Устройство для геоэлектрораз-ВЕдКи Советский патент 1981 года по МПК G01V3/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕОЭПЕКТРОРАЗВЕДКИ

1

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано в геоэлектроразведке переменным электромагнитными полями, а именно методам вызванной поляризации (ВП) на переменном токе.

Известны устройства для измерения шдзванной поляризации на переменном токе, содержащие задающий датчик пол усилитель мощности (инвертор)/ задающий генератор, передгиощую радио. станцию, приемный датчик поля, измеритель сигналов, приемную радиостанцию tl .

Недостатком известного уст ойства является то, что оно не позволяет непосредственно измерять параметр поляризуемости среды, его необходимо рассчитывать по результатам многочастотных измерений, поэтому точность определения параметра ВП оказывается низкой.

Известно также устройство для измерения ВП на переменном токе, содер жащем токовую цепь, состоящую из последовательно соединенных задакяцего генератора, усилителя мощности и задаквдего датчика поля, а также из;мерительную цепь, состоящую из последовательно соединенных приемного датчика поля и измерителя сигналов

Однако данное устройство имеет высокую погрешность непосредственных измерений параметров ВП за счет изменения амплитуды ифазы тока в задающем датчике поля, обусловленных протеканием в нем тока постоянной составляющей. Введение радиостанций для периодического контроля величины этих изменений не позволяет получить высокую точность измерений вследствие того, что изменение амплитуды и фазы определяются поочередно на каждой частоте, а затем рассчитывается поправка.

Цель изобретения - повышение точности измерений путем исключения влияния постоянной составляющей тока

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержеицее токовую цепь, состоящую из последовательно соединенных задающего генератора, усилителя мощности и генераторного датчика, и измерительную цепь, состоящую из соединенных приемнбго датчика поля и измерителя сигналов, введены два двухпозиционных трехконтактных ключа, общие контакты которых соединены с выходом усилите-. ля мощности, нормально замкнутые контакты каждого ключа соединены соответственно с нормально разомкнут ми контактами другого ключа и входам генераторного датчика поля. На чертеже изображена структурная схема предлагаемого устройства. Устройство состоит иэ последовательно соединенных задающего генератора 1, усилителя 2 мощности, выходные клеммы которого через два двухпозиционных трехконтактных ключа 3 и 4 соединены генераторным датчиком 5 а также приемного датчика 6 поля и измерителя 7 сигналов. Обвше контакты двухпозиционных ключей 3 и 4 соединены с выходом усилителя 2 мощности, а нормально замкнутые контакта каждого из ключей 3 и 4 соединены со ответственно с нормально разомкнутым контактами другого ключа (соответственно 4 и 3) и входами приемного дат чика 5 поля. Устройство работает следукадим образом. С помощью задающего генератора 1 вырабатываются сигналы заданной частоты или нескольких частот (например 1.22 Гц и 3.66 Гц). В качестве задающего генератора 1 обычно используется стабилизированный кварцевый резонатор и генератор с частотой 10-100 кГц, а также Набор делителей частоты, обеспечивающий на их выходе сигналы заданной частоты. Выходной сигнал задающего генератора 1 используется для управления усилителем 2 мощности. В качестве усилителя 2 мощности обычно применяется инвертор на транзисторах или тринисторах, так как в соответствии с техническш-ш условиями падение напряжения на полупроводниковых приборах может изменяться от 0,5 до 1В (иногда до 2 В), то выходной ток усилителя 2 мощности имеет неодинаковую амплитуду в течение положительного и отрицательного полуперио да. Кроме того, если форма тока не прямоугольная, а синусоидальная, а усилитель 2 мощности работает в р жиме класса В или С, также невозмож но без специального подбора элементов получить строго одинаковую ампитуду тока одной и другой полярнос ти . В полевых условиях при значительных изменениях температугм соот ношение амплитуды импульсов тока по ложительной и отрицательной полярности изменяется, вследствие чего в выходном токе усилителя 2 мощности появляется постоянная составляющая. Переменный ток вместе с постоянной составляющей через нормально за кнутые контакты ключей 3 и 4 поступ ет на задающий датчик поля 5, в качестве которого используется заземленная линия АВ (электрический диполь , кабель конечной длины или бесконечно длинный кабель). Под действием постоянной составляющей тока, протекающего через электроды заземлений датчика 5, протекают электрохимические реакции, импеданс электродов с течением времени .изменяется, вследствие чего начальная фаза и амплитуда возбуждающего переменного тока также изменяются, и тем сильнее, чем больше величина постоянной составлянядей тока, и чем дольше зтот ток протекает через электроды, i Изменение начальной фазы и амплитуды возбуждающего переменного тока приводит к тому, что амплитуда и фаза принимаемых приемным датчиком 6 сигналов изменяется С течением времени по неизвестному закону, а следовательно, параметры измаряемьдх измерителем 7 сигналов определяются не только поляризуемостью и проводимостью изучаемой среды, но и изменением амплитуды и фазы возбуждающего тока. С течением времени эти изменения увеличиваются, а точность измерений параметров ВП уменьшается. В устройстве трехконтактные ключи 3 и 4 периодически переключаются из одного положения во второе, нормально замкнутые контакты казкдого ключа размыкаются, а нормально разомкнутые - замыкаются. При этом направление постоянной составляющей тока, протекающего в задающем датчике поля 5, изменяется на обратное, на кшкдом из его электродов протекает обратная электрохимическая реакция. Необратимых реакций на электродах не происходит, поэтому с течением времени не происходит односторонних изменений амплитуды и начальной фазы возбузкдающего переменного тока. Небольшие изменения амплитуды и начальной фазы тока в течение ка кдого промежутка времени между включениями ключей 3 и 4 практически не сказываются на точности измерений, так как в зависимости . от необходимой точности изгдарений период переключения ключей 3 и 4 может быть выбран оператором достаточно малым (от нескольких мин до нескольких с.). Поэтому измеряемые измерителем 7 сигналы несут только информацию о поляризуемости и проводимости среды и свободны от влияния изменений начальной фазы и амплитуды возбуждающего тока. В качестве измерителя сигналов 7 обычно используется двухчастотное фазометрическое устройство, настроенное, например на частоты 1.22 и 3.66 Гц. Формула изобретения Устройство для геоэлектроразведки, содержащее токовую цепь, состоящую иэ последовательно соединенных задающего генератора, усилителя мощности и генераторного датчика, измерительную цепь, состоящую из соединенных приемного датчика и измерителя.сигналов, отлич ающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, путем исклю.чения влияния постоянной составляющей тока, в него введены два двухпозиционных Фрехконтактных ключа, общие контакты которых соединены с выходом усилителя мощности, нормально замкнутые контакты, каждого ключа соединены соответственно с нормально разомкнутыми контактами другого ключа и входсши генераторного датчика. Источники информации, (Принятые во внимание при экспертизе 1.Аладинский Ю. В. и др. Аппаратура для фазовых измерений ВП на переменном токе. Известия ВУЗов, Геология и разведка, 1968, № 6, о. 155157. 2.Мельников В. П. и др. Основы амплитудно-фазовых измерений ВП Якут. кн. изд-во, 1974, Якутск, с.119135 (прототип).