Устройство для геоэлектроразведки

Устройство для геоэлектроразведки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

* е

/ г г (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 020476 (21) 2341493/18-25 (51)М. Кл.

01 V 3/06 с присоединением заявки ивЂ

Госуаарствеиинй комитет

СССР по яелам изобретений и открнтий (23) Приоритет

Опубликовано 25.04В0. Бюллетень М 15

Дата опубликования описания 250480 (53) УДК 550-837.(088. 8) (72) Авторы изобретения

Г.Я.Черняк, H.H.Шарапанов и Т,B,ßêîâëåâà (71) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский институт гидрогеологии и инженерной геологии (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ

Изобретение относится к устройствам, применяемым в геофизической разведке полезных ископаемых, и предназначено для выполнения геоэлектрораэведки методом вызванной поляризации (ВП) с целью, например, геологической съемки, поисков и разведки подземных вод или рудных месторождений и может быть также использовано при геоэлектрораэведке мето1О дом переходных процессов (МПП) .

Известны устройства для геоэлектроразведки, в которых измеряются потенциалы вызванной поляризации и их спад во времени при геоэлектрораэвед- 15 ке методом ВП в импульсном режиме возбуждения поля, содержащее генератор постоянного тока, питающий и приемный диполи, усилитель постоянного тока и регистратор (1). 20

Однако такие устройства не позволяют непосредственно измерять временные параметры переходного процесса

ВП, протекаюше 1 в геологической среде. Укаэанш и т-.араметры, в том 25 числе и постоянная времени - вп спада потенциалов И:, могут быть найдены лишь в реэ.ульгате специальной весьма трудоемк эй и чреватой значительными пог1 .ии. <:тямн математической 3() обработки результатов измерений.

Оговорим, что здесь н далее под понимается постоянная времени переходного процесса, описываемого экспоненцнальным законом Л tJ+„(t) = -t

= g Ut „(0)f- /t= q, где t — время, отсчитываемое от момента включения тока заряда в цепи питающего диполя.

Известен также импульсный генератор с задержанной обратной связью, Это устройство имеет основной генератор высокой (несущей) частоты, модулятор, следящую линию э адержки, детектб, усилитель, вспомогательный генератор видеоимпульсов, с выхода которого сигнал попадает йа модулятор, замыкая цепь обратной связи, и на измеритель частоты.

Генератор видеоимпульсов запускают продетектированными импульсами, прошедшими. через следящую линию задержки. В итоге частота повторения импульсов определяется временем задержки во всех элементах замкнутой системы. Для того, чтобы измерить время запаздывания в следящей линии, частоту измеряют дважды: один раз беэ линии, а другой — после ее включения. Разница между периодами повторения., измеренная в этих двух

72984? слу чаях, дает значение времени запаздывания в следящей линии задержки (2).

Невозможность использования таких устройств для измерения постоянной времени или других временных параметров нестационарных электромагнитных полей, изучаемых при геоэлектроразведке методами ВП и МПП, определяется прежде всего тем, что для возбуждения первичного поля в этих методах используются прямоугольные импульсы постоянного тока той или иной длительности ° Кроме того, необходимость выполнения двух измере.— ний (с линией задержки и беэ нее) не позволяет автоматизировать измерения искомого параметра.

Известно также устройство для геоэлектроразведки, в котором периодически возбуждают импульсы поляриэующего тока при работах по методу

ВП. Включение генератора. импульсов тока в цепь питающих электродов АВ осуществляется в момент, когда убывающая во времени амплитуда д 11 с измерительных электродов МИ в компараторе сравнивается с равной некоторой заранее фиксированной величиной U заданной источником опорного йапряжения. При этом промежуток времени Т между соседними импульсами тока заряда оказывается пропорциональным скорости спада сигнала Л П8Г1 и постоянным времени t< процесса ВП в данной геологической среде (3).

Недостатком описанного устройства, препятствующим его практическому использованию, является невозможность полной автоматизации измерения. Кроме того, при фиксированой величине

Upn oM ToK eMeHH T оказывается зависящим не только от скорости спада д Г) пса приемных электродах, но одновременно и от уровня сигнала ь11прна этих электродах в период пропускания тока в питающей цепи и от неподдающейся измерению начальной (в момент выключения тока) величины r) (О) коэффициента поляризуемости изучаемой среды.

Иными словами, длительность интервала времени, Т оказывается сложной функцией одновременно трех аргумен1 тов сзп Ь Опр П(< 1 НапРимеР TIPH Onu сании процесса ВП в упомянутой выше экспотенциальной форме связ ь времени Т с перечисленными величинами ь ж я 1 имеет вид: Т =.с „ д

Для повышения производительности труда за счет автоматизации измерении, регистрируя при этом непосредственно значения постоянной времени переходного процесса, вызванной электрической поляризацией горных пород, в устройство для геоэлектроразведки, содержащее генератор постоянного тока с питаюшими датчиками, последовательно соединенные приемные датчики, усилитель постоянного тока, согласующее устройство, подключенное к первому входу компаратора, исполнительное устройство и регистратор, а также источник опорного

5 напряжения, подключенный ко второму входу компаратора, .причем исполнительное устройство соединено с генератором постоянного тока, дополнительно введена схема временной о задержки, вход которого соединен с генератором постоянного тока, первый выход — с одним входом источника опорного напряжения, второй выход — с регистратором, а один из входов источника опорного напряжения 5 соединен с усилителем постоянного тока, другой- с исполнительным устройством.

