Способ измерения нелинейной вызванной поляризации при геоэлектроразведке и устройство для его осуществления

 

1. Способ измерения нелинейной вызванной поляризации при геоэлектроразведке , заключающийся в том, что возбуждают электромагнитное поле в земле переменным током и во время пропускания тока измеряют в точках .наблюдений фазовые углы вызванной поляризации, о т личающийся тем, что, с целью повышения производительности измерений, дополнительно возбуждают в земле электромагнитное поле последовательностью разнополярных импульсов тока с паузами, частоту следования которых выбирают равной частоте переменного тока, а точки ввода в землю переменного тока и разнополярных импульсов тока с паузами сохраняют одинаковыми, принимают из земли в паузах между импульсами тока сигналы поля вызванной поляризации , выделяют гармоническую составляющую этих сигналов, а также « теогогяля : I . 1 гармоническую составляющую первичного (суммарного) поля, нормируют гармоническую составляющую сигналов вызванной поляризации сигнгшом первичного (суммарного) поля и по соотношению величин фазовых углов вызванной поляризации и нормированной амплитуды гармонической составляющей в каждой точке наблюдений судят о нелинейных свойствах геоэлектрического разреза. 2. Устройство для измерения нелинейной вызванной поляризации при геоэлектроразведке для осуществления способа по п. 1, содержащее последовательно соединенные задающий генератор и делитель частоты, выходы которого соединены с входами формироваW теля импульсов, инвертор, входы управления которого подключены к выхос: дам формирователя импульсов, а силовой вход - к источнику постоянного тока, два избирательных усилителя, выходы которого соединены с сигнальными входами блока регистрации, и предварительный усилитель, выход которого соединен с входом одного из избирательных усилителей, о т л и- . DO ЭО СО ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности измерений , в него введены импульсная линия задержки, дополнительный форо мирователь импульсов и аналоговый ключ, причем входы импульсной линии 41 згшержки соединены с выходами делителя частоты, входн дополнительного формирователя импульсов соединены с выходами импульсной линии згшержки и делителя частоты сигнальные вход и выход ансшогового ключа подключены соответственно к выходу предваритель кого усилителя и входу второго избирательного усилителя, а выходы дополнительного формирователя импульсов соединены с входами управления аигшогового ключа и блока регистра .ции..

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(51),Я 01 .V 3 06,ции.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

О ДЕ М ЗОБРЕ И И OTHPblTM (21) 3422033/18-25 (22) 13.04.82 (46) 30.08.83. Бюл. Р 32 (72) В.М. Попов, Л.З. Бобровников, В.A. Попов, Ю.В. Аладинский, Л.И. Орлов и В.В.. Сушкевич (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени геологоразведочный институт им. С. Орджоникидзе (53) 550.83(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 883834, кл. G 01 Ч 3/08, 1980.

2, Авторское свидетельство СССР

Р 811182, кл. G Ol Ч 3/03, 1978.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 393711, кл. 6 01 V 3/06, 1970 (прототип).

4. Авторское свидетельство СССР

Р 716102, кл. G 01 V 3/02, 1972 (прототип) . (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ НЕЛИНЕЙНОЙ

ВЫЗВАННОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ ПРИ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Способ измерения нелинейной вызванной поляризации при геоэлектроразведке, заключающийся в том, что возбуждают электромагнитное поле в земле переменным током и во время пропускания тока измеряют в точках наблюдений фазовые углы вызванной поляризации, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности измерений, дополнительно возбужцают в земле электромагнитное поле последовательностью раэнополярных импульсов тока с паузами, частоту следования которых выбирают равной частоте переменного тока, а точки ввода в землю переменного тока и разнополярных импульсов тока с паузами сохраняют одинаковыми, принимают из земли в паузах между импульсами тока сигналы поля вызванной поляри« зации, выделяют гармоническую составляющую этих сигналов, а также гармоническую составляющую первичйого (суммарного) поля, нормируют гармоническую составляющую сигналов вызванной поляризации сигналом первич.ного (суммарного) поля и по соотношению величин фазовых углов выэванйой поляризации и нормированной амплитуды гармонической составляющей в каждой точке наблюдений судят о

-нелинейных свойствах геоэлектрического разреза.

