МАГНИТОМЕТР Российский патент 2002 года по МПК G01V3/10 G01R33/02 

Изобретение относится к области магнитной геологоразведки и может быть использовано при разведке железорудных месторождений.

Известен магнитометр феррозондового типа, включающий электрическую катушку с сердечником, питаемую переменным током, чувствительную к величине и направлению внешнего магнитного поля. В подключенной к источнику синусоидального напряжения катушке с сердечником в момент магнитного насыщения последнего происходит резкое падение магнитной проницаемости и индуктивного сопротивления катушки. Ток в цепи и напряжение на активном сопротивлении резко возрастает, а напряжение на индуктивном сопротивлении катушки падает скачкообразно. При отсутствии внешнего магнитного поля скачки напряжения на индуктивном сопротивлении и зажимах катушки симметричны в течение обоих полупериодов. При подмагничивании сердечника внешним постоянным полем Земли происходит нарушение симметрии скачков на зажимах катушки и равенство знакопеременных пиков в диагонали моста нарушается. Величина и направление магнитного поля Земли определяют характер рабочего сигнала и направление ассиметрии пиков (Магниторазведка. Справочник геофизика. / Под ред. В.Е. Никитинского, Ю.С. Глебовского. -М.: Недра, 1980 г. с.30).

Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является магнитометр феррозондового типа по схеме второй гармонии. Прибор состоит из схемы с двумя зондами, обмотки катушек которых соединены последовательно, но так, чтобы магнитные поля в них при пропускании электрического тока были прямо противоположны. Общий магнитный поток в отсутствие внешнего поля равен нулю. Вторичная обмотка охватывает одновременно оба зонда. При наличии внешнего магнитного поля в выражении для индукции одного из зондов все члены будут иметь положительный знак, в другом зонде ввиду обратного направления амплитуды переменного тока нечетные гармоники входят с отрицательным знаком, а четные - с положительным (Магниторазведка. Cправочник геофизика. / Под ред. В.Е. Никитинского, Ю.С. Глебовского. - М.: Недра, 1980 г., с.31-32).

Недостатками данных приборов являются низкая точность, искажение результирующего сигнала. Питающий и результирующий сигналы имеют синусоидальный характер, что приводит к усложнению получения результирующего сигнала, требует сложной аппаратуры для этого, усложняется конструкция приборов. Кроме того, приборы не обладают направленностью и не могут определить расположение центра рудного тела.

Технический результат предлагаемого изобретения - точное определение центра рудного тела, повышение чувствительности и направленности устройства, простота конструкции.

Технический результат достигается тем, что в магнитометре, содержащем катушки с сердечником, сердечник выполнен из магнитомягких пластин, имеющих Т-образную форму, причем измерительные катушки расположены симметрично на горизонтальной части сердечника, а питающая - на вертикальной его части или питающие катушки расположены симметрично на горизонтальной части сердечника, а измерительная - на вертикальной его части, при этом катушки, расположенные на горизонтальной части сердечника, включены встречно, а питание катушек является импульсным, прямоугольным.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 показан схематично общий вид магнитометра, на фиг.2 дана схема определения направления на рудное тело.

Магнитометр состоит из питающей или измерительной катушки 1 и измерительных или питающих катушек 2, сердечника 3, выполненного в виде Т-образных пластин из магнитомягкого материала, на горизонтальных частях которого симметрично расположены измерительные или питающие катушки 2, а на вертикальной его части расположена питающая или измерительная катушка 1. Магнитометр снабжен чувствительным гальванометром 4. Питание катушек является импульсным, прямоугольным, благодаря чему датчик магнитометра является фазочувствительным к внешнему магнитному полю рудного тела. Катушки измерительные или питающие, расположенные на горизонтальной части сердечника, включены встречно.

В отсутствии магнитного поля рудного тела слабое магнитное поле Земли создает в горизонтальных частях сердечника встречные, взаимнокомпенсирующие друг друга магнитные потоки, и в гальванометре 4 отсутствует сигнал.

Знакопеременное магнитное поле рудного тела создает асимметрию магнитных потоков в горизонтальных частях сердечника, появляется сигнал дисбаланса, фиксируемый гальванометром 4.

Устройство работает следующим образом.

При подходе к рудному телу (положение "в") сердечник 3 взаимодействует со знакопеременным магнитным полем рудного тела. Когда магнитные линии рудного тела входят в горизонтальную часть сердечника 3, их напряженность увеличивается в несколько раз (для магнитомягких материалов - в 50000-10000), таким образом в сердечнике происходит усиление напряженности магнитного поля.

Кроме того, в горизонтальной части сердечника 3 происходит векторное суммирование знакопеременного магнитного поля рудного тела и поля, наведенного в сердечнике 3. В результате имеем усиленный суммарный магнитный поток, направленный вправо, фиксируемый отклонением стрелки гальванометра 4 также вправо.

Над центром рудного тела (положение "а"), как и в случае отсутствия магнитного поля рудного тела, магнитные потоки рудного тела и наведенные в горизонтальной части сердечника 3 взаимно компенсируют друг друга, в гальванометре 4 отсутствует сигнал.

В положении "б", как и в положении "в", также происходит векторное суммирование знакопеременного магнитного поля рудного тела и поля, наведенного в сердечнике 3, в результате имеем усиленный результирующий магнитный поток, направленный влево, фиксируемый отклонением стрелки гальванометра также влево.

Получая картину знакопеременных показаний магнитометра в плане, получаем центральную линию и контуры рудного тела в плане.

Использование предлагаемого изобретения позволит точно определить центр и контуры рудного тела при поисках железорудного сырья в полевых условиях до приведения дорогостоящих буровых работ, вести бурение только в пределах рудного тела, что существенно снижает объем и время проведения буровых работ, повышает качество бурения при существенной простоте конструкции устройства.

Изобретение относится к области магнитной геологоразведки и может быть использовано при разведке железорудных месторождений. Изобретение обеспечивает точное определение центра рудного тела, повышение чувствительности и направленности устройства и простоту конструкции устройства. Магнитометр содержит катушки с сердечником, причем сердечник выполнен из магнитомягких пластин, имеющих Т-образную форму, измерительные катушки расположены симметрично на горизонтальной части сердечника, а питающая катушка - на вертикальной его части или наоборот. Катушки, расположенные на горизонтальной части сердечника, включены встречно. Питание катушек импульсное, прямоугольное. 2 ил.

Магнитометр, содержащий катушки с сердечником, отличающийся тем, что сердечник выполнен из магнитомягких пластин, имеющих Т-образную форму, причем измерительные катушки расположены симметрично на горизонтальной части сердечника, а питающая - на вертикальной его части или питающие катушки расположены симметрично на горизонтальной части сердечника, а измерительная - на вертикальной его части, при этом катушки, расположенные на горизонтальной части сердечника, включены встречно, а питание катушек является импульсным, прямоугольным.