Устройство для геомагнитной разведки Советский патент 1987 года по МПК G01V3/15 G01V3/40 

113

Изобретение относится к области наземных методов и средств геофизической разведки месторождений нерудных полезных ископаемых и может быть использовано для регистрации в движении локальных аномалий главного магнитного поля Земли, а также в медицине,

Цель изобретения - повышение на- дежности устройства и обеспечение регистрации слабых магнитных аномалий главного магнитного поля Земли в движении.

На фиг.1 представлена структурная схема предлагаемого устройстваJ на фиг.2 - значения сигналов ЭДС, снимаемых с магнитоиндукционного датчи- KaJ на фиг.З - условный геологический разрез.

Устройство для геомагнитной разведки (фиг.1) содержит последовательно соединенные магнитоиндукционный датчик 1, блок 2 режекторных фильтров, предварительный усилитель 3, ох- ваченный элементом 4 частотно-зависимой отрицательной обратной связи, усилитель 5 постоянного тока, блок 6 регистрации ЭДС, в котором вместо теплового пера установлен графитовый стержень 7 для записи сигналов ЭДС на обычную бумажную ленту 8, лентопротяжный механизм 9, состоящий из электродвигателя 10, дополнительного масштабного редуктора 11 протяжки ленты и основного редуктора 12, источник 13 питания служит для питания электродвигателя и электрических схем устройства.

На фиг.1 показаны фоновые 14 и экстремальные 15 значения ЭДС. На фиг.З изображен условный геологический разрез с тектоническим нарушение 16. Разрез месторождений карбонатного сырья представлен суглинками 17 и известняками 18.

Физической основой для создания предлагаемого устройства послужили следующие научные положения. Магнито статическое поле Земли претерпевает изменения на физических и геометрических неоднородностях за счет отражения и преломления векторов магнитной индукции. Магнитные и электрические силовые линии преломляются на границах двух сред по закону Снеллиу са:

е, 2

lU,. MI

5 о

где

- диэлектрические проницае5

5

0

5

I -/

мости первой и второй сред;

1 ; / о - магнитные проницаемости первой и второй сред.

За счет преломления магнитных силовых линий главного магнитного поля Земли над различными структурными неоднородностями (карсты, тектонические нарушения и т.д.) на высоте до 1,0 м наблюдаются участки сгущений и разрежений векторов магнитной индукции. При равномерном перемещении магнитоиндукционного датчика в естественном геомагнитном поле Земли в результате пересечения участков сгущений и разрежений линий магнитной индукции по законам электромагнетизма возникает ЭДС переменных значений фаз и амплитуд.

На нерудных месторождениях величи- на аномалий колеблется в очень низ- ких пределах (40-250 нТ)

Основным достоинством предложенного устройства является его способ-г ность регистрировать указанные аномалии.

Устройство работает следующим образом.

При перемещении магнитоиндукционного датчика 1 в магнитном поле Земли в последнем по законам электромагнитной индукции возникает ЭДС. Напряжение сигналов ЭДС, снимаемых с магни- точувствительного датчика, поступает на вход блока 2 режекторных фильтров. В блоке режекторных фильтров происходит фильтрация промышленной помехи частотой 50 Гц, а также фильтрация сигналов частотой 1-3 Гц, равной частоте шагов. Выходное напряжение режекторных фильтров, содержащее полезные сигналы и сигнал помехи, подается на вход предварительного усилителя 3, охваченного элементом 4 частотно-зависимой отрицательной обратной связи. В предварительном усилителе 3 в результате действия элемента 4 зависимой отрицательной обратной связи осуществляется выделение полезного сигнала, несущего информацию об исследуемом магнитном поле Зем.пи. Благодаря элементу 4 частотно-зависимой отрицательной обратной связи расширяется область рабочих частот устройства. Затем вьщеляемый полезный сигнал усиливается усилителем 5 постоянного тока и подается на блок 6 ре-.

