Устройство для электроразведки Советский патент 1988 года по МПК G01V3/06 

00

а о

СП

ел

Изобретение относится к средствам разведки и обнаружения исходных иско паемых с помощью электрических средств с использованием переменного либо постоянного тока и может быть использовано при квазикомпенсацирн- ных измерениях нелинейной вызванной поляризации, когда внешние магнитные поля, создаваемые током в силовом ка беле сравнимы с магнитным полем,либо значительно меньше него.

Цель изобретения - повышение точности квази-компенсационных измерений за счет обеспечения стабильности па- раметров компенсирующего сигнала.

На фиг.1 изображена блок-схема устройства для электроразведки , на фиг. 2 - блок электроники.

Устройство для электроразведки со- держит генератор 1 тока.,первый 2-1 И второй 2-2 силовой кабель,первый 3-1 и второй 3-2 питающие электроды,пер- вьй 4-1 и второй 4-2 приемные электроды, регулятор 5 сигнала, измери- тельный прибор 6, блок 7 гальванической развязки, содержаищй первый 8-1 и второй 8-2 тороидальные сердечники из ферромагнитного материала,из- мерительную катушку 9, первую 10-1 и вторую 10-2 катушки возбуждения и блок 11 электроники.

Блок 11 электроники содержит . .

В блоке 7 гальванической развязки выходной сигнал формируется еле- образом. С второго и третьего выходов блока 11 электроники на последовательно-встречно включенные первую и вторую 10-2 катушки возбуждения подается переменный ток возбуждения. В результате первый 8-1 и второй 8-2 тороидальные сердечники, расположенные рядом друг с другом соосно относительно силового кабеля, перемагничиваются в противоположные стороны. Выбрав первый 8-1 и второй 8-2 сердечники с одинаковыми геометг рическими характеристиками и одинаковыми магнитными и электрическими

(фиг.2) генератор 12 возбуждения, удвоитель 13 частоты, узкополосньй уси-ос свойствами, получают, что при отсут- литель 14, усилитель 15, синхронный ствии тока в силовом кабеле 2-2, проходящем через центры сердечников, сигнал в измерительной катушке 9 отсутствует , так как она охватывает 40 два сердечника с равными и противоположно направленными магнитными подетектор 16 и фильтр 17 1шзкой частоты.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 тока вырабатывает монг

ный переменньш ток (;в виде меандра), которьш, проходя через силовой кабель 2-1 и 2-2, питающие электроды 3-1 и 3-2, соответственно, и участок земли между ними, возбуждает в земле переменные электромагнитные поля. Протекающие в земле в процессе возбуждения электрические токи создают на приемных электродах 4-1 и 4-2 раз- ность потенциалов U , основными KOhr- понентами которой являются разность потенциалов от вызванной поляризации и 5п исследуемых .горных пород и руд и разность потенциалов Ug, „ возникающая при прохождении тока возбуждения через вмещающее породы,расположенные между приемнь ми электродами и обладающие только активным

токами. В процессе прохождения через силовой кабель 2-2 питающего тока 1д5 вокруг кабеля 2-2, а, следовательно, и внутри сердечников 8 возникает круговое магнитное поле напряженностью Н (), где R - расстояние от центра силового кабеля 2-2 до сердечников. К, например, равно двум радиусам силового кабеля. Это поле создает разбаланс в перемаг- ничивании первого 8-1 и второго 8-2 сердечников, вследствие чего в измерительной катушке 9 появляется сигнал на четных гармониках частоты пе- ремагничивания Г., величина и фаза которого зависят соответственно от величии и направления тока . В блоке 11 электроники выделяется.

сопротивлением. Разность потенциалов

Л

6м

компенсируют в регуляторе 5

сигнала, выполненном, например, в виде омического сопротивления (по величине значительно меньшего, чем входное сопротивление измерительного прибора), на которое через делитель выходного напряжени я блока 7 гальванической развязки подается компенсирующий сигнал, равный Ug. После чего разность потенциалов с приемных электродов MN с подавленной (или скомпенсированной) компонентой UBM поступает н а вход измерительного прибора 6, где осуществляется дальнейшая фильтрация сигнала и измерение его параметров.

