Устройство для геоэлектроразведки

Устройство для геоэлектроразведки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСЛНИЕ ВШИТО

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сова Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.07.78 (21) 2647381/18-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл.

G 01R 33/00//

G 01V 3/02

Государстееиимй комитет

СССР по делам иаобрегеиий и открытий (43) Опубликовано 07.03.81. Бюллетень № 9 (53) УДК 550.837 (088.8) (45) Дата опубликования описания 07.03.81

1О. В. Аладинский, Л. 3. Бобровников, В. А. Пимпов, (72) Авторы изобретения

В. В. Сушкевич и Л. И. Орлов

Московский ордена Трудового Красного Знам геологоразведочный институт им. Серго Орджон (71) Заявитель кидзе

Г:

c. ил (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ

Изобретение относится к области электроизмерений переменных полей и может быть использовано в технической физике, папример, в геоэлектроразведке при измерении переменных магнитных и электриче- 5 ских полей с целью поиска и разведки месторождений полезных ископаемых.

Известно устройство для измерения переменных магнитных и электрических полей, содержащее генератор тока, соединенный с 10 задающим датчиком поля, и измеритель сигналов, соединенный с бесконтактным датчиком переменного магнитного или электрического поля. В данном устройстве применяют индукционные преобразователи, 15 которые имеют ряд преимуществ перед другими датчиками — феррозондовыми приемниками, квантовыми магнитометрами и т. д. (11

Недостатком известного устройства явля- 2о ется то, что в них по мере увеличения чувствительности уменьшается полоса пропускания, а это приводит к неодинаковой чувствительности устройства в диапазоне частот. 25

Известно также устройство, которое содержит токовую цепь, состоящую из последовательно соединенных генератора тока и задающего датчика поля, и приемную цепь, состоящую из последовательно соединенных основного приемного датчика поля и измерителя сигналов, причем приемный датчик снабжен корректирующей цепью, позволяющей при настройке устройства установить одинаковую чувствительность при изменении частоты (2).

Недостатком устройства является то, что оно не обеспечивает одинаковой чувствительности при изменении частоты в случае меняющихся внешних условий со временем (например, при изменении температуры окружающей среды, напряжения источников питания и т. д.). Кроме того, в данном устройстве предусматривается поддерживать очень низкую чувствительность, она определяется чувствительностью на самых низких частотах, а увеличение чувствительности при увеличении частоты компенсируется корректирующей цепью, что также является недостатком данного устройства.

Целью изобретения является поддержание одинаковой (высокой) чувствительности устройства при изменении частоты тока.

Для достижения цели устройство снабжено последовательно соединенными вспомогательным приемным датчиком поля, блоком согласования, блоком управления и регулятором тока, выход которого подключен к входу генератора тока, а также источ811160

65 ником опорного сигнала, подключенным к блоку управления.

Такое конструктивное выполнение устройства позволяет следить за изменениями чувствительности устройства и автоматически поддерживать ее постоянной при изменении внешних и внутренних условий эксплуатации устройства.

На чертеже изображена структурная схема устройства, Устройство содержит генераторный датчик 1 поля, генератор тока 2, регулятор тока 3, блок управления 4, источник опорного сигнала 5, блок согласования 6, вспомогательный приемный датчик 7, основной приемный датчик 8, измеритель сигналов 9.

Устройство работает следующим образом.

С помощью генераторного датчика 1, соединенного с генератором тока 2, в исследуемой. среде возбуждается переменное электромагнитное поле. В качестве генераторного датчика 1 может быть использована индукционная рамка, петля, заземленный диполь, заземленная питающая линия длиной до нескольких километров. В качестве генератора тока 2 может быть использован любой серийно выпускаемый генератор.

В заданных точках исследования располагается основной приемный датчик 8, соединенный с измерителем сигналов 9. В качестве приемного датчика 8 может быть использован индукционный преобразователь (при измерении магнитных полей), тороидальный бесконтактный датчик электрического поля (при измерении вихревых электрических полей) или заземленный диполь (при измерении потенциальных электрических полей) . В качестве измерителя сигналов 9 может быть использована серийно выпускаемая аппаратура для измерения амплитуд и разности фаз.

Пусть в качестве генераторного датчика

1 используется заземленная питающая линия длиной 1 — 2 км, расположенная на поверхности земли, в качестве приемного датчика 8 используется горизонтально расположенный индукционный преобразователь.

