Способ геоэлектроразведки

 

I. СПОСОБ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЁДКИ , при котором возбуждают мйогочастотный зондирующий сигнал, измеHfooT его частоту, принимают вторичный сигнал и измеряют его фазу, по величиие 1соторой судят о свойствах геологических тел и вмещающих пород, о тли ч ающий с я тем, что, с целью повышения информативности зондирующий сигнал возбуждают формированием последовательности радио .импульсов с заданным периодом. Длительностью и формой модулирующего импульса, изменяют частоту несущей от радиоимпульса к радиоимпульсу последовательности по заданному закону , принимают вторичную последовательность радиоимпульсов, определяют величину разности фаз по отношению к зондирующему сигналу, функцию зависимости величины разности фаз от номера радиоимпульса и ее корреляционные характеристики, по которым судят о свойствах геологических тел и вмещающих пород. 2.Способ по п. 1, о т л и чающийся тем, что частоту несущей от радиоимпульса к радиоимпульсу изменяют по линейному закону в диапазоне 0,1-10 МГц. 3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что частоту несущей от радиоимпульса к радиоимпульсу изменяют по синусоидальному закону в диапазоне 0,1-10 МГц. 4.Способ по.пп. 1-3, от ли чающийся тем, что период зондирующего радиоимпульса задают в диапазоне 0,01-100 икс, а его длительность - в диапазоне 0,005-10 мкс.

СОЮЗ ООВЕТСНИХ

М И«

РЕСПУБЛИК (19) (111 (11 4 G 01 Ч 3/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ер

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

f10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ (21) 3705038/24-25 (22) 28.02.84 (46) 23.11.85. Бюл. У 43 (7 1) Казахский политехнический ин- ститут им. В.И.Ленина (72) Б.М. Шейнкман, Л.Е. Подгорная

Алекс,Г. Шмидт и А.Г. Шмидт (53) 550.837(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11« 915044, кл. G Ol Ч 3/08, 1980.

Петровский А.Д. Радиоволновые методы в подземной геофизике. М.:Недра, 1971,.с. 129-134. (54)(57) I. СПОСОБ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ, при котором возбухдакт многочастотный зондирующий сигнал, изменяют его частоту, принимают вторичный сигнал и измеряют его фазу, по величине которой судят о свойствах геологических тел и вмещающих пород., о т л и ч а.ю шийся тем, что, с целью повышения информативности зондирующий сигнал возбуждают формированием последовательности радио.импульсов с заданным периодом, длительностью и формой модулирующего импульса, изменяют частоту несущей от радиоимпульса к радиоимпульсу последовательности по заданному закону, принимают вторичную последовательность радиоимпульсов, определяют величину разности фаэ по отношению к зондирующему сигналу,.функцию зависимости величины разности фаэ от номера радиоимпульса и ее корреляционные характеристики, по которым судят о свойствах геологических тел и вмещающих пород.

2. Способ по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что частоту несущей от радиоимпульса к радиоимпульсу изменяют по линейному за- Е кону в диапазоне .0,1-10 МГц.

3. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что частоту несущей от радионмпульса к радиоимЮ% пульсу изменяют по синусоидальному закону в диапазоне 0,1-10 МГц.

4. Способ по пп. 1-3, о т л и— ч а ю шийся тем, что период зондирующего радиоимпульса задают в диапазоне 0,01-100 мкс, а его длительность - в диапазоне 0,005-10 мкс.

1 1

Изобретение относится к геофизике, а более конкретно к способам геоэлектроразведки с использованием электромагнитных волн высокой частоты, и предназначено для обнаружения подповерхностных объектов, разведки полезных ископаемых, например рудных месторождений.

Цель изобретения - повьрпение информативности.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для реализации предлагаемого способа:; на фиг. 2 эпюры сигналов.

Устройство для реализации способа содержит приемопередающую антенну I, антенный переключатель 2, приемное устройство 3, передающее устройство 4, а также фазовый дискриминатор 5 и аналого-цифровой преобразователь (АЦП ) 6, входящие в состав измерительного устройства

7, блок 8 изменения частоты несущей а также коррелометр 9, блок 10 памяти и блок 11 управления и измерения времени задержки, входящие в состав устройства 12.обработки информации, а также блок 13 изменения периода и длительности модулирующего импульса и блок 14 индикации.

На фиг. 1 изображены также исследуемая среда 15, вмещающая исследуемый объект 16. На фиг. 2 представлены эпюры сигналов импульсов 17 синхронизации, опорного сигнала

18 фазового дискриминатора 5, зондирующего сигнала 19, на выходе . передающего устройства 4, сигнала

20,отраженного на выходе приемного устройства 3, разностного сигнала

21 на выходе фазового дискриминатора 5.

Способ реализуют следующим образом.

С блока ll управления и измерения времени задержки импульсы 17 синхронизации подаются на блок изменения частоты несущей 8 и на блок

13 изменения периода и длительности модулирующего импульса, которые управляют, работой передающего устройства 4.

Блок 13 изменения периода и длительности модулирующего импульса запускает передающее устройство 4, которое вырабатывает радиоимпульсы несущую частоту которых от импульса к импульсу по заданному закону

193622 2

10 !

