Устройство для аэрогеофизическойРАзВЕдКи Советский патент 1981 года по МПК G01V3/16 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АЭРОГЕОФИЗИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ

I

Изобретение относится к устройствам для комплексной аэрогеофизической разведки полезных ископаемых.

Известно устройство для комплекснйй электрической и магнитной разведки, в котором осуществляются одновременные измерения магнитного поля Земли (МПЗ) и неустановившегося сигнала при импульсной индуктивной электроразведке, включающее канал измерения неустановиви егося сигнала при импульсной индуктивной электроразведки, канал измерения магнитного поля Земл ли и общий для обоих каналрв входной преобразователь в виде индуктивного датчиках периодически насыщающимся экраном 1,

Ос1еовной недостаток устройства - невоз можность одновременных высакоточных измерений обоих сигналов. Обусловлено это тем, что как для измерения МПЗ, так и неустановивщегося сигнала при импульсной индуктивной электроразведке, используется один и тот же магнито-модуляционный датчик. Поскольку с помощью такого датчика измеряется не полный вектор МПЗ, а величина его проекции на направление оси датчика, то для высокоточных изменений необходима его ориентация по вектору МПЗ.

Это приводит к появлению погрешностей измерения неустановившегося сигнала в зависимости от курса и места полета. В случа е с неориентируемым датчиком, наоборот, возникает значительная погрешность измерения МПЗ.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство, в котором осуществляется совместная работа магнитометра, выполненного в виде квантового аэромагнитометра, и аппаратуры для импульсной индуктивной электроразведки.

Устройство состоит из импульсной индуктивной аппаратуры для измерения неустановивщегося сигнала INPUT MARK-V и квантового аэромагнитометра, соединенных между собой коммутатором, который служит для поочередного включения электроразведочного и магнитометрического каналов. Необходимость в такой коммутации объясняется тем, что при совместной работе двух .названных каналов в них возникают взаимные помехи: импульсное поле электроразведочного канала искажает показания магнитометра, а модулированные высокочастотные поля магнитометра вносят помехи в результаты измерений электроразведочного канала.

Магниточувствительный блок магнитометра в указанной аппаратуре размеихен на фюзеляже носителя, а приемный элемент электроразведочного канала - в буксируемой гондоле, выпускаемой на большее расстояние (около 150 м). Таким образом, датчики обоих каналов размешены на разном уровне над поверхностью Земли (2.

Недостатки этого устройства - потеря информации за счет чередования работы каналов, невозможность осуществления высот(5чных магнитных измерений вследствие вынужденного размещения магниточувствительного блока магнитометра вблизи ме.таллических масс носителя, усложнение устройства из-за необходимости осуществления коммутации каналов. Дополнительные трудности возникают при комплексной интерпретации результатов наблюдений магнитометрического и электроразведочного каналов, полученных на существенно разных уровнях от поверхности земли.

Цель изобретения - повышение производительности труда путем осуществления одновременных измерений магнит)ого поля Земли и неустановившегося сигнала.

Цель достигается тем, что в известном устройстве, содержащем электроразведочный и магниторазведочный измерительные каналы, подключенные к регистратору, первый из которых и содержит измерительный блок, соединенный кабель-тросом, с выходом приемного элемента, размещенного в выпускной гондоле, генератор импульсов тока, нагруженный генераторным контуром, схему управления, выход которой подсоединен к управляющим входам генератора импульсов и измерительного блока, а второй включает магниточувствительный блок, соединенный кабель-тросом с блоком измерения магнитного поля, задающий генератор, выход которого через делитель частоты подсоединен к управляющему входу блока измерения магнитного поля, дополнительный делитель частоты, вход которого подсоединен к делителю частоты, а выход - к схеме управления электроразведочного измерительного канала, магниточувствительный блок укреплен на обшей амортизированной платформе в одной выпускной гондоле с приемным элементом электроразведочного канала.

На чертеже показана схема устройства. Устройство содержит электроразведочный канал аппаратуры для импульсной индуктивной аэроэлектроразведки по методу переходных процессов (АМПП), включающий приемный элемент I, измерительный блок 2, схему 3 управления, генератор 4 импульсов тока, генераторный контур 5, регистратор 6, и магниторазведочный канал (гелиевый квантовый аэромагннтометр КАМ), содержащий магниточувствительный блок 7, блок 8 измерения магнитного поля, делитель 9

частоты и задающий генератор 10, а также общую подвесную платформу 11 и дополнительный делитель 12 частоты. Выход приемного элемента 1 через измерительный блок 2 соединен с регистратором 6, управляющие входы измерительного блока 2 и генератора импульсов тока 4, нагруженного на генераторный .контур 5, .подсоединены к выходу схемы 3 управления, которая через дополнительный делитель 12 частоты соединена с выходом делителя 9 частоты магнитометра, вход которого соединен с задающим генератором 10, выход магннточувствительного блока 7 соединен с входом блока 8. измерения магнитного поля, выход которого подсоединен к регистратору б, а измерительный вход к делителю 9 частоты.

Электроразведочный канал устройства работает следующим образом.

Генератор импульсов создает в генераторном контуре 5 мощные токовые импульсы, электромагнитное поле которых возбуждает в электропроводящих участках Земли (например в залежах руд цветных металлов) затухающие во времени вихревые токи, электромагнитное поле которых является откликом искомых объектов и измеряется в паузах между токовыми импульсами с помощью приемного элемента 1 , представляющего собой индукционную рамку с предусилителем. Сигнал с выхода приемного элемента подается через кабель-трос на вход измерительного блока 2, который осуществляет стробнрование переходного процесса в заданные моменты времени после окончания токовых импульсов, усиление и накопление строб-импульсов. Частота стробирования равна частоте следования токовых импульсов и составляет примерно 125 Гц. Сигнал с выхода измерительного блока в виде медленно меняющегося напряжения подается на один из входов многоканального регистратора 6 и регистрируется в аналоговый или цифровой форме (в зависимости от типа регистратора). Синхронизация работы генератора 4 импульсов тока и измерительного блока 2 обеспечивается управляющими импульсами, .вырабатываемыми схемой 3 управления, выход которой соединен с управляемыми входами измерительного блока 2 и генератора. 4 импульсов. Схема 3 управления может работать как автономно, так и от внешнего источника синхроимпульсов. Для уменьшения влияния вихревых токов, возникающих в металлических массах носителя, приемный элемент вынесен в гон-долу, буксируемую на кабель-тросе длиной 50 м. Для уменьшения помех, вызываемых вибрациями приемного элемента в магнитном поле Земли, он установлен на амортизированной платформе II, подвешенной в гондоле за центр тяжести.

Магниторазведочный канал устройства работает следующим образом.

В магниточувствительном блоке 7 имеются наполненные гелием (Не) камеры, освещаемые светом гелиевых ламп. Под влиянием этого света гелий в камерах находится в возбужденном состоянии. Горение гелиевой лампы обеспечивается благодаря высокочастотному полю (около 20 мГц), вырабатываемому генератором, помещеиным в магниточувствительном блоке 7. Перпендикулярно оптической оси гелиевого датчика прикладывается высокочастотное электромагнитное поле. По минимуму сигнала на выходе фотоприемника, регистрирующего силу света после камер, можно судить о соответствии частоты высокочастотного поля величине измеряемого магнитного поля. Автог.атическое слежение частоты высокочастотного поля за изменениями магнитного поля и ее измерение осуществляется в блоке |1змерения магнитного поля 8 посредством амплитудной или частотной модуляции высокочастотного поля сигналом с частотой 280 Гц. оторый формируется задающим кварцевым генератором 10 и делителем 9 частоты. Связь между магниточувствительным блоком 7 и измерителем 8 магнитного поля осуществляется по немагнитному кабель-тросу, общему с аппаратурой АМПП.