2. Устройство для измерения нели.нейной вызванной поляризации при геозлектроразведке для осуществления способа по и. 1, содержащее последовательно соединенные задающий генератор и делитель частоты, выходы ко- I торого соединены с входами формирователя импульсов, инвертор, входы управления которого подключены к выходам формирователя импульсов, а силовой вход — к источнику постоянного тока, два избирательных усилителя, Я выходы которого соединены с сигналь. ными входами блока регистрации, и предварительный усилитель, выход которого соединен с входом одного из избирательных усилителей, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью- повышения производительности измерений, в него введены импульсная линия задержки, дополнительный формирователь импульсов и аналоговый ключ, причем входы импульсной линии задержки соединены с выходами делителя частоты, входы дополнительного формирователя импульсов соединены с выходами импульсной линии задержки и делителя частоты, сигнальные вход и выход аналогового ключа подключены соответственно к выходу предварительного усилителя и входу второго иэби- . рательного усилителя, а выходы дополнительного формирователя импульсов соединены с входами управления аналогового ключа и блока регистра1038907

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано при проведении амплитудно-фазовых измерений параметров нелинейной вызванной поляризации в геоэлектрое разведке.

Известен способ измерения вызванной поляризации при геоэлектроразведке, заключающийся в том, что возбуждают электромагнитное поле в зем-. ле тремя импульсами тока одинаковой 10 длительности и разными паузами между импульсами, регистрируют сигнал вызванной поляризации (ВП) после выключения первого импульса и следующих друг за другом двух других импульсов и по полученным результатам судят о нелинейных характеристиках поляризующихся объектов.

Устройство для осуществления данного способа содержит ..генератор импульсов и стробоскоПический измеритель изменяющихся во времени сигналов (1 1.

Недостатком данного технического решения является его низкая помехозащищенность, что обусловлено необходимостью применения широкополосного регистрирующего канала. Если же использовать метод накопления, то резко падает производительность работ, так как длительность пауз после выключения каждого импульса тока должна быть не менее, чем в 7 раз длиннее импульса тока.

Известен способ измерения нелинейной вызванной поляризации при гео-35 электроразведке, заключающийся в том, что пропускают в землю переменный ток и импульсы постоянного тока с паузами, причем переменный ток пропускают только в паузах между иЪ - gQ пульсами постоянного тока, а измерения проводят во время пропускаиия переменного тока.

Устройство для осуществления этого способа содержит генератор пос- 45 тоянного и генератор переменного тока с переключателями рода работ,две заземленные линии, к которым эти генераторы подсоединены, приемный датчик. сигналов и многочастотный амплитудно-фазовый измеритель. Данное техническое решение эффективно .при выявлении зон массивногооруденения и; позволяет устранить взаимное влияние . двух питающих линий. Кроме того, применение переменных токов резко увеличивает помехозащищенность измерений $ 2 ).

Недостатком указанного технического решения является низкая производительность измерений. Это обуслов-60 лено тем, что измерениями на переменном токе должны быть обнаружены на" капливающиеся на границах рудных тел продукты электрохимических реакциР, обусловленные воздействием импульсов постоянного тока. Чтобы эти продукты накопились в достаточном количестве, длительность имйульсов тока выбирают до 5-7 ч и более. А после выключения импульса тока необходимо выдержать паузу, которая в 2-3 раза превышает длительность импульса. Ввиду этого производитель ность измерений не превышает 1-2 точки за смену °

Известен также способ измерений нелинейной вызванной поляризации при геоэлектроразведке, заключающийся в том, что возбуждают электромагнитное поле в земле переменным током и во время пропускания тока измеряют в точках наблюдений фазовые углы вызванной поляризации, затем, не выключая переменного тока, вводят в землю постоянный ток, через определенный промежуток времени вновь измеряют фазовые углы вызванной поляризации и по разности двух замеров судят о нелинейности свойств геоэлектрического разреза $3).

Для осуществления указанного способа используют устройство, содержащее последовательно соединенные задающий генератор и делитель частоты, выходы которых соединены с входами формирователя импульсов, инвертор, входы управления которого подключены к выходам формирователя импульсов, а силовой вход - к источнику постоянного тока, два избирательных усилителя, выходы которых соединены с сигнальными входами блока регистрации, и .предварительный усилитель, вход которого соединен с входом одно-. го из избирательных усилителей (4 ).