гнстрлции ЭДС. В блоке 6 отфильтрованный и усиленный полезный сигнал графитовым стержнем 7 вместо теплового пера, установленного в известном устройстве. Записывается в виде кривой ЭДС на обычную бумажную ленту 8. Протяжка бумажной ленты осуществляется лентопротяжным механизмом 9. Установка дополнительного редуктора 11 в лентопротяжный механизм между электродвигателем 10 и основным редуктором 12 позволяет осуществлять протяжку ленты в выбранных масштабах 1:500, 1:1000, 1 :2000, принятых в .геологии. Источник 13 питания предназначен для питания электродвигателя и электрических схем предложенного устройства.

Магнитоиндукционный датчик оператор перемещает по исследуемому профилю на высоте до 1 м от поверхности Земли. Второй оператор осуществляет включение и выключение устройства. Датчик и регистратор ЭДС соединены между собой экранированным коаксиальным кабелем переменной длины.

При перемещении магнитоиндукцион- ного датчика в естественном геомагнитном поле Земли в результате пересечения участков сгущений и разрежений векторов магнитной индукции в г последнем по законам электромагнетизма появляется ЭДС. Пример графической кривой показан на фиг.2. Значения ЭДС над участками без геологических неоднородностей - фоновые 14 и аномальные 15 над тектоническими нарушениями 16 показаны на фиг.З.

0

5

0

5

0

5

Устройство работает в динамике и в условиях сильного воздейстния де- стабилизирующих температурных и временных факторов.

Применение предлагаемого устройства для геомагнитной разведки позволяет в сжатые сроки осуществлять поиск геологических .- неоднородностей на всех месторождениях нерудного сьфья и давать их качественную оценку. Кроме того, устройство может использоваться в автомобильном варианте и для определения сейсмичности массивов горных пород.

Формула изобретения

Устройство для геомагнитной разведки, содержащее магниточувствитель- ньй датчик и последовательно соединенные предварительный усилитель с входным и согласующим усилительным каскадами, усилитель постоянного тока, блок регистрации ЭДС, лентопротяжный механизм, а также источник питания, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства и обеспечения регистрации слабых магнитных аномалий главного магнитного поля Земли в движении, введен блок режекторных фильтров, вход которого соединен посредством экранированного кабеля переменной длины с магниточув- ствительным датчиком, а выход соединен с входом предварительного усилителя, в котором дополнительно введен элемент частотно зависимой отрицательной обратной связи между выходным и согласующим усилительными каскадами.

Фиг.1

н

1.0

о

-1.0

мВ

.Х.д,

% 11 I 1/ х- / / . / , / . / ,

/ .: л/ I / I /г

..(/ - - .v I I I I I

I . / / -/ .

Iя . ч. л К 11If

. / . / .: у . . . .

/ , . I / л. Д / . / . ; /

-т-... .-/Ч-т

Фиг.

Фиг. 2

. / . ; /

Изобретение относится к области наземных методов и средств геофизической разведки месторождений нерудных полезных ископаемых и может быть использовано для регистрации в движении локальных аномалий главного магнитного поля Земли, а также в медицине. Цель изобретения - повышение надежности устройства и обеспечение возможности регистрации слабых магнитных аномалий главного магнитного поля Земли. С этой целью в устройство введен блок режекторных фильтров, вХод которого соединен посредством экранированного кабеля переменной , длины с магниточувствительным датчиком, а выход соединен с входом предварительного усилителя. Также дополнительно введен элемент частотно-зависимой отрицательной обратной связи между выходным и согласующим усилительными каскадами предварительного усилителя, что позволяет расширить область рабочих частот устройства. Устройство работает в динамик и в условиях сильного воздействия дестабилизирующих и временных факторов, регистрируя слабые магнитные аномалии главного магнитного поля Земли в движении. 3 ил. г (Л с со 4 СО 00 САЗ