Сигнал с выхода блока измерение .магнитного поля поступает на соответствующий вход того же регистратора 6 и регистрируется в аналоговой либо в цифровой форме.

Для уменьшения влияния магнитных масс носителя и импульсного магнитного поля генераторного контура, размещенного на фюзеляже носителя, на показания магнитометра магниточувствительный блок 7 удален от носителя путем вынесения его в ту же самую буксируемую на трос-кабеле гондолу, в которой находится приемный элемент 1 электроразведочного канала. Эта отличительная особенность устройства позволяет осуществлять измерения магнитного поля Земли с высокой точностью и на том же уровне от поверхности. Земли, что и электроразведочные измерения, но приводит к появлению воздействия высокочастотного (20 мГц поля возбуждения атомов гелия в магниточувствительном блоке 7 магнитометра на приемный элемент Г электроразведочного канала. Частота 20 мГц лежит далеко за пределами полосы пропускания электроразведвчного канала и тем не менее ее воздействие проявляется при перемещении (вибрации) даже малых проводящих масс вблизи высокочастотного генератора, в результате чего возникает низкочастотная модуляция высокочастотного сигнала, детектирование которого происходит во входных цепях электроразведочного канала. Это и приводит к появлению интенсивной низкочастотной помехи на выходе приемного. элемента 1. Проводящими массами, вызывающи 1и rioMexy могут быть лкэбые элементы конструкции и детали как магниточувствительного блока 7, так и приемного элемента 1 (шасси, соединительные провода, экраны, корпуса источников питания и пр.). Для устранения, помехи все элементы конструкции и детали магниточувствительного блока 7 и приемного элемента 1 жестко укреплены на общей амортизированной платформе П. Кроме того, при совместной работе электроразведочного и магниторазведочного каналов наблюдаются взаимные помехи, вызва ные с одной стороны воздействием импульсов первичного электромагнитного поля генераторного контура 5 на магниточувствительный блок 7 и с другой стороны - воздействием модулированного частотой 280 Гц

высокочастотного поля обмоток возбуждеНИИ гелиевых камер магниточуствительного блока 7 на приемный элемент I, возникающие при некратности частот модуляции магнитометра и стробирования в электроразведочном канале. Например четвертая

гармоника частоты модуляции составляет 280 X 4 1120Гц, а девятая гармоника частоты стробирования 125 X 9 1125 Гц.

Г1ри этом в обоих каналах будет наблюдаться сигнал биений с разностной частотой

5 Гц. Для подавления этой помехи в устройстве частота стробирования (равно как и частота следования токовых импульсов) электроразведочного канала синхронизируется частотой модуляции магнитного канала. Для этого синхроимпульсы с выхода делителя 9 частоты магнитометра через дополнительный делитель 12 частоты подаются на вход схемы 3 управления электроразведочного канала.

Э1

Формула изобретения

Устройство для аэрогеофизической разведки, содери ащее электроразведочный и

магниторазведочный измерительные каналы, подключенные к регистратору, первый из которых содержит измерительный блок, соединенный кабель-тросом с выходом приемного элемента, расположенного в выпускной гондоле, генератор импульсов тока, нагруженный генераторным контуром, схему управления, выход которой подсоединен к управляющим входам генератора импульсов и измерительного блока, а второй включает магниточувствительный блок, соединенный кабель-тросом с блоком измерения

магнитного поля, задающий генератор, выход которого через делитель частоты подсоединен к управляющему входу блока измерения магнитного поля, дополнительный делитель частоты, вход которого подсоединен к делителю частоты, а выход-к схеме управления электроразведочного измерительного канала, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности труда, магниточувствительный блок укреплен

На общей амортизированной платфс ме в одной выпускной гондоле с приемным элементом электроразведочного канала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Barringer А. R. Remofe-senring technigers for mineral dircofery. 9-the MMC. United Kingdom, 1969, p. 42 (прототип).