Устройство электроразведки для определения геоэлектрического импеданса Советский патент 1986 года по МПК G01V3/12 

Изобретение относитх:я к электроразведке и может быть использовано для поиска рудных месторождений, а также для определения электрофизических свойств земной коры при различных геофизических исследованиях.

Цель изобретения - повышение достоверности результатов измерения и эффективности использования элёктро- разведочного оборудования.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - графики и эпюры напряжений на выходах основных элементов; на фиг. 3 - векторная диаграмма разложения суммарного вектора поля на составляющие.

Устройство (фиг. 1) содержит индукционные преобразователи (ИП) 1-3 различных составляющих электромагнитного поля, введенный триггер (Т) 4, введенные схемы ИЛИ 5 и 6, усилители (у) 7-9 каналов различных составляющих, введенные компараторы (К) 10-12 блоки 13-15 интегрирования по каналам различных составляющих (БИ), введенные по каналам различных составляющих триггеры-(т) 16-18, введенные по каналам различных составляющих ключи (КЛ) 19-21, аналого-им- пульслые преобразователи 22 и 23 по каналам вертикальной и одной горизонтальной составляющих (АИЛ), модуляторы 24-26 по каналам горизонтальных составляющих (м), определители 27 и 28 геоэлектрических импедансов по двум взаимно перпендикулярным направлениям, определитель 29 положения суммарного вектора поля (ОПВ), формирователь 30 временных интервалов (ФВИ) и цифровое отсчетное устройство (ЦОУ) 31.

Устройство работает следующим образом.

При воздействии на индукционные преобразователи импульса поля в них с учетом ориентации идиаграммы направ ,ленности (фиг.3)наводятся сигналы.

U K H-sin«: Sin(a t+4 2)-е ; .coset.cosy.sin(wt+4 ;()e-« ; Uy KyH Coset-sin4 .sin(ut+ if) е « , г Н - напряженность поля:

где

К.

напряженность поля;

г.

х KS коэффициенты передачи индукционных преобразователей;

V

Чк и Ч - фазы различных составляющих поля;

и - угол наклона вектора суммарного поля к горизонту; V - угол между проекцией вектора суммарного поля на горизонтальную плоскость и одной из нормалей; е - множитель, характеризующий процесс затухания в индукционных преобразоЬателях при импульсном воздействии. Амплитуды наведенных сигналов изменяются в соответствии с декрементом затухания (фиг. 2). В исходном положении перед приходом сигнала : поля приходит импульс с формирователя 30 временных интервалов и устанавливает триггеры 16-18 в такое поло- ; жение, что ключи 19-21 разомкнуты и | не закорачивают выходы усилителей 7-9 на землю. Триггер 4 устанавлива-; ется в такое положение, что блоки ; интегрирования не будут заряжаться, : схема ИЛИ 5 установится в такое положение, при котором поступит aanpet на вторые входы аналого-импульсных преобразователей.

При приходе сигналов с индукционных преобразователей 1-3 они усиливаются усилителями 7-9 каналов;раз- личных составляющих и поступают на входы блоков 13-15 интегрирования , и компараторов 10-12. В блоках 13-15; интегрирования происходит выпрямле- ние сигналов и заряд интегрирующих конденсаторов до напряжений, величины которых равны амплитудным значениям поступивших сигналов. .

0

5

После прохождения первого полупериода сигналов через компараторы- ; 10-12 на их выходе образуются прямоугольные импульсы, длительность которых определяется полупериодом пришедших сигналов. Своими задними фронтами эти импульсы заставят поочередно срабатывать триггеры 16-18, в результате чего также поочередно открьшают- ся ключи 19-21 и закорачивают на землю выходы усилителей каналов различных составляющих. После прохода последнего заднего фронта импульсов компараторов 10-12 срабатьгоает последний триггер. 4 и схема ИЛИ 5 переходит в такое положение, что будет снят запрет на работу аналог о-импульсньпс 5 преобразователей 22 и 23, а они снимут запрет на работу модуляторов 24-, 26, В результате этого поступившие с блоков 13-15 интегрирования, по3

стоянные напряжения, преобразованные с помощью формирователя 30 временных интервалов анапого-импульсными преобразователями 22 и 23 и модуляторами 24-26 в импульсные последовательйос- ти, подаются на входы определителей 27 и 28 геоэлектрического импеданса и входы определителя 29 положения вектора суммарного поля. Результат измерения параметров высвечивается на цифровом отсчетном устройстве 31. После окончания обработки результатов измерения с -выходов окончания счета определителей 27 и 28 геоэлектрического импеданса и определителя 29 положения вектора суммарного поля на соответствующие входы модуляторов поступают поочередно пЬтенциа лы, приводящие их в исходное положение. В то же время с выводов окончания цикла определителей , 27 и 28 геоэлектрического импеданса и определителя 29 положения суммарного вектора поля на входы схемы ИЛИ 6 поступают поочередно потенциалы, переводящие ее в такое состояние, что блоки 13-15 интегрирования будут разряжены. При поступлении нового импульса с формирователя 30 временных интервалов происходит сброс результата. , измерения на цифровом отсчетном уст- (ройстве, и вся схема приводится в исходное положение.

