Устройство для геоэлектроразведки Советский патент 1985 года по МПК G01V3/02 

Изобретение относится к геофизике и может быть использовано для проведения электроразведочных работ. Известно гстройстно для геоэлектроразведки, содержащее на передающей стороне последовательно включен- ные задающий генератор, коммутатор, к второму входу которого подключен выход генератора постоянного тока, блок для формирования синхроимпульсов и радиопередатчик, излучатель, электромагнитного поля, а на приемной стороне последовательно соединенные приемник электромагнитного по ля, первьй усилитель, первьй формирователь импульсов и блок для регистрации, содержащий измеритель интервалов времени, к второму входу блока для регистрации через последо ательно включенные второй усилитель и второй формирователь импульсов подключен выход приемника электромагнитного поля, и радиоприёмник, выход которого подключен к третьему входу блока для регистрации ij . Недостатком известного устройства является низкг1я точность в определе. НИИ параметра пол яризуемости земли, обусловленная тем, что при измерениях по методу вызванной поляриэахщи (ВП) не учитьгоается влияние индукционных эффектов на фазовый сдвиг, а также тем, что в нем не предусмотрен режим калибровки, учитывающий изменения фазового сдвига гармоник тока в заземленной питанлцей линии, происходящий за счет увеличения ее активного сопротивления вследствие подсыхания пород вблизи электродов при пропускании тока. Цель изобретения - повышение точности определения параметра поляризуемости земли при полевых измерениях. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для гёоэлектроразведки, содержащем на передающей стороне последовательно включенные зада ющий генератор, коммутатор, к второ ry входу которого подключен выход генератора постоянного тока, блок для формирования синхроимпульсов и радио передатчик, излучатель электромагнит кого поля, а на приемной стороне последовательно соединенные приемник электромагнитного поля, первый усили тель,, первый формирователь импульсов и блок для регистрации, содержащий измеритель интервалов времени, к второму входу блока для регистрации че-г рез последовательно включенные второй усилитель и второй формирователь импульсов подключен выход приемника электромагнитного поля, и. радиоприемник, выход которого подключен к третьему входу блока для регистрации, блок для формирования синхроимпульсов на передающей стороне вьшолнен в виде последовательно соединенных узла для гальванической развязки, подключенного к излучателю электромагнитного поля, и четырехвходового узла для переключения рода работ, первый выход которого подключен к второму и третьему его входам соответственно через последовательно соединенные третий усилитель и третий формирователь импульсов, четвертый усилитель и четвертый формирователь импульсов, четвертый его вход соединен с дополнительным выходом задающего генератора, а его второй выход явJ яeтcя выходом блока для формирования синхроимпульсов, а на приемной стороне блок для регистра1щи содержит трехвходрвой узел для переключения рода работ, выходы которого соединены с соответствуюпщми входами измерителя интервалов времени, а входы являются соответствующими входами блока для регистрации. На чертеже приведена функциональная схема устройства для геоэлектроразведки. I , Устройство содержит на передакщей стороне последовательно соединенные кварцевьй генератор 1, делитель 2 частоты, образукщие задающий генератор, коммутатор 3, к второму входу которого подключен выход генератора 4 постоянного ток{1, блок для формирования синхроимпульсов и радиопередатчик 5. Блок для формирования синхроимпульсов выполнен в виде узла для гальванической развязки, содержащего оптрон 6, соединенный с выводами согласующего резистора 7, включенного между выходом коммутатора 3 и излучателем 8 электромагнитного поля и подключенного к первому входу четырехвходового узла 9 для переключения рода работ, первьй выход которого подключен к второму и третьему его входам соответственно через дос-. ледовательно соединенные третий усилитель 10 (избирательньй усилитель первой гармоники) и третий формиро-, ватель 11 импульсов (формирователь фазовой отметки гармоники), четверты усилитель 12 (избирательный усилител третьей гармоники) и четвертый форми рователь 13 импульсов (формирователь фазовой отметки гармоники, четвертый вход четырехвходового узла.9. для пер ключения рода работ соединен с допол нительным выходом делителя 2 частоты а его второй выход соединен с входом радиопередатчика 5.. На приемной стороне устройство со держит приемник 14 электромагнитного поля, подключенньй к первому ивторому входам трехвходового узла 15 для. п-ереключения рода работ соответствен но через последовательно включенные первый усилитель 16 (избирательный усилитель первой гармоники) и первый 1 формирователь 17 импульсов (формирователь фазовой отметки гармоники), второй усилитель 18 (избирательный усилитель третьей гармоники) и второ формирователь 19 импульсов (формирователь фазовой отметки гармоники). Устройство содержит также радиоприем ник 20, подключенньй к третьему вход трехвходового узла 15 для переключения роДа работ, выходы которого подключены к измерителю 21 интервалов времени. Трехвходовой узел 15 для переключения рода работ и измеритель 21 интервалов времени образуют блок для регистрации. Устройство работает следующим образом. Напряжение кварцевого генератора делится делителем 2 час;тоты до нужного значения (коэффи1Ц1ент деления устанавливается оператором), формиру ется в импульсы достаточной амплитуды и длительности и поступает на первый вход коммутатора 3 на запуск инвертора, входящего в состав коммутатора. Последний преобразует постоянный ток от генератора 4 постоянног тока, поступающий на вход излучатепя 8электромагнитного поля. Импульсы опорной фазы, совпадающие. по времени с моментами переключения инвертора,, поступают с делителя 2 частоты через четырехвходовой узел 9для переклкмения рода работ на модулятор радиопередатчика 5. Негальваническую передачу формы тока и напряжения из силовой питаю щей депи в измерительную цепь осуществляют посредством согласующего резистора 7 и