Устройство для геофизической разведки Советский патент 1988 года по МПК G01V3/02 

1ЙЬ

сс

00

Juk

Изобретение относится к геофизической разведке рудных мосторождений способом поляризационной кривой.

Целью изобретения является распги- г рение области применения за счет обеспечения разведки месторождений - большого объема.

На чертеже приведена структурная схема устройства.10

Устройство содерз шт потенциалза- дающий блок 1, дифференциальньй усилитель 2, регистратор 3, управляемый стабилизатор 4 напряженияj генератор 5 переменного тока, первый фильтр 6, 15 третий фильтр 7, четвертьй фильтр 8, сумматор 9, перемножитель 10, дани- тель 11 функций, первый детектор 12, пятый фильтр 13, датчик 14 тока, вто- рой фильтр 15, второй детектор 16, 20 шестой фильтр 17, электрод 18 сравне- ния, первый и второй питающие электроды 19 и 20, причем выход потенциал- задающего блока 1 соединен со входом X регистратора 3 и неинвертируюшкм 25 входом дифференциального усилителя- 2, инвертирующий вход дифференциального усилителя 2 связан с выходом второго фильтра 15, выход дифференциального усилителя 2 связан с входомЗО управляемого стабилизатора 4 напряжения, один выход которого связан с входом сумматора 9 и первым питающим электродом 19, другой выход управляемого стабилизатора 4 напряже- .. ния соединен с входом первого фильтра 6, выходом связанного с силовым входом датчика 14 тока. Вы- ход генератора 5 переменного тока через третий фильтр 7 также связан Q с силовым входом дат.чика 14 тока, силовой выход которого соединен с вторым питакадим электродом 20, сигнальный выход датчика 14 тока через четвертый фильтр 8 связан со входом д Y регистратора 3 и одним лз входов перемножителя 10, а через пятый фильтр 13 - с входом первого детектора 12„ Электрод 18 сравнения связан с входом второго фильтра 15 и через шестой фильтр 17 - с входом второго детектора 16, Выходы первого и второго детекторов 12 и 16 соединены с входами делителя 11 функций, выход которого соединен с вторым входом перемножителя 10, выходом соединенного с вторым входом сумматора 9. Выход последнего соединен с входом потенциалаадающего блока 1.

50

Устройство работает следующ1;1М образом,

С выхода потенциалзадающего блока 1 на неинвертирующий вход дифференциального усилителя 2 подается постоянное (потенциостатический режим) или линейно изменяющееся во времени (потенциодинамический режим) управляющее напряжение.

На инвертирующий вход дифференциального усилителя 2 через второй фильтр 15 поступает измеряемый сигнал с поверхности рудного тела, снимаемый с помощью электрода 18, На выходе дифференциального усилителя 2 формируется разностный сигнал - сигнал ошибки. Этот сигн-ал вызывает изменение значения напряжения, вырабатываемого управляемым стабилизатором 4 напряжения. Ток стабилизатора 4 протекает через питающие электроды 19 и 20, вмещающие породы, по рудному телу, вызывая развитие электрохимических реакций на поверхности рудного тела Потенциалы этих реакций снимаются с помощью электрода 18 сравнения и подаются на инвертирующей вход дифференциального усилителя 2. Описанная система представляет собой систему слежения, которая обеспечивает ПОСТОЯННО выполнение соотношения

й г;,,,„ о.

к.

(1) (2)

где - .значение сигнала на выходе

потендиалзадающего блока; кзм значение сигнала на выходе

измерительного электрода. Поляризационная кривая представляет собой зависимость вида

I, f(,p). .

где &Ц)др- разность потенциалов на поверхности рудного тела, обусловленная протеканием электрохимических реакций. Для ее записи необходимо обеспечить слежение за выполнением условия

Un -ЛЧ эр

(3)

Значение же включает в себя, кроме указанной разности потенциалов, и напряжение, обусловленное паде1шем напряжения во вмещающих породах т,е, и„5ц можно предоставить так

и.м U.p Un

(A)

Очевидно, что условие (3) не выполняется, при этом значение Ugq превосходит значение Cfjp в десятки - сотни раз. С целью компенсадии Ug на неинвертирующий вход дифференциального усилителя 2 совместно с сигналом потенциалзадающего блока 1 пода- ют компенсирующий сигнал UK значение которого равно Ug. В этом случае в режиме слежения выполняется условие:

п UK

(5) 15 так как Ug U

-t- Ugn Л,р Ь вП)

и

nj

(6)

20

и

П

uQ,

f

Это означает, что требуемое усло- вие записи поляризационной кривой при введении компенсирующего сигнала выполнено. Однако точность выполнения 25 указанного условия определяется точностью выполнения условия U U,,,

оп

Величина U. может быть представена как Ugp If,- Кд„, где „ - значение поляризующего тока; Rgn импе-30 ане вмещающих пород. Следовательно, еобходимо непрерывно определять значение (значение существенно зменяется за счет влияния процесса поляризации на общую проводимость jj разведуемого участка),

Дпя определения значения Rg через .разведуемый участок одновременно с постоянным током пропускают переменный ток, вырабатываем:.1й генератором 40 переменного тока.