Йредлагаемое устройство позволяет определить геоэлектрические импедан- сы в двух взаимно перпендикулярных направлениях и пространственное положение суммарного вектора поля.в мо- мёнт измерения по .одному полупериоду сигналов, наведенных полем. При та- ких измерениях не происходит наложения одного воздействия поля на другое и появляется возможность сравнивать результаты измерений, проведенных в различных, точках планшета, учитывая пространственное расположение векторов поля. Все это повьшает достоверность измерений и эффективность использования электроразведочной ап- паратуры, так как ею можно пользоваться при любой активности источников электромагнитного поля.

Формула изобретения

Устройство электроразведки для oiir ределения геоэлектрического импеданса, содержащее ортогональные индук49611

ционные преобразгователи, усилители и блоки интегрирования каналов различных составляющих, аналого-импульс- ные преобразователи каналов верти5 кальной и одной горизонтальной составляющих, модуляторы каналов горизонтальных составляющих, определитель геоэлектрического импеданса по одной горизонтальной составляющей,

10 определитель геоэлектрического импе- данса по другой горизонтальной составляющей, определитель положения суммарного вектора поля, формирователь временных интервалов и цифровое

5 отсчетное устройство, в котором выходы индукционных преобразователей соединены с входами усилителей кана- лов соответствующих составляющих, выходы которых соединены с входами

2 блоков интегрирова шя каналов этих же составляющих, выход блока интегрирования канала вертикальной состав- ; ляющей соединен с первым входом одио- го аналого-импульсно1 о преобразовате25

ля, выход блока интегрирова:ния канаг

ла одной горизонтальной составляющей; соединен с первым входом другого ана- лого-импульсного преобразователя и первым входом модулятора канала

30 этой же составляющей, выход блока интегрирования . канала другой горизонтальной составляющей соединен с пер- выми входами модуляторов, канала этой же составляющей, первый выход анало-1

35 го-импульсного преобразователя кана-} ла вертикальной составляющей соединён с вторыми входами модуляторов канал горизонтальных составляннцих,а;второй его выход - с первыми входами опреде40 лителей геоэлектрического импеданса : вторые входы которых соединены с вы-j ходами модуляторов каналов соответ- ствующих горизонтапьйых составляю- щих, первый выход аналого-импульсно го преобразователя канала одной гбри- зойтальной составляющей соединен с вторым входом второго foдyлятopa канала Другой горизонтальной составляю- щей, выход которого соединен с вторым входом определителя положения сумматора вектора поля, первый вход которого соединен с вторым выходом ана- лого-импульсного преобразователя канала одной горизонтальной составляю55 щей, третий вход каждого модулятора соединен соответственно с первыми выходами определителей геоэлектричес- кого импеданса и определителя положе50

512

НИИ суммарного вектора поля, первый выход формирователя временных .интервалов соединен с третьими входами аналого-импульсных преобразователей, четвертыми входами модуляторов и тре- тьими.входами определителей геоэлектрического импеданса и определителя положения суммарного вектора поля, выходы которых соединены с соответствующими счетными входами цифрового отсчетного устройства, о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что, с целью повьше- ния достоверности результатов измерений и эффективности использования электроразведочного оборудования, в него дополнительно введены три компаратора, четыре триггера, три ключа и две схемы ИЛИ, причем входы введенных компараторов соединены с выходами усилителей каналов составляющих поля и входами блоков интегрирования а выходы каждого введенного компаратора соединены с одним из входов введенных триггеров по каналам этих же составляющих, вторые входы которых соединены с вторьм выходом формирователя временных интервалов и вторым

Ь6

входом установки нуля цифрового отсчетного устройства, сюда же подключен второй вход четвертого введенного триггера, первый вход которого соединен с выходом второй введенной схемы ИЛИ, три входа соединены с вторыми выходами (конец счета) определителей геоэлектрического импеданса и определителя положения суммарного вектора поля, а выход четвертого введенного триггера соединен с вторыми входами блоков интегрирования, выход каждого из трех триггеров, введенных по каналам составляющих, соединен с управляющим входом : соответствующего из трех введенных ; ключей, которые при срабатывании закорачивают выходы усилителей каналов различных составляющих на землю, кроме этого, выход каждого из трех введенных по каналам составляющих триггеров соединен с одним из входов первой введенной схемы ИЛИ выход которой соединен с вторыми входами аналого-импульсных преобразователей каналов вертикальной и одной гори- зонтальной составляющих.

Устройство электроразведки для определеиия геоэлектрического импеданса преднаэначеио для поиска рудных месторождений, а также для определения электрофизических свойств земной коры при различных геофизических исследованиях. Цепь изобретения - повьшение достоверности результатов измерения и эффективности использования электроразведочного оборудования. Предлагаемое устройство позволяет производить измерения, исключающие наложение одного воздействия поля на другое при любой активности источников, создающих электромагнитное поле Земли, дает возможность сравнивать результаты измерений, полученные в различнь1х точках планшета, учитывая пространственное расположение векторов поля, что достигается за счет ввода новых элементов. 3 ил. S 1C Oiki СО О)

Фиг.

Фиг, г

н.

W

Фиг.З

Редактор В. Петраш

Составитель И. Абрамова

Техред Л.Сердюкова Корректор О. Луговая

Заказ 4334/54 Тираж 728Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

.по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4