оптрона 6, входжцих в состав узла для гальванической развязки. , На приемной стороне сигнал, принимаемьА приемником 14 электромагнитного поля, усиливается избирательными усилителями 16 и 18 и формируется в формирователях 17 и 19 импульсов фазной отметки гармоник. Поскольку импульсы прямоугольной, формы, создаваемые в питающей линии, имеют в своем спектре все нечетные гармоники, избирательные усилители настраивают на какие-либо две из них, например первую и третью, гармоники сигнала. В зависимости от положения трехвходового узла 15 для переключения рода работ измеряют либо фазу первой гармоники сигнала, либо фазу третьей гармоники сигнала, либо параметр поляризуемости С| о . При измерениях фазы первой или третьей гармоники к одному из входов измерителя 21 интервалов времени подключают выход либр формирователя 17 импульсов фазовой отметки гармоники, либо формироват1еля 19. импульсов фазовой отметки гармоники, а на второй вход измерителя 21 интервалов времени подают импульсы опорной фазы с выхода радиоприемника 20. Измеренные интервалы времени по известной частоте сигнала переводят в фазовые углы. Определение фазовых углов при этом происходит с погрешностью, обусловленной запаздыванием гармоник в излучателе 8 электромагнитного поля относительно импульсов опорной фазы (ut). Полевыми и лабораторными измерениями установлено, что фазовый сдвиг электрического или магнитного поля, обусловленный поляризацией пород (вр, практически не зависит от частоты в большом диапазоне ее изменения. Фазовьй же угол индукционного происхождения (С|ц) недостаточно низких частотах прямо пропорционально зависит от частоты. Суммарный фазовьй сдвиг, присущий какойибо из гармоник СО, в общем случае равен сумме tpu и . . icpMV Pen - Bn у где k - коэффициент пропорциональности, зависящий от формы и размеров лолевой установки и проводимости земли Cfgn- параметр поляризуемости. Для измерения Cji gf, используются одновременно обе гармоники сигнала и трехвходовой узел 15 для переключени рода работ подключает к соответствующим входам измерителя 21 интервалов времени выходы формирователей 17 и 1 импульсов фазовой отметки гармоники. Измеренньй временной интервал Д t ц, при этом не зависит от индукционных эффектов в земле и связан с параметром поляризуемости ( д сле-т дующей зависимостьюг . где utg - погрешность измерения, обусловленная запаздывание гармоник в излучателе 8 электромагнитного поля. Погрешности измерений, обусловлен ные запаздывание гармоник в излучателе 8 электромагнитного поля определяются по результатам дополйительных измерений фазы первой и третьей гармоники в двух режимах работы устройства, которые условно назовем рабочий и калибровочный. В рабочем режиме четырехвходовой узел 9 для переключения рода работ на передающей стороне соединяет выход оптрона 6 через последовательно соединенные третий усилитель 10 первой гармоники и третий формирователь 11 импульсов фазовой отметки гармоники с входом радиопередатчика 5. На приемной стороне трехвходовой узел 15 для переключения рода работ подключает к измерителю 21 интервалов времени соответственно выход пер вого формирователя 17 импульсов фазо 1 786 вой отметки гармоники и выход радиоприемника 20, Обозначим измеренный при этом временной интервал At.,,. В калибровочном режиме четырехвходовой узел 9 для переключения ро да работ на передающей стороне соединяет выход делителя 2 частоты через последовательно соединенные третий i усилитель 10 первой гармоники и третий формирователь 11 импульсов фазовой отметки гармоники с входом радиопередатчика 5. На приемной стороне при переходе к калибровочному.режиму сохраняют положение трехвходового узла 15 для переключения рода работ рабочего режима. Обозначим измеренный при этом временной интервал ДЦ|.. По аналогии, при соответствующих положениях четырехвходового узла 9 для переключения рода работ на передающей стороне и трехвходового узла 15 для переключения рода работ на приемной стороне определяю временные интервалы , для третьей гармоники . Определение погрешности измерения временньос интервалов на отдельных гармониках и погрешности приопределении параметра поляризуемости вьшолняют по фор:- улам ,,t( it,-bt,, й (,0 Погрешности it,tj д t. .могут пределяться, например, периодически. Применение предлагаемого устройтва для геоэлектроразведки позволят повысить точность измерений в меоде ВП и низкочастотной электроразедке .

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ, содержащее на передающей стороне последовательно включенные задающий генератор, коммутатор, к второму входу которого подключен выход генератора постоянного тока, блок для формирования синхроимпульсов и радиопередатчик, излучатель электромагнитного поля, а на приемной стороне последовательно соединенные приемник электромагнитного поля, первый усилитель, первый формирователь импульсов и блок для регистрации, содержащий измеритель интервалов времени, к второму входу блока для регистрации через последовательно включенные второй усилитель и второй формирователь импульсов подключен выход приемника электромагни1- ного поля,и радиоприемник,выход которого подключен к третьему входу блока для регистрации, отличающееся тем, что, с целью повы:г шения точности определения параметра поляризуемости земли при полевых измерениях, блок для формирования синхроимпульсов на передающей стороне выполнен в ввде последовательно соединенных узла для гальванической развязки, подключенного к излучателю электромагнитного поля, и чотырехвходового узла для переключения рода работ, первШ выхо( которого подключен к втсфому и третьему его входам соответственно через последовательно соединенные третий усилитель и третий форкшрователь импульсов, четвертый усилитель и четвертый формирователь импульсов, четвертый его вход соединен с дополнительным выходом задающего генератора, а его второй выход является выходом блока для формирования синхроимпульсов, а на приемной стороне блок для регист рации содержит трехвходоьой узел для 00 переключения рода работ, выходы которого соединены с соответствующими входа1Ф1 измерителя интервалов времени, а входы являются соответствующими Bxonaffli блока для регистрации.