Недостатком. известного технического решения является то, что оно не обеспечивает высокой производительности измерений. Как и аналог, оно основано на изучении накапливающихся на границе рудного тела с вмещающей средой продуктов электрохимических .реакций под действием проходящего через эти границы постоянного тока. Ввиду малой скорости электрохимических реакций требуется длительное время . пропускать постоянный или однополярный пульсирующий ток, а затем выдерживать длительную паузу перед началом измерений Hà следующей точке наблюдений. Как показывает опЫт применения этого способа, производитель ность труда не превышает 5«7 точек за смену.

Цель изобретения — повышение производительности измерений.

Для достижения этой цели в известном способе измерения нелинейной вызванной поляризации при геоэлектро-разведке, заключающемся в том, что возбуждают электромагнитное поле в земле переменным током и во время

В известное устройство для осуществления способа, содержащее последовательно соединенные задающий генератор и делитель частоты, выходы которого соединены с входами формирователя импульсов, ннвертор, входы управления которого подключены к выходам формирователя импульсов, а силовой вход - к источнику постоянного. тока, два избирательных усилителя, 35 выходы которых соединены с сигнальными входами блока регистрации, и предварительный усилитель, выход которого соединен с входом одного иэ избирательных усилителей, введены им- ф) пульсная линия задержки, дополнительный формирователь импульсов и аналоговый ключ, причем входы импульсной линии задержки соединены с выходаьи делителя частоты, входы дополнительного формирователя импульсов соединены с выходами импульсной линии задержки и делителя частоты, сигнальные вход и выхоц аналогового ключа подключены соответственно к выходу предварительного усилителя и входу второго избирательного усилителя, а выходы дополнительного формирователя импульсов соединены с входами управления аналогового ключа и блока регистрации. 55

На фиг.l изображены эпюры сигналов возбуждающего тока и принимаемых .из земли сигналов; на фиг.2 — пример результатов полевых измерений с использованием предлАгаемого техни- 60 ческого решения (где обозначены зона 1 графитиэации и зона 2 рудного тела соответственно); на фиг.3 структурная схема устройства для осуществления предлагаемого способа. у пропускання тока измеряют в точках наблюдения фазовые углы вызванной поляризации, дополнительно возбуждают в земле электромагнитное поле последовательностью разнополярных импульсов тока с паузами, частоту следования которых выбирают равной частоте переменного тока, а точки ввода в землю переменного тока.и ра нополярных импульсов тока с паузами сохраняют одинаковыми, принимают .иэ земли в паузах между импульсами то ка сигналы поля вызванной поляризации, выделяют гармоническую составляющую этих сигналов, а также гарма ническую составляющую первичного (суммарного) поля, нормируют гармоническую составляющую сигналов вызванной поляризации сигналом первичного (суммарного) поля и по соотношению величин фазовых углов вызванной поляризации и нормированной амп литуды гармонической составляющей в каждой точке наблюдений судят о нелинейных свойствах геоэлектрического разреза, Устройство для осуществления способа (фиг.3) содержит последователь,но соединенные задающий генератор 3, делитель 4 частоты, формирователь

5 импульсов, инвертор 6, к силовому

5 входу кзгорого подключен источник 7 постоянного тока, а к выходу — выходные шины 8 и 9, предварительный усилитель 10, к входу которого под-. клю азы входные шины ll и 12, первый

10 избирательный усилитель 13, подключенный к первому сигнальному входу блока 14 регистрации, последовательно соединенные аналоговый ключ 15 и второй избирательный усилитель 16, выход. которого подключен ко второму сигнальному входу блока 14 регистра". ции, причем сигнальные входы первого избирательного усилителя 13 и аналогового ключа 15.соединены с выходом предварительного усилителя 10, а также импульсная линия 17 задержки, подключенная входами к выходам делителя 4 частоты и дополнительный формирователь 18 импульсов, входы которого соединены с выходами делителя 4 частоты н импульсной линии 17 задержки, а выходы — с входами уп-! разления аналогового ключа 15 и блока 14 регистрации.

Способ осуществляется следующим образом.

На участке земли, где необходимо выполнить исследования, устанавливают два заземления, предназначенные для пропускания через них тока. Расстояние между заземлениями выбирают большим 3-5-кратной заданной глубины исследований (чаще всего это расстояние равно 1000-1500 м). После этого возбуждают в земле электромагнитное поле переменным током, пропускаемым через два выбранных заземления. Частоту переменного тока выбирают из диапазона инфраниэких частоты (0,05-1 Гц), а в точках измерений принимают из земли сигналы и измеряют их параметры — фазовый угол ВП и, если необходимо, амплитуду сигнала. Фазовый угол ВП измеряется либо на одной частоте относительно опорного сигнала, фаза которого жестко связана с фазой возбуждающего переменного тока, либо на двух частотах (первой и третьей гармониках переменного тока прямоугольной формы). Форма возбуждающего переменнога тока Э„ и принимаемое из земли напряжение 0„ показаны на фиг.l.

Как .показывает опыт работ, при использовании частот в сотые доли герца в сигнале 0„ можно пренебречь влиянием индукциойных эффектов. Если.же используются более высокие частоты, то влияние индукционных эффектов исключается путем двухчастотных измерений: фазовый угол ВП определяется в этом случае как атно-, .

1038907

10 сительный фазовый сдвиг между сигналами первой и третьей гармоник в точке наблюдений.

После измерения фазового угла ВП на первой точке наблюдений изменяют режим возбуждения измерений: в землю через те же заземления пропускают разнополярные импульсы 3 тока с паузами, длительность которых равна длительности импульсов тока, а частота равна частоте переменного тока .(фиг.1).

При этом на выходе приемного датчика сигналов, поступающих из земли, получают сигнал 0 вместо сигнала U, В паузах между импульсами (5 тока 32 принимают из земли сигналы поля ВП вЂ” 0 . Этот сигнал.;ОЭ фильтруют и выделяют из него гармоническую составляющую (первую гармонику) .

Кроме того, фильтруют сигнал первич- 2р ного (суммарного) поля U2 и также выделяют из него гармоническую составляющую (первую гармонику). Параметром поля ВП при измерениях в таRoM режиме является амплитуда гармонической составляющей. поля ВП, нормированная амплитудой сигнала первичного поля, т.е. отношение этих двух амплитуд. Если влиянием индукционных эффектов пренебречь нельзя {а это заранее известйо по величине удельного сопротивления изучаемого геоэлектрического разреза, полученного во время измерений в предыдущем режиме, и.частоте рабочего тока), начальную часть сигналов Ug u V пос- 35

Э ле моментов включения-выключения тока Р вырезают с фиксированным временем отсечки. Наличие влияния индукционного эффекта легко опреде-. ляется экспериментально: если при 4р увеличении времени отсечки амплитуда фильтрованного сигнала ВП увеличивается, Значит. индукционный эффект имеет место. При этом отсечку можно не использовать, а переходить на бо- 45 лее низкие частоты возбуждающих токов.. После окончания измерений на первой точке и получения двух парамет- ров ВП: фазового угла ВП, соответст- 5р вующего измерениям во время пропускания в землю переменного тока, и нормированной амплитуды гармонической составляющей сигнала ВП в паузах между импульсами тока - переходят на 55 другую точку наблюдений и указанный выше порядок измерений повторяют.

При этом также должна сохраняться неизменной частота возбуждающего тока, точки ввода тока в земпю и ре- Щ жим измерений (одночастотные или двухчастотные измерения фазового угла ВП и измерения с вырезкой или без вырезки сигнала в паузах между импульсами тока) . После окончания из-,65 мерений вдоль всего профиля рассчитывают для каждой точки отношение нормированной величины амплитуды гармонической составляющей сигнала ВП к фазовому,углу ВП, выраженному в радианах. Как показывают результаты теоретических расчетов и экспериментальных наблюдений, при соблюдении указанного выше режима измерений полученное отношение с высокой степенью точности является постоянным в случае отсутствия нелинейно поляризующихся объектов в геоэлектрическом разрезе или в том случае, если вмещающие породы нелинейно поляриэуются точно так же, как и аномальные объекты (абсолютное значение отношения будет другим при наличии нелинейной поляризации, но для указанного примера изменений этого абсолютного значения вдоль. профиля наблюдаться не будет). Если же во вмещающей среде имеются отличные от нее по нелинейным свойствам аномальные объекты, то отношение амплитуды вторичного цоля

ВП к фазовому углу ВП будет изменяться, и тем больше, чем сильнее выражены нелинейные свойства аномального объекта по сравнению со вмещающей средой.

Этот эффект связан с временным законом ВП как для электронных проводников, так и для осадочных пород и аппроксимируется произведением экспоненциальной функции иа функцию эрфектум:

f ß= ex p (6 ь ) е т.Фс. (Й и) < где Я - временной параметр ВП.