Первый фильтр 6 и третий фильтр 7 служат для предотвращения попадания переменного тока на выход управляемого стабилизатора 4 напряжения и Tjs постоянного тока на выход генератора S Переменного тока соответственно, С датчика 14 тока переменное напряжение, пропорциональное амплитудному значению переменного тока

50

Ifti протекающего через разведуемый

участок, через фильтр 13 поступает на вход первого детектора 12, на выходе которого формируется сигнал постоянного тока и,..Это напряжение пропорционатьно 1. С электрода 18 сравнения переменное напряжение с поверхности рудного тела через шестой фильтр 17 поступает на второй

детектор 16. На выходе второго детектора 16 формируется постоянное напряжение и, пропорциональное значению амплитуды и. Сигналы U,, и Uj.. поступают на входы делителя П функций. Выходной сигнал делителя II функций U(j пропорционален отнопению

Ui . ,,

IT 7 en и - 1-гп

Этот сигнал поступает на один из входов перемножителя 10, на другой вход которого через четвертый фильтр 8, выделяющий постоянную составляющую поступает сигнал, пропорциональный значению постоянного поляризующего тока 1 Выходной сигнал перемножителя 10 определяется произведением

5

0 j

0

js

0

0 и. Напряжение U с выхода

перемножителя 0 поступает на сумматор Ч, В результате на неинвертирующий вход дифференциального усилителя 2 подается требуемое значение сигнала и л г Ugn, В этом случае условие (6), т.е. устройство обеспечивает слежение разности потенциалов на границе рудного тела за сигнапом потенциал зад г о блока 1. С выхода потенциалзадающего блока I сигнал подается на вход X регистратора. С выхода датчика i тока через четвертый фильтр 8 сигнал поступает на вход Y, и на регистраторе фиксируется поляризационная кривая вида 1, fCuU jn).

Таким образом, определяется отношение -- Rgn и нестабильность индук -ютивного сопротивления первого фильтра

вызывает одинаковые относительные изменения и,„ и Ifn отчего это отношение не нарушается. Поэтому нестабильность индуктивного сопротивления первого фильтра при изменении пос:тояиного тока на точность получения напряжения компенсации U не влияет. Остальные фильтры находятся в измерительных, т.е. слаботочных цепях, в которых нелинейности практически не

.наблюдается.

Преимуществом предлагаемого устройства является возможность точного поддержания требуемого значения UK Ugn в диапазоне больших токов поляризации (до 200 А). Это обеспечивает разведку месторождений больщего объема.

Формула изобретения

Устройства для геофизической разведки способом поляризационной кривой содержащее потенциалзадающий/ блок, дифференциальный усилитель, управля- стабилизатор напряжения, первый, второй и третий фильтры, первый и второй питаинцие электроды, первый детектор, электрод сравнения, сумматор, генератор переменного тока, регистратор, причем один выход управляемого стабилизатора напряжения связан с одним из входов сумматора и первым питающим электродом, а другой выход управляемого стабилизатора связан с входом .первого фильтра, выход первого фильтра связан с силовым входом датчика тока, силовой Выход дат- чика тока соединен с вторым питающим электродом, электрод сравнения связан с входом второго фильтра, в свою очередь выход второго фильтра связан с инвертирующим входом дифференциального усилителя, неинвертирующий вход дифференциального усилителя соединен с выходом потенциалзадающего блока, вход потенциалзадающего

5

0

блока соединен с выходом сумматора, кроме того, выход генератора переменного тока связан с входом Т)зетье- го фильтра, отличающееся, тем, что, с целью расширения области применения путем обеспечения разведки месторождений большого объема, в него введены четвертый, пятый и щес- . той фильтры, второй детектор, делитель функци15, перемножитель, причем сигнальный выход датчика тока связан с входами четвертого и пятого (фильтров, выходы пятого и шестого ф1-тьт- ров связаны с входами первого и второго детекторов соответственно, выходы указанных детекторов связаны с входами делителя функций, выходы делителя функций и четвертого фильтра соеди- нены с входами перемножителя, выход перемножителя связан с входом сумматора, кроме того, выход третьего . фильтра связан с входом датчика тока, а выход четвертого фильтра связан с входом Y регистратора, вход X которого соединен с выходом потенциатзада- ющего блока, выход электрода сравнения связан с входом шестого фильтра .

5

/// /// //if ////// ////// //f W /ff ff/ /f/ ff/////// ////// ff/y/X / АУ

Изобретение относится к области геофизической разведки рудных место- рождат ий способом поляризационной кривой. Цель изобретения - расширение области применения за счет обеспечения разведки месторождений большого объема. Цель достигается введением дополнительных фильтров, второго детектора, делителя функций, перемножителя, позволяющих точно поддерживать значения разности потенциалов, компенсирующей падение напряжения во вмещающих породах, в диапазоне больших токов поляризации. I ил. Ф