Устройство для геоэлектроразведки Советский патент 1981 года по МПК G01R33/00 G01V3/02 

ййком опорного сигнала, нодключенным к блоку управления.

Такое конструктивное выполнение устройства позволяет следить за изменениями чувствительности устройства и автоматически поддерживать ее постоянной при изменении внешних и внутренних условий эксплуатации устройства.

На чертеже изображена структурная схема устройства.

Устройство содержит генераторный датчик 1 поля, генератор тока 2, регулятор тока 3, блок управления 4, источник опорного сигнала 5, блок согласования 6, вспомогательный приемный датчик 7, основной приемный датчик 8, измеритель сигналов 9.

Устройство работает следующим образом.

С помощью генераторного датчика 1, соединенного с генератором тока 2, в исследуемой, среде возбуждается переменное электромагнитное поле. В качестве генераторного датчика 1 может быть использована индукцнонная рамка, петля, заземленный диполь, заземленная питающая линия длиной до нескольких километров. В качестве генератора тока 2 быть использован любой серийно выпускаемый генератор.

В заданных точках исследования располагается основной приемный датчик 8, соединенный с измерителем сигналов 9. В качестве приемного датчика 8 может быть использован индукционный преобразователь (при измерении магнитных полей), тороидальный бесконтактный датчик электрического поля (при измерении вихревых электрических полей) или заземленный диполь (при измерении потенциальных электрических полей). В качестве измерителя сигналов 9 может быть использована серийно выпускаемая аппаратура для измерения амплитуд и разности фаз.

Пусть в качестве генераторного датчика 1 используется заземленная питающая линия длиной 1-2 км, расположенная на поверхности земли, в качестве приемного датчика 8 используется горизонтально расположенный индукционный преобразователь. Суммарное магнитное поле в точке измерений Содержит три компоненты: одну вертиальную, определяющуюся, в основном, нормальным полем, возбуждаемым датчиком 1 в воздухе (эта компонента практически не зависит от свойств земли), и дне горионтальных, которые можно выбрать так, то они будут определяться только вторичым полем (такая компонента зависит, в основном, от свойств земли и является поезной, несущей необходимую информаию) .

В точке измерений помимо датчика 8 (гоизонтального) располагают датчик 7 (верикальный), конструкция которого полнотью повторяет конструкцию датчика 8. атчик 7 через блок согласования 6 подключен к блоку управления 4. Блок согласования 6 предназначен для оптимального согласования выходных параметров датчика 7 с блоком управления 4. Блок управления 4 может быть выполнен в виде схемы сравнения на два входа и усилителя мощности. К одному из входов схемы сравнения подключен выход блока согласования 6, а к другому входу - выход источника

сигнала 5. На два входа блока управления

4 будут воздействовать два напряжения,

одно от источника сигнала 5, а другое -

с выхода детектора блока согласования 6.

Если величина этих напряжений разная,

то на выходе схемы сравнения блока 4 появляется сигнал рассогласования, этот сигнал усиливается усилителем мощности и с выхода блока управления 4 поступает на регулятор тока 3. Регулятор тока 3 изменяет вырабатываемый генератором 2 ток, чтобы напряжение на выходе блока согласования 6 стало равным напряжению источника опорного сигнала 5. В качестве регулятора тока 3 может быть использован

регулирующий транзистор, тринистор с фазовым управлением, широтно-импульсный модулятор и другие стандартные схемы электронных регуляторов тока.

Таким образом, изменения сигнала на

выходе датчика 7 поля автоматически компенсируются изменениями величины возбуждающего датчик 1 тока. Благодаря этому на рабочей частоте независимо от изменения условий окружающей среды чувствительность устройства (выходной сигнал датчика 7, а также датчика 8) будет поддерживаться с заданной точностью, а изменения сигнала на выходе датчика 8 поля будут обусловлены только свойствами изучаемой среды (земли).

Нри работе с синусоидальной формой тока источник сигнала 5 выполняют в виде блока стабилизированного по амплитуде синусоидального напряжения, вход которого соединяют со вспомогательным выходом генератора тока 2 (на чертеже не показано) для получения когерентного опорного сигнала.

В ряде случаев, например, при измерении

вихревых электрических полей, датчики поля 7 и 8 из-за недостаточно широкой полосы пропускания дифференцируют входной сигнал (или из-за явления поляризуемости вмещающей среды интегрируют его), что

также приводит к изменению чувствительности устройства на разных частотах. Если, например, форма вырабатываемого генератором 2 тока прямоугольная, то сигнал на выходе датчика 8 имеет «завал, величина

которого тем больше, чем ниже частота. Для устранения этого, датчик 7 поля располагают вблизи генераторного датчика 2. В этом случае полезный сигнал, принимаемый датчиком 8, отсутствует в сигнале на

выходе датчика 7.

Как и в первом из описанных выше случаев, регулятор тока 3 в течение каждого импульса так изменяет вырабатываемый генератором 2 ток, что форма напряжения на выходе датчика 7 поддерживается прямоугольной, а на выходе датчика 8 отличается от прямоугольной только за счет влияния земли (исследуемой среды), причем указанные отклонения и служат для характеристики свойств изучаемой среды.

Формула изобретения

Устройство для геоэлектроразведки, содержащее токовую цепь, состоящую из последовательно соединенных генератора и генераторного датчика, приемную цепь, включающую соединенные приемный датчик и измеритель сигналов, отличающееся тем, что, с целью поддержания одинаковой чувствительности устройства при изменении частоты тока, оно снабжено последовательно соединенными вспомогательным приемным датчиком, блоком согласования, блоком управления и регулятором тока, выход которого подключен к входу генератора тока, а также источником опорного сигнала, подключенным к блоку

управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сверхпроводимость в геоэлектроразведке, под ред. В. С. Суркова, «Недра, Новосибирск, 1977, с. 125-129.

2. Авторское свидетельство СССР № 523524, кл. G 01R 33/02, 1976 (прототип).