Результаты расчетов показывают, что в этом случае выражения для фазовых сдвигов ВП и нормированной амплитуды гармонической составляющей сигнала ВП в паузах между импульсами тока (первой гармоники) имеют вид:

1 (,Я Фш "з. Vr

qalG

AM=;),„,(/,,@2 где - амплитудный параметр ВП.

Как известно из опыта.полевых работ, при. выполнении измерений в диапазоне частот 0,1-1 Гц фазовые углы

ВП при изменении частоты в 3 раза с высокой степенью точности одинаковые, т.е.

960()-Ч,„(з).ll

Учитывая это, получим н З зп. 1

Если измерения вторичного поля ВП выполняются с отсечкой, то коэффици1038907 ент пропорциональности между А< и . Чз„ уменьшается. так как измерения вдоль всего профиля производятся с одинаковой отсечкой, которая может быть разной, для разных участков, для сравнения результатов измерений 5

I 1 строят графики отношения наблюденных значений А< к их фоновым значениям, вйбранным на участках, где отсутствуют аномалии ВП. Это отношение ха рактеризует коэффициент нелинейности 10 свойств изучаемого геоэлектрического разреза. При отсутствии аномальных нелинейно поляризующихся объектов коэффициент нелинейности равен 1..

Пример практических измерений 15 фазовых углов ВП и коэффициента нелинейности на одном из участков показан на фиг.l. На этом участке под слоем рыхлых отложений мощностью несколько десятков метров в толще черных сланцев имеются эоны 1 графитизации с повышенным содержанием углистого вещества и эоны 2 рудного тела, содержащие прожилкововкрапленные сульфидные руды. Как видно из графиков, эоны l и 2 практически не раэ2 деляются друг от друга по графику

Чщ,. При этом на 100 зон с повышенной графитизацией приходится 1-2 зоны с сульфидным оруденением. Над рудными зонами наблюдаются уверенные аномалии коэффициента К„, позволяю щие четко выделять зти зоны.

Устройство для осуществления предлагаемого способа работает следующим образом. 35

Задающий генератор 3, стабилизированный кварцевым резонатором, вырабатывает высокочастотные колебания, частота которых делится в заданное число раэ делителем частоты 4. Низ- 40 кочастотные колебания с выходов делителя частоты 4 поступают на формирователь 5 импульсов, служащий для управления работой инвертора 6 .

Если инвертор 6 выполнен, например, 45 на мощных транзисторах, обеспечиваю. щих ток в нагрузке — заземленной линии, подключаемой к выходным шинам

8 и.9, инвертора б, до 30-40 A то в его состав входят шесть транзисто» ров - два моста с общей парой транзисторов. В одну диагональ одного моста включены выходные шины 8 и 9, в другую диагональ другого мостабалластная нагрузка, на которую источник 7 постоянного тока нагружает- 55 ся во время пауз между импульсами тока в питающей линии. В общую диагональ обоих мостов включен источник

7 постоянного тока.

Режим работы инвертора б задается порядком следования импульсов с,выхода формирователя 5 импульсов. Ког-. да в землю требуется пропускать пе» ременный ток, два входа формировате-, 65 ля импульсов 5 подключаются с помощью переключателя рода работ (на фиг.3 не показан) к двум выходам триггера делителя частоты 4, на которых -частота следования импульсов равна рабочей частоте переменного тока э (фиг.l) . На третий вход формирователя 5 импульсов поступают высокочастотные импульсы с частотой, например, 10 кГц с третьего выхода делителя частоты 4. Выходными каскадами формирователя 5 импульсов служат усилители мощности с трансформаторным выходом и выпрямителями во вторичных обмотках. В усилителях мощности низкочастотный сигнал рабочей частоты заполняется высокочастотными импульсами, этот сигнал проходит через трансформатор и затем— выпрямляется. Благодаря этому в один полупериод рабочего сигнала открывается одна пара транзисторов инвер-,. тора 6, во втором полупериоде — другая пара транзисторов, так что через нагрузку протекает ток 31 форма которого показана на фиг.l. В ка честве источника 7 постоянного тока используют электромашинный генератор мощностью 10-20 кВт и более или бензоэжектрический агрегат с выпрямителем на выходе. B состав инвертора б входит. также стабилизатор тока, выполненный по стандартной схеме.

