Система датчиков для магнитотеллурического зондирования земли



Система датчиков для магнитотеллурического зондирования земли
Система датчиков для магнитотеллурического зондирования земли

 


Владельцы патента RU 2594641:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к геофизике. Сущность: система датчиков электрического и магнитного поля для измерения магнитотеллурического поля Земли состоит из двух пар заглубленных электродов с единой базой L. Одна пара электродов размещена в приповерхностном слое земли, а другая пара электродов находится с первой парой в одной плоскости, но уже на глубине h. При этом потенциал первой пары, соответствующий напряженности электрического поля, вычитают из потенциала заглубленной пары для получения соответствия напряженности магнитного поля. Технический результат: повышение точности измерения магнитотеллурического поля. 1 ил.

 

Изобретение относится к радиотехнике и геофизике и направлено на совершенствование системы датчиков для магнитотеллурического зондирования Земли (МТЗ), осуществляющих прием составляющих магнитотеллурического поля, значения которых составляют основу для дальнейшей обработки с целью прогноза наличия полезных ископаемых под поверхностью Земли.

Наиболее близким по технической сущности решению является система датчиков, предполагающая расстановку их только в приповерхностном слое Земли, на глубине около 0,3 м от уровня почвы. Она сострит из двух взаимно перпендикулярных датчиков электрического поля - приемных линий и трех статических магнитометров (или индукционных датчиков). Датчики электрического поля разнесены на расстояние L, с которых снимают разность потенциалов электрического поля в частотном диапазоне от 10-4 до 102 Гц. Однако сложнее обстоит дело с датчиками магнитного поля. Обычно это многовитковые катушки с сердечником, эквивалентные неким рамкам с площадью S1. Недостатками таких датчиков являются их массогабаритные характеристики, большие индуктивность и сопротивление потерь [Б.К. Матвеев. Электроразведка: Учеб. для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1990-368 с, стр. 121-123].

Задачей данного технического решения является повышение точности измерения магнитотеллурического поля Земли путем приема составляющих магнитотеллурического поля, значения которых составляют основу для дальнейшей обработки с целью прогноза наличия полезных ископаемых под поверхностью Земли. А также упрощение массогабаритных характеристик магнитных датчиков.

Данный технический результат достигается тем, что для измерения магнитотеллурического поля Земли предложена система датчиков электрического и магнитного поля, состоящая из двух пар заглубленных электродов с единой базой L, одна из которых размещена в приповерхностном слое Земли, а другая пара электродов имеет ту же базу L и находится с первой парой в одной плоскости, но уже на глубине h. При этом потенциал первой пары, соответствующий напряженности электрического поля, вычитают из потенциала заглубленной пары для получения соответствия напряженности магнитного поля в силу того, что образуется система, эквивалентная рамке измерения электромагнитного поля: проводами от электродов и промежутка между ними:

S=h×L

S - площадь рамки;

h - глубина установки электродