Устройство для импульснойиНдуКТиВНОй элЕКТРОРАзВЕдКи Советский патент 1981 года по МПК G01V3/10 

(54.) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНОЙ ИНДУКТИВНОЙ ЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ

Изобретение относится к импульсной индуктивной электроразведке руд цветных металлов и других электропроводящих полезных ископаеьо:1Х.

Известны устройства для импульсной индуктивной электроразведки, включающие последовательно соединенны е приемный контур, входной коммутатор, импульсный усилитель, накопитель и регистратор. При помсяци приемного контура неустановившееся вторичное поле в паузах между импульсами первичного поля преобразуется в неустановившееся значение ЗДС в этом контуре, равное производной по времени от потока неустановившегося поля через приемный контур. 1 мерение этой величины производят путем стробирования ее входным коммутаторе в заданные Mott/sH-sta времени, усиления и накопления стробимпульсов. Стробирование осуществляют на очень коротком интервале Bipeмени (менее 1 мс), что обеспечивает возможность измере1яия мгновенных значений ЭДС, либо измеряют интегральные значения ЭДС. В этом случае Стробирование осуществляют в более широком интервале времени, в течение которого происходит интегрироваиие сигнала в накопителе, при этом интервал интегрирования выбирается равным периоду помехи U и

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является iipTponcTBO для импульсной индуктивной электроразведки, состоящее из генераторной части, содержащей последовательно соединенные генератор импульсов и генераторный контур измерительной части, содержащей приемный контур и последовательно соединенные коммутатор, импульсный уси5литель, накопитель и регистратор, и схему управления, выход которой подсоединен к управляемым входам генератора, коммутатора и накопителя из.

0

Измерения ЭДС 1производной от неустановившегося поля по времени) имеют существенный недостаток - неоднозначность зависимости измеряе5 .мой величины от параметров объекта. Например, сигнал от изомерной проводящей залежи (шара) в первом приближении пропортщонален величине

,- 0«L-fc

(1)

L« 6ie

где г/и;

3 электропроводность залежи;

а - радиус шара;

t - время.

Параметр oL входит в Формулу (1) в виде множителя при экспоненте и показателе экспоненты. В рез ультате на ранних временах переходного процесса сигнгш от проводника с большим сС (низкая электропроводность, малые размеры) больше, а на поздних временах - меньше сигнала от проводника с малым (высокая электропроводность, большие разме.ры) .

Цель изобретения - повышение- эффективности электроразведки и обеспечение однозначности пoлyчae ыx результатов за счет непосредственного измерения неустановившегося магнитного поля.

Поставленная -цель достигается тем, что устройство для импульсной индуктивной электроразведки, состоящее из генераторной части, содержащей последовательно соединенные генератор импульсов и генераторный контур, измерительной части, содержащей приемный контур и последовательно соединенные коммутато импульсный усилитель, накопитель и регистратор, и управления, выход которой подсоединен к управляемнм входам генератора, коммутатора и накопителя, снабжено интегратором, вход которого подсоединен к выходу приемного контура, а выходк входу коммутатора.

На фиг. 1 показана структурная схема устройства; на фиг. 2 - времеиные диаграммы импульсов устройства.

Устройство состоит из генераторной части, включа1сс|ей генератор 1 импульсов и генераторный контур 2, схемы 3 управления и измерительной части, состоя.цей из пpиe 4иoгo контура 4, иитегр-цора 5, входного коммутатора 6, и11 1/льсного усилителя 7, накопителя i, и регистрлчора 9

Работа устройства осноланя-.на измерении не производной от н установившегося поля во времени, а самого неустановившегося поля. Так дл той же самой изомерной проводящей залежи (шара) неустановившееся поле пропорционально величине

:.е- (2)

трудно убедиться в том, что . Теперь об входит только азатель экспоненты, и проводникам с меньшими размерами и эдэктропроводиостью однозначно соответ-г ствуют меньшие значения поля, а болшим -. большие. Упомянутые измерения интегральных значений ЭДС частично

решают эту задачу, так как в этом случае измеряется величина

и (ё.), (3J 1

где t -t.At - интервал интегрирования.

Для очень большого интервала интегрирования величиной е можно пренебречь и измеряемый сигнал бли3Ok к значению поля в момент t . Однако на практике интервал интегрирования всегда конечен. В результате происходит занижение сигнала, в особенности для проводников с, малыми ..значениями Л , которые предотэвляют наибольший промышленный интерес (высокая электропроводность т.е. высокое содержание металла в руде, и большие размеры).

Устройство работает следующим образом.

Генерато 1. импульсов вырабатывает в генераторном контуре 2 импулсы тока чередующейся полярности, по форме близкие к прямоугольным. В непроводящей среде в окрестности контура возникает импульсное магнитное поле H(t) Такой же формы (фиг.2 а в приемном контуре 4 - ЭДС Е(t), пропорциональная производной от магнитного поля по времени (фиг.26) т.е. продифференцированной величине магнитного поля ft(t). Этот сигнал поступает на вход интегратора 5 и непрерывно интегрируется. Поскольку операции дифференцирования и интегрирования взаимно обратны, на выходе интегратора 5 образуется сигнал U(t);LE (t)dt (фиг. 2в) , форма которого такая же, как и у поля Н (t), воэдействукяцего на приемный контур 4. Если в окрестностях устройства имеется проводящий объект, то процесс установления и исчезновения яоля затягивается (фиг. 2в, пунктир). Входной коммутатор 6 в паузах между импульсами тока производит бтробйрование сигнала И(t) с вщрда интегратора 5 в заданные моменты времени t|

отсчитываемые от

момента прекращения токового импульса (фиг. 2в). Строб-импульсы поступают на вход импульсного усилителя 7, усиливаются и подаются на дифферецигшьный накопитель 8, осуществлякиций раздельное накопление импульсов положительной и отрицательной поляриости и вычитание накопленных сигналов В результате полезный сигнал удваивается, а низкочастотная помеха вычитается. Высокочастотная помеха ослабляетоя за счет усреднения накопителем большого числа импульсов. Сигнал с выхода накопителя поступает на регистратор 9 (стрелочный прибор или цифровое устройство) . Схема 3 управления обеспечир- т согласованную работу генератора 1 импульсов, входного коммутатора 6 и дифференцисшьного накопителя 8.

Устройство может работать и в однополярном режиме (импульсы тока одинаковой полярности). В этом случае не происходит удвоения полезного сигнала, но -возрастает количество импульсов (вдвое).накапливаемых в единицу времени, т.е. возрастает эффективность накопления.

Основным достоинством предлагаемого устройства является возможность осуществления непосредственных измерений неустановившегося магнитного поля вместо производной от этого поля по времени, что существенно повышает однозначность импульсной электроразведки и,как слествие, эффективность поисков рудных месторождений. Сочетание интегратора с приемным контуром непосредственно на его выходе .образует новый тип датчика переменного магнитного поля для электроразведки. Такой датчик может быть применен не только в методе переходных процессов, но и для измерения гармонических полей, магнитотеллургического поля, магнитные компоненты поля в метод е вызванной поляризгщии и т.д..

Кроме того,в устройстве является возможность измерения первичного импульсного поля. Для этого необходимо произвести дополнительное строЬирование сигнала U(t) в момент времени t| в конце токовго импульг са, когда первичное поле уже установилось (фиг. 2в).Этой величиной удобно нормировать значения неуста.новившегося поля, измеренные в моменты времени t. Эта величина имеет и самостоятельное информативное значение при поисках залежей магнитных руд железа, так как она не зависит от электропроводности обт вкта, но зависит от его магнитной проницаемости.

KD (ZH

Однозначность измерений поля (по сравнению с ЭДС) позволяет изучать переходную характеристику в меньшем диапазоне времени, тем самым сократить затраты рабочего временн на производство измерений ориентировочно на 20% и получить соответствующее снижение затрат на изучение 1 кмплощади.

;юрмула изобретения

Устройство для нмпульсной индуктивной электроразведки, состоящее из генераторной части, содержащей последовательно соединенные генератор импульсов и генераторный контур измерительной части, еодержадей приемный контур и последовательно соединенные коммутатор, импульсный усилитель, накопитель и регистратор, и схему управления, выход которой подсоединен к управляемым входам генератора, коммутатора и накопителя, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности электроразведки и обеспечения однозначности получаемых результатов за счет непосредственного измерения неустановившегося магнитного поля, оно снабжено инт.егратором, вход которого подсоединен к выходу приемного контура, а выход - ко входу коммутатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

с. 53-63.

с. 64-67 (прототип).

-р о

. ;э

«с 4J

э