В блоке 7 гальванической развязки выходной сигнал формируется еле- образом. С второго и третьего выходов блока 11 электроники на последовательно-встречно включенные первую и вторую 10-2 катушки возбуждения подается переменный ток возбуждения. В результате первый 8-1 и второй 8-2 тороидальные сердечники, расположенные рядом друг с другом соосно относительно силового кабеля, перемагничиваются в противоположные стороны. Выбрав первый 8-1 и второй 8-2 сердечники с одинаковыми геометг рическими характеристиками и одинаковыми магнитными и электрическими

свойствами, получают, что при отсут- ствии тока в силовом кабеле 2-2, проходящем через центры сердечников, сигнал в измерительной катушке 9 отсутствует , так как она охватывает два сердечника с равными и противоположно направленными магнитными потоками. В процессе прохождения через силовой кабель 2-2 питающего тока 1д5 вокруг кабеля 2-2, а, следовательно, и внутри сердечников 8 возникает круговое магнитное поле напряженностью Н (), где R - расстояние от центра силового кабеля 2-2 до сердечников. К, например, равно двум радиусам силового кабеля. Это поле создает разбаланс в перемаг- ничивании первого 8-1 и второго 8-2 сердечников, вследствие чего в измерительной катушке 9 появляется сигнал на четных гармониках частоты пе- ремагничивания Г., величина и фаза которого зависят соответственно от величии и направления тока . В блоке 11 электроники выделяется.

синхронно демодулируетсц и фильтруется, например, вторая гармоника 2fg сигнала измерительной катушки 9, а сформированный сигнал со спектром, например, от О до f, поступает на выход блока гальванической развязки.

Блок 11 электроники работает следующим образом.

Генератор 12 возбуждения формирует на своих выходах сигнал возбуждения. Этот сигнал поступает на второй и третий выходы блока электроники, а также через удвоитель 13 частоты и узкополосный усилитель 14 (настроенный на вторую гармонику) на опорный вход синхронного детектора 16. На основной вход синхронного детектора 16 через усилитель 15 (выделяющий и усиливающий спектр частот в диапазоне, например, 2fg±0,9-f g), пос:тупает сигнал второй гармоники с измерительной катушки 9. В результате синхронного детектирования, а также подавления гармоник, осуществляемого фильтром 17 низкой частоты, на первом выходе блока I1 электроники формируется Иапряжение, амплитуда которого повторяет характер изменения во.времени тока 1дд в силовом кабеле 2-2.

0

5

0

5

0

Фор. мула изобретения

Устройство для электроразведки, содержащее последовательно соединенные генератор тока, силовой кабель и питающие электроды, последовательно соединенные блок гальванической развязки, регулятор сигналов и измери- тельньй прибор, а также первый и второй приемные электроды, соединенные, соответственно, с вторыми входами регулятора сигналов и измерительного прибора, отличающееся .тем, что, с целью повыщения точности ква- зикомпенсационных измерений, блок гальванической развязки содержит первый и второй тороидальные сердечники, измерительную катушку, первую и вторую катущки возбуждения и блок электроники, причем первая и вторая катущки возбуждения навиты соответственно на первый и второй сердечники, соединены последовательно- встречно, а вторые отводы их подкякг- чены к второму и третьему выходам блока электроники, измерительная катушка охватывает первый и второй сердечники, а первый и второй ее отводы подключены к первому и второму входам блока электроники, первый выход которого является выходом блока гальванической развязки, силовой кабель пропущен внутри сердечников с измерительной катушкой и катушкаьш возбуддения.

Изобретение относится к средствам разведки и обнаружения полезньа ископаемых с помо щью электрических средств с использованием переменного либо постоянного тока методом вызванной поляризации. Цель изобретения - | повьшениё точности квазикомпенсацион - ных измерений за счет обеспечения стабильности параметров компенсирующего сигнала. В устройстве для электроразведки блок гальванической развязки выполнен в виде двух тороидальных сердечников из ферромагнитного материала, охватывающих силовой ка бель. На каждом из сердечников навиты обмотки возбуждения, соединенные последовательно-встррчно, и общая измерительная обмотка. Устройство содержит также блок электроники. 2 ил. i (Л

S- 38-2 Фи&Л

Фиг. 2