ЗО

55 изменяют с помощью блока 8 изменения частоты несущей (на выходе опорный сигнал 18 ), а период и длительность — с помощью блока 13 изменения периода и длительности модулирующего импульса.

С выхода передающего устройства

4 зондирующий сигнал 19 — периодическая последовательность радиоимпульсов — через антенный переключатель 2 поступает на приемопередающую антенну 1, исследуемую среду 15, и проходит до исследуемого объекта 16, частично поглощающего

его и частично отражающего в направлении приемопередающей антенны 1.

Отраженный сигнал принимают с помощью приемопередающей антенны I и через антенный переключатель 2, приемное устройство 3 (на выходе — отраженный сигнал 20 )и фазовый дискриминатор

5 (на выходе — разностный сигнал 21) подают на аналого-цифровой преобразователь 6, который синхронизируют с третьего выхода блока 11 управления и измерения времени задержки.

Одновременно с запускам передаю" щего устройства 4 запускается схема измерения блока 11 управления и измерения времени задержки.

В фазовом дискриминаторе 5,.происходит сравнение отраженного сигнала 20 с выхода приемного устройства 3 с опорным сигналом 18 блока 8 изменения частоты несущей и выделяется разностный сигнал 21.

Нри следующем запуске передающего устройства 4 с другой частотой разность фаз на выходе фазового дискриминатора 5 изменяется. Получающаяся при этом величина разности фаэ преобразуется аналого-цифровым преобразователем 6 в дискретную функцию и поступает на коррелометр 9.

Величина изменения фазы отраженного сигнала при изменении длины волны от 100 до 400 м составляет, например, 9 и 2 для глины.

0 о

Информация для различных сред в виде. сигналов, пропорциональных величине изменения фазы, заложена в блок 10 памяти и с частотой тактовых импульсов в виде дискретной функции статических значений фаз отраженных сигналов подается на коррелометр 9, который определяет соответствие полученной величины разности фаэ с величиной разности фаз, заложенной в блок 10 памяти, и выдает сигЭ 1 нал останова для блока ll управления и измерения времени .задержки и сигнал разрешения на индикацию результатов измерения в виде данных об исследуемом объекте и глубине его расположения.

Например, если величина разности фаз окажется равной 2 (при изменении длины волны передатчика от !00 до 400 м), то на выходе блока 14 индикации будет показано, что отражающий объект — глина, и будет указана. глубина ее размещения, пропорциональная времени задержки отраженного сигнала.

Длительность зондирующих импульсов и период задают в зависимости от конкретной геологической задачи.

Например, при работе по объектам на глубине до 10 м в породах со скоростью распрострайения электромагнитной энергии порядка 50 м/мкс длительность зондирующих импульсов не должна превышать 0,01-! мкс.

Для того, чтобы задний фронт отраженного сигнала 20 не приходил во время действия последующего импульса, выбор энергетического потенциала производят, учитывая затухание электромагнитной энергии в породах, что связано с решением конкретной геофизической задачи по глубинности и разрешающей способности.

Глубинность радиолокационного метода для решения геофизических задач составляет величину — от единиц метров до нескольких километров.

Период следования зондирующих им. пульсов при скорости распростране -.. ния электромагнитной энергии во вмещающей среде 30-300 м/мкс составляет 0,01-100 мкс.

Так как разрешающая способность на малых глубинах составляет единицы метров, а на больших — десятки, 193622 сотни метров, длительность зонди, рующего импульса должна находиться в пределах 0,005-10 мкс. Скважность; определяющая отношение длительности импульса к периоду следования импульсов, должна иметь пределы 2-2 ° 10 ф

Поскольку зондир лощий импульс должен содержать не менее 5-10 пе10 риодов несущей частоты, частота несущей должна изменяться в пределах 0,1-10 МГц.

Изменение частоты зондирующего сигнала, обуславливающее изменение фазы отраженного сигнала, должно быть периодическим и равновероятным . для заданного интервала изменения частоты. Закон модуляции высокочастотного напряжения при этом носит или линейный характер (пилообразный характер, треугольный) или синусоидальный.

Предлагаемый способ позволяет измерять время между излученным и отраженным импульсами, а также определять величину разности фаэ отраженного сигнала по отношению к зондирующему.

Импульсы 17 синхронизации могут вырабатываться различными устройствами, например, по схеме генератор сннусоидального напряжения— делитель частоты — формирователь выходных импульсов — интегральными

35 микросхемами К218ГГ1, К155АГ1, К155АГЗ и др. При этом период сле- . дования импульсов определяют параметрами навесных элементов.

Опорный сигнал 18, изменяющийся

40 по. частоте от периода к периоду, может быть получен с помощью генераторов с электронной перестройкой частоты таких, как транзисторный генератор на варикапах, клистронный

4> генератор и др.

1 >93622

)193622

Составитель В. Попадько

Редактор А. Ворович Техред Т.Дубинчак Корректор Е. Ровко

Заказ 7312/49 Тирак 747 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж"35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Укгород, ул. Проектная, 4