Индукционная рамка для геофизической разведки переменным током Советский патент 1941 года по МПК G01V3/08 

Уже известен индуктивный метод разведки погребенных пород путем исследования величины и направления магнитного поля переменного низкочастотного тока.

Один из вариантов этого метода, для которого предназначена предлагаемая индукционная рамка, заключается в следующем. Через электроды Л и S, установленые на расстоянии 20-200 м, а в некоторых случаях и более, пропускают в землю переменный ток низкой частоты (10- 20 Hz Этот ток, проходя в земле, создает магнитное поле, которое индуктирует в рамке, состоящей из нескольких сот витков проволоки, э. д. с.

. ЯйЛ/|,

где Н-напряженность магнитного поля, Q-площадь рамки и Л -число витков.

Для определения составляющих поля необходимо измерять абсолютную величину индуктированной в рамке э. д. с.

С помощью предлагаемой, согласно изобретению, индукционной рамки необходимость измерения абсолютной величины э. д. с. отпадает. Измерения в этом случае производятся компенсационным методом. Сущность изобретения заключается в том, что внутри обычной рамки и в одной

с ней плоскости помещена вторая рамка с регулируемым числом витков, включенная в цепь пропускаемого через землю тока, с той целью, чтобы относительные измерения магнитного поля можно было про изводить нулевым методом, компенсируя пронизывающее рамку магнитное поле, создаваемое током в земле, магнитным полем второй рамки.

На прилагаемом чертеже фиг. 1 изображает схему предлагаемого устройства, фиг. 2-вид на устройство сбоку.

Переменный ток от источника попадает в землю через электроды АВ. В цепь этого тока включена также компенсационная рамка 2, снабженная коммутатором 3 для изменения действующего числа его витков. Обмотка основной рамки 1 замкнута на нуль-индикатор НИ. В цепи генератора тока и нуль-индикатора предусмотрены прерыватели 4 и 5, механически связанные друг с другом при помощи стержня 6. Рамки 1 и 2 Morj T поворачиваться в подшипниках 7, укрепленных в подставках 8.

При пропускании в землю тока он, как указано выще, создает магнитное поле, индуктирующее в рамке 1 э. д. с.

. .

Если бы не было рамки 2, эта э. д. с. отмечалась бы прибором НИ. При наличии рамки 2, обтекаемой током питания, в витках рамки 1 возникнут индуктированные э. д. с.

, ,. di ,

где М-коэфициент взаимоиндукции витка рамки 2 с витками рамки 1 и л -число витков рамки 2. В момент компенсации, которая достигается при помощи коммутатора 3 путем изменения числа витков рамки и изменения направления прохождения тока, ток через нуль-индикатор станет равным нулю и в этот момент

/di, „-Ч,, di

е ,.HQN

или

mil Н9.М,

откуда искомая напряженность поля

г г tn„

Н ,

где С-некоторая постоянная прибора.

Измерения при горизонтальном и вертикальном полол ениях системы рамок дают возможность определить значения вертикальной и горизонтальной составляющих магнитного поля, а следовательно, установить угол наклона вектора этого поля.

При включении в питающую и в приемную цепи синхронно действующих прерывателей 4 и 5 можно использовать для питания и измерения компенсации источники питания и приборы постоянного тока.

Описанные выше измерения позволяют путем расчета определять направление падения, угол и направление простирания осадочных анизотропных пород, направление падения плоскостей сбрасывателя и угол падения плоскости сбрасывателя при

известной величине сопротивления пород, соприкасающихся по направлению плоскости сбрасывателя.

Результаты измерений составляющих можно наносить на карту в виде векторов. Начало вектора относится к точке, в которой установлена рамка, величина и направление определяются для вертикальной составляюо1ей величиной и направлением геометрической суммы двух значений Н, измеренных при двух взаимно перпендикулярно расположенных линиях А BI и Ла 8-2 При этом составляющие откладываются по перпендикуляру к направлению линии вправо, если ток в рамке 2 в момент, когда Л положительно по отношению к В, проходит против часовой стрелки, и влево, если в момент компенсации ток в рамке 2 проходит против часовой стрелки (направление тока указывается положением коммутатора 3). Векторы на карте соединяют линиями, которые для анизотропных пород являются линиями простирания пород и огибают разведываемые структуры, определяя тем самым положение последних на плане местности.

Предмет изобретения

Индукционная рамка для геофизической разведки переменным током, отличающаяся тем, что внутри нее и в одной с ней плоскости помещена вторая рамка с регулируемым числом витков, включенная в цепь пропускаемого через землю тока, с той целью, чтобы относительные измерения магнитного поля можно было производить нулевым методом, компенсируя пронизывающее рамку магнитное поле, создаваемое током в земле, магнитным полем второй рамки.