Принимаемый из земли сигнал U с выхода приемной линии подается иа входные клеммы 11 и 12 предварительного усилителя 10. В режиме измерений переменного тока аналоговый ключ

15 постоянно открыт, поэтому усилен-ный сигнал с выхода предварительного усилителя 10 подается на два избирательных усилителя 13 и 16, один из которых — 13 — в данном режиме настроен. на частоту первой гармоники рабочего сигнала, а усилитель 16 на частоту третьей гармоники рабочего сигнала. Синусоидальные сигналы с выхода усилителей 13 и 16 поступают на вход блока 14 регистрации, который используется для измерения амплитуд и фаз сигналов.

В режиме двухчастотных фазовых измерений сигналы с выходов усилителей 13 и 16 подаются на два импульсных формирователя, установленных на входе блока 14, а затем — на иэмеритель временных интервалов, регистрирующий относительный фазовый сдвиг между сигналами первой и третьей гармоник, который равен фазовому углу ВП. Кроме того, к выходам усилителей 13 и 16 подключается вольтметр,. позволяющий измерить амплитуды этих сигналов. При одночастотных фазовых измерениях сигнал с выхода усилителя 13 подается на импульсный формирователь на входе блока 14, а затем полученные импульсы, соответ1038907

10 ствующие моментам перехода через нуль синусоидального сигнала, посту пают на первый вход йзмерителя временных интервалов. На второй вход этого измерителя. подаются опорные импульсы, соответствующие моментам переключения тока в питающей линии.

Эти .импульсы формируются дополнитель ным формирователем 18, который также вырабатывает в данном режиме сигнал на постоянное включение аналогового ключа 15. Управляющие импульсы на

:входы формирователя 18 поступают с вЫходов того же триггера, что и на входы формирователя 5. Кроме того, формирователь 18 управляется сигналом от переключателя рода работ, подключенного к выходам, делителя частоты 4 н формирователя 5 импульсов (как ужа указывалось,.переключатель на фиг.3 не показан). B этом режиме измеритель временных интервалов также измеряет фазовый угол

ВП . Точйо так же может быть измерен фазовый сдвиг сигнала на выходе усилителя 16. Градуировка измерительного устройства по фазе осуществляется путем подачи на входные шины 11 и

12 сигнала рабочей частоты строго прямоугольной формы, например, с выхода делителя 4 частоты через эталонированный делитель напряжения.

Затем устройство переводится в режим работы с разнополярными импульсами тока с паузамн. Для этого на выходе формирователя 5 импульсов формируются импульсы запуска основных транзисторов инвертора 6, длительность которых в два раза меньше длительности полупериода рабочего сигнала, с паузами между этими импульсами, равными по длительности импульсам запуска. Во время этих пауз формируется:еще одна последовательI ность импульсов запуска, которыми включаются транзисторы балластной цепи инвертора 6. Благодаря этому через питающую линию протекает ток

3> с паузами (фиг.1), а во время пауз источник 7 нагружается на балластную нагрузку.

С выхода приемной линии на входные шины 8 и 9 предварительного усилителя 10 поступает сигнал Ug . Носле усиления этот сигнал поступает непосредственно на вход избирательного усилителя 13 и через аналоговый ключ — на вход избирательного усилителя 16. Во втором режиме работы.. оба усилителя 13 и 16 настраивают на одну и ту же частоту - первую гармонику рабочего сигнала, т.е. частоту настройки усилителя 13 оставляют неизменной, а усилителя 16 - уменьшают в 3 раза по сравнению с предыдущим режимом. Управляющий сигнал 04 (фиг.1) подается на аналоговый ключ, 15 во время пауз между импульсами тока, поэтому на выход ключа 15 про- ходят только сигналы U> поля ВП.

Сигналы U2 и.U> фильтруются усилителями 13 и 16 и подаются на входы блока 24 регистрации. На входах последнего установлено по два синхронных детектора, управляемых сигналами, сдвннутыми по фазе на 90 . Поэтому иэ выходных сигналов усилителей 13 и 16 на входы блока 14 регистрации

10 выделяются активные и реактивные составляющие, которые .затем преобра зуются.в модуль каждого из сигналов.

При этом амплитудой сигнала с выхода избирательного усилителя 13 норми)5 руется коэффициент передачи предварительного усилителя 10 таким образом, что модуль амплитуды отфильтрованного сигнала Ug на выходе блока

14 регистрации всегда устанавливается постоянным, например, равной 200 дел.

