 |
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 применялись материалы сети Интернет из общего доступа