Устройство для геофизической разведки Советский патент 1984 года по МПК G01V3/04 

Изобретение относится к геофизиче кой разведке рудных месторождений и может быть использовано при разведке угля. Известны устройства геоэлектрохимической разведки, позволяющие определять количественное и качественное содержание рудных месторождений способом поляризационных кривых. Эти устройства содержат управляемый источник питания (источник питания с изменяемым внутренним сопротив лением) , генератор напряжения компен сации, питающие и измерительные элек троды, измерительный прибор Cl. Однако указанные устройства не позволяют обеспечить достаточную точ ность измерения, так как не обладают способностью автоматически устанавли вать полярность сигнала компенсации. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для геофизической разведки рудных месторождений, содержащее источник питания, один выход которого непосредственно, а другой через датчик тока связаны с питакяцими электро дами, генератор напряжения компенсации, вход которого соединен с выходо датчика тока, сумматор, один из входов которого соединен с измерительными электродами, измерительный прибор, входы которого связаны с выхода ми сумматора и датчика 2. Указанное устройство обладает низ кой точностью измерений, особенно в измерении начальных участков поляризационных кривых, т.е. в режиме малых токов, протекающих через рудное тело, а также невысокой производительностью труда. Цель изобретения - повышение точности измерений и производительности труда. Указанная цель достигается тем, что в устройство для геофизической разведки, содержащее источник питания , один выход которого непосредственно, а другой через датчик тока соединены с питающими электродами, генератор напряжения компенсации, вход которого соединен с выходом датчика тока, сумматор, один из входов которого соединен с измерительным электродом, измерительный прибор входы которого связаны с выходами сумматора и датчика тока, дополнительно введены компаратор, электронный ключ и усилитель с изменяемой величиной коэффициента усиления, причем вход компаратора соединен с измерительным электродом, а выход - с управляющим входом электронного ключа, один выход последнего, в свою очередь, связан с неинвертирующим входом усилителя с изменяемой величиной коэффициента усиления, а другой - заземлен, оба входа усилителя с изменяемой величиной коэффициента усиления соединены также с выходом генератора напряжения компенсации, а выход усилителя собгдинен со вторым входом сумматора. Структурная схема устройства изображена на чертеже. Устройство содержит источник {, который через датчик тока 2 связан с питающими электродами 3 и 4, измерительный электрод 5, соединенный с одним из входов сумматора 6 и входом компаратора 7, выход которого в свою очередь соединен со входом электронного ключа 8. Выход электронного ключа 8 связан с неинвертирующим входом усилителя с изменяемым знаком коэффициента усиления 9, оба входа которого соединены с выходом генератора напряжения компенсации 10, вход которого, в свою очередь, связан с выходом упомянутого датчика тока 2, а с тем же вьпсодом датчика тока 2 соединен один из входов измерительного прибора 11, второй вход которого соединен с выходом сумматора 6, Устройство работает следующим образом. С помощью регулируемого источника питания 1 и питакнцих электродов 3, 4 через исследуемое рудное тело пропускают электрический ток изменяемой величины. В процессе протекания электрического тока на поверхности рудного тела разливаются электрохимические реакции. Потенциалы этих реакций измеряются с помощью электрода 5, расположенного на рудном теле (контактный способ поляризационных кривых (КСПК) или вблизи него (бесконтактньй способ поляризационных кривых (БСТТК). Вместе с потенциалами электрохимических реакций на электроды 5 поступает напряжение, обуславливаемое омическим сопротивлением горных пород. Для компенсации этого напряжения служит генератор напряжения компенсации 10, выходной сигнал которого пропорционален протекающему через горные породы току. Компаратор 7, представляющий собой пороговое устройство с величиной порога равной нулю, определяет знак из меряемого потенциала. Если измеряемый сигнал положителен, выходное напряжение компаратора удерживает элек тронный ключ 8 в замкнутом состоянии 8этом случае управляемый усилитель 9оказывается в инвертирующем режиме и напряжение с выхода генератора напряжения компенсации 10 поступает на вход сумматора 6 со знаком противопо ложным знаку измеряемого сигнала, снимаемого с электродов 5, При смене знака измеряемого сигнала необходимо сменить и знак напряжения компенсации Это происходит следующим образом. Если измеряемый сигнал приобретает отрицательньй знак, то срабатывает компаратор 7, выходное напряжение ко торого размыкает электронный ключ 8. При этом усилитель 9 переходит в неинвертирующий режим, в результате чего напряжение компенсации на выходе сумматора изменяет свою полярност на положительную. Таким образом, при любом знаке измеряемого сигнала авто матически вьтолняется установка требуемого знака напряжения компенсации Ошибка момента переключения полярности определяется уровнем срабатывания компаратора 7. В сравнении с прототи.пом данное устройство позволяет повысить точность измерения в режиме малых токов когда субъективный контроль правильности выбора знака напряжения затруднен. В прототипе (как и в предлагаемом устройстве) измерение потенциалов электрохимических реакций ведется путем сравнения с потенциалом удаленного (нулевого) электрода, потенциал которого принимается равным нулю. Потенциал одного из питающих электродов в этом Случае составляет ЕЕ +, а другого -- относительно нулевого электрода. На измерительные электроды (обычно используется не один, а система электродов) могут поступать поэтому сигналы как положительной, так и отрицательной полярности в зависимости от того, в какой зоне относительно линии нулевого потенциала находится данный электрод. Оператор не имеет предварительной объективной информации о том, какой знак будет-иметь измеряемый сигнал, поэтому полярность напряжения компенсации устанавливается им произвольно. Как правило, измерения ведутся в режиме неполной компенсации,, поэтому в режиме малых токов субъективно трудно определить, правильно ли выбран знак компенсации. По ходу графиков, изображающих поляризационные кривые, можно выявить неверность установки знака напряжения компенсации и переключить последний. Однако в этом случае график поляризационной кривой практически непригоден (в практике измерения повторяются) . Данное, устройство позволяет исключить ошибки установки знака компенсации, а за счет устранения процесса подбора знака напряжения компенсации повьш1ает производительность труда оператора. Так как аппаратура КСПК позволяет вести измерения по десяткам каналов, то увеличение производительности за счет автоматизации установки знака компенсации становится еще более заметным.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕОФИЗИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ, содержащее источник питания, один выход которюго непосредственно, а другой через датчик тока связаны с питающими электродами,генератор напряжения компенсации, вход которого соединен с выходом датчика тока, сумматор, один из входов которого соединен .с измерительным электродом, измерительный прибор, входы которого связаны с выходами сумматора) и датчика отличающееся тем, тока, что, с целью повышения точности измерений и производительности труда, в него введены компаратор, электронный ключ и усилитель с изменяемой величиной коэффициента усиления, причем вход компаратора соединен с измерительным электродом, а выход - с управлякнцим входом электронного ключа, один выход последнего, в свою очередь, связан с неинвертирующим входом усилителя с изменяемой величиной коэффициента усиления, а другой - заземлен, (П оба входа усилителя с изменяемой вес: личиной коэффициента усиления соединены также с выходом генератора напряжения компенсации, а выход усилителя соединен с вторым входом сумматора. 00 О) со со о:

W

ah

n