Кроме того, источник опорного напряжени я выполнен в виде последоg() вательно соединенных ключа, делителя, блока памяти и согласующего устройства, причем на управляющий вход ключа подключена схема временной задержки, сигнальный вход — к усили телю постоянного тока, а управляющий вход блока памяти соединен с исполнительным устройством.

На фиг.1 дана блок-схема предлагаемого устройства для геоэлектроразведки; на фиг.2 — диаграммы тока

30 и напряжения на датчиках.

Устройство содержит генератор 1 постоянного тока с пультом управления, питающее 2 и приемные 3 датчики, усилитель 4 постоянного тока, З5 согласующее устройство 5 и компаратор б, источник 7 опорного напряжения, блок времени 8, исполнительное устройство 9, регистратор 10. Источник 7 опорного найряжения имеет

40 ключ 11, делитель 12, блок памяти 13 и согласующее устройство 14.

Убывающий во времени сигнал U„(t) = ь Брп (О) 0 ьп с приемных датчиков 3 поступает на вход усилителя 4 постоянного тока, выход которого подключен ко входу ключа 11 и одновременно через согласующее устройство 5 — к одному из входов компаратора 6, Ключ 11 управляется блоком времени 8 так, что в задан5О ный этим блоком момент времени после выключения тока в цепи питающего датчика сигнал с усилителя 4 поступает на делитель 12. Разделенное в делителе 12 в некоторый фиксирован55 ный момент времени t< .текущее значение.напряжения " =t1оо, где а — постоянный коэффициент, запоминается блоком памяти 13, выход которого через согласующее устройство

60 14 соединен со вторым входом компаратора 6 и удерживается им в течение одного цикла измерений. В момент времени t блок времени 8 выдает на регистратор 10 сигнал на 5 чало счета . Выход компаратора б

729542 включен на исполнительное устройство 9, соединенное с регистратором

10, блоком памяти 13 и с. пультом управления генератора 1 постоянного тока. В мсмент времени tn сравнения сигналов @9 > (t) и Uoq на выходах компаратора 6, когда выполняется равенство 4 Usn (t) = Uon срабатывает исполнительное устройство 9, которое стирает информацию, зафиксированную в блоке памяти 13, выдает на регистратор команду конец счета и команду на пульт управления генератором 1 тока на включение тока заданной амплитуды и полярности в цепь питающего датчика 2. Длительность импульса тока заряда через датчик 1$

2 регламентируется блоком времени 8.

С момента выключения тока в цепи питающего датчика блок времени вновь начинает отсчет времени, и процесс измерения повторяется. Длительность ;р промежутка времени А t = t — где tq — время паузы, между началом и концом счета регистратором 10 пропорциональна постоянной времени процесса ВП Л t = экgпа. При выборе коэффициента а равным по величине основанию натурального логарифма

В = 2,7 регистратор 10 выдает непосредственно искомую величину гвму .

Корректировка фиксируемого в блоке памяти уровня опорного сигнала Поп после каждого очередного импульса тока заряда исключает ошибку в измерении - „, возникающую из-за неполного спада потенциала ВП за временную паузу между импульсами, так 35 как по мере насыщения среды соответственно возрастает величина

U+z и погрешность в измерениях уменьшается.

Введение в схему новых элементов и связей выгодно отличает устройство от прототипа так как позволяет автоматизировать непосредственно измерения временного параметра пере- 45 ходного процесса ВП, минуя обработку результатов измерений и вычислительные операции, увеличивая тем самым производительность труда при работах методом ВП и МПП.. Формула изобретения

1. Устройство для геоэлектрораэведки, содержащее генератор постоянного тока с питающими датчиками, последовательно соединенные прием- ные датчики, усилитель постоянного тока, согласующее устройство, под- . ключенное к первому входу компаратора, исполнительное устройство и регистратор, а также источник опорного напряжения, подключенный ко второму входу компаратора, причем исполнительное устройство соединено с генератором постоянного тока, о т личающ,ееся тем,чт.о,с целью повышения производительности труда за счет автоматизации измерений, в устройство дополнительно введена, схема временной задержки, вход которого соединен с генератором постоянного тока, первый выход— с одним входом источника опорного напряжения, второй выход — с регистратором, а один иэ входов источника опорного напряжения соединен с усилителем постоянного тока, другой с исполнительным устройством.

2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что источник опорного напряжения выполнен в виде пос" ледовательно соединенных ключа, делителя,блока памяти и согласующего устройства, причем управляющий вход ключа подключен к схеме временной задержки, сигнальный вход — к усилителю постоянного тока, а управляющий вход блока памяти соединен с исполнительным устройством.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Комаров В.A. Электроразведка методом вызванной поляризации, Л., Недра, 1972, с.344.

2. Бова М.Т. и др. Вим1рювання р1зниц1 фаз у -pagioasxezTpoHizci..

Киев, 1972, с.183 °

3. Черняк Г.Я., Шарапанов Н.Н.

Об инструментальном способе измерения временных параметров вызванной поляризации геологических сред.

Труды ВСЕГИНГЕО. Вып. 90, М., 1975, с.87-90 (прототип) .

729542

Фиг.2

Составитель Л. Воскобойников

Техред 3,Чужик КоРРектоР П.Стен

Редактор Т.Шагова

Заказ 1257/40 Тираж 649

l(HHll! ill Государственнсго комитЕта СССР елам изобретений и открытий

11303, 1< r".íâà, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подли сное

Филиал ll lil Пате нт, г. Ужгороц, ул. Проектная, 4