Суммарное магнитное поле в точке измерений содержит три компоненты: одну вертикальную, определяющуюся, в основном, нормальным полем, возбуждаемым датчиком

1 в воздухе (эта компонента практически не зависит от свойств земли), и две горизонтальных, которые можно выбрать так, что они будут определяться только вторичным полем (такая компонента зависит, в основном, от свойств земли и является полезной, несущей необходимую информацию).

B точке измерений помимо датчика 8 (горизонтального) располагают датчик 7 (вертикальный), конструкция которого полностью повторяет конструкцию датчика 8.

Датчик 7 через блок согласования 6 под4 ключен к блоку управления 4. Блок согласования 6 предназначен для оптимального согласования выходных параметров датчика 7 с блоком управления 4. Блок управления 4 может быть выполнен в виде схемы сравнения на два входа и усилителя мощности, K одному из входов схемы сравнения подключен выход блока согласования

6, а к другому входу — выход источника сигнала 5. На два входа блока управления

4 будут воздействовать два напряжения, одно от источника сигнала 5, а другое— с выхода детектора блока согласования 6.

Если величина этих напряжений разная, то на выходе схемы сравнения блока 4 появляется сигнал рассогласования, этот сигнал усиливается усилителем мощности и с выхода блока управления 4 поступает на регулятор тока 3. Регулятор тока 3 изменяет вырабатываемый генератором 2 ток, чтобы напряжение на выходе блока согласования 6 стало равным напряжению источника опорного сигнала 5. В качестве регулятора тока 3 может быть использован регулирующий транзистор, тринистор с фазовым управлением, широтно-импульсный модулятор и другие стандартные схемы электронных регуляторов тока.

Таким образом, изменения сигнала на выходе датчика 7 поля автоматически компенсируются изменениями величины возбуждающего датчик 1 тока. Благодаря этому на рабочей частоте независимо от изменения условий окружающей среды чувствительность устройства (выходной сигнал датчика 7, а также датчика 8) будет поддерживаться с заданной точностью, а изменения сигнала на выходе датчика 8 поля будут обусловлены только свойствами изучаемой среды (земли) .

При работе с синусоидальной формой тока источник сигнала 5 выполняют в виде блока стабилизированного по амплитуде синусоидального напряжения, вход которого соединяют со вспомогательным выходом генератора тока 2 (на чертеже не показано) для получения когерентного опорного сигнала.

В ряде случаев, например, при измерении вихревых электрических полей, датчики поля 7 и 8 из-за недостаточно широкой полосы пропускания дифференцируют входной сигнал (или из-за явления поляризуемости вмещающей среды интегрируют его), что также приводит к изменению чувствительности устройства на разных частотах. Если, например, форма вырабатываемого генератором 2 тока прямоугольная, то сигнал на выходе датчика 8 имеет «завал», величина которого тем больше, чем ниже частота.

Для устранения этого, датчик 7 поля располагают вблизи генераторного датчика 2.

В этом случае полезный сигнал, принимаемый датчиком 8, отсутствует в сигнале на выходе датчика 7.

811160

Формула изобретения

Составитель В. Зверев

Тсхред Л. Куклина

Корректоры: Л. Орлова и Н. Федорова

Редактор В. Большакова

Заказ 222/7 Изд. № 172 Тираж 749 Подписнос

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр Сапунова, 2

Как и в первом из описанных выше случаев, регулятор тока 3 в течение каждого импульса так изменяет вырабатываемый генератором 2 ток, что форма напряжения на выходе датчика 7 поддерживается прямоугольной, а на выходе датчика 8 отличается от прямоугольной только за счет влияния земли (исследуемой среды), причем указанные отклонения и служат для характеристики свойств изучаемой среды.

Устройство для геоэлектроразведки, содержащее токовую цепь, состоящую из последовательно соединенных генератора и генераторного датчика, приемную цепь, включающую соединенные приемный датчик и измеритель сигналов, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью поддержания одинаковой чувствительности устройства при изменении частоты тока, оно снабжено последовательно соединенными вспомога5 тельным приемным датчиком, блоком согласования, блоком управления и регулятором тока, выход которого подключен к входу генератора тока, а также источником опорного сигнала, подключенным к блоку

10 управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

15 1. Сверхпроводимость в геоэлектроразведке, под ред. В. С. Суркова, «Недра», Новосибирск, 1977, с. 125 — 129.

2, Авторское свидетельство СССР № 523524, кл. G 01К 33/02, 1976 (прототип).