В этом случае модуль амплитуды отфильтрованного сигнала 0> выражается непосредственно в процентах амплитуды сигнала первичного (суммарного) поля °

Во втором режиме работы устройства дополнительный формирователь 18 формирует сигналы управления аналоговым ключом 15 и синхронными детекторами блока 14 регистрации. Для формирования сигнала О+ управления аналоговым ключом 15 используется также импульсная линия 17 задержки, представляющая собой сдвиговый регистр.

На выходе сдвигового регистра полуЗ5 чают импульсы прямоугольной формы, сдвинутые во времени (задержанные) относительно импульсов тока .в питающей линии на четверть периода рабочего сигнала. Кроме того, передний фронт этих импульсов может быть дискретно сдвинут на один, два или несколько тактов сннхронизирующего сигнала, поступающего на тактовый вход импульсной линии 17 задержки с ,.выхода делителя 4 частоты. Если, например, рабочая частота равна

0,15 Гц, длительность тактового импульса выбирают равным нескольким миллисекундам. Необходимость этой задержки обусловлена тем, что ключ аналоговый 15 должен включиться только после выключения транзисторов ннвертора 6, а быстродействие электронного ключа 15 гораздо выше, чем транзисторов ннвертора 6. Кроме того, Û увеличивая время задержки линии 17, из сигнала U> можно вырезать начальную часть, обусловленную влиянием индукционных эффектов.

Так как на выходе линии 14 задерж60 ки длительность импульса остается равной четверти периода сигнала рабочей частоты, то непосредственно подавать этот сигнал на вход аналогового клвча 15 нельзя, так как в этОм случае аналоговый ключ 15 будет

1038907

12 еще открыт, когда ток в питающую линию будет уже включен. Для исключения этого сигнала с выхода линии

17 задержки подается на первый вход. логического элемента И дополнительного формирователя 18. На второй вход элемента И подают сигнал, сдвинутый точно на четверть периода рабочей частоты относительно импульсов тока в питающей линии, Перемноженный элементом И сигнал используется.для 10 управления аналоговым ключом 15.

Если требуется очень высокая точность измерений, то начальная часть импульсов Ug, искаженная влиянием индукционных эффектов, также 5 может быть вырезана путем пропускаиия этого сигнала через аналоговый ключ, который в данном режиме должен управляться сигналами, проходящими через другую линию задержки. Однако 20 в настоящее время работа в условиях . влияния индукционных эффектов проводится редко . индукционные эффекты оказывают влияние в тех случаях, когда полезный сигнал очень мал а метод нелинейной ВП используется только при измерениях сигналов первичного поля не менее десятков милливольт, когда эффектами индукции можно пренебречь. 1ехнико-экономический эффект применения предлагаемого технического . решения заключается в повышении производительности измерений. При оценке технико-экономического эффекта был проведен анализ существующих и 3> находящихся в стадии проектирования способов измерения нелинейной вызванной поляризации, в различных органмзациях в СССР и. за рубежом. В

I качестве базового объекта, в котоо ром воплощен достигнутый уровень техники в настоящее время, выбран разрабатываемый в настоящее время в НПО Рудгеофнзнка способ измерений нелинейной ВП, который будет, реализоваться с использованием проектируемого агрегатированного комплекса электроразведочной техники (АКЭТ). Это решение является наиболее эффективным решением, известным в СССР или за рубежом. Оно основано на измерении коэффициента модуляции переменного напряжения при возбуждении электромагнитного поля в земле пульсирующим током разного направления и используется для анализа на-. капливающихся под действием постоянного тока продуктов реакций на. границе рудное тело — вмещающая среда.

При осуществлении предлагаемого спо" соба регистрации поздняя стадия нелинейной ВП, а производительность работ не превышает 10 точек за смену при стоимости одной точки 14,7 руб

В изобретении регистрируется ранняя стадия нелинейной ВП, Которая проявляется в различии сиГналов ВП во время пропускания тока и в паузах между импульсами тока. Предусматривается либо возбужденное поле переменным током, либО раэнополярными импульсами тока с одинаковой амплитудой импульсов разной полярности. Время измерений таким способом соответствует времени, затрачиваемому на двухкратное измерение обычным способом фазовых измерений ВП, например, с использованием серийно выпускаемой аппаратуры . BII-Ф.

1038907

42

2

ВНИИПИ Заказ 6225/53 Тирам 710 Подписное

/ Филиал ППП "Патент", r.Умгород,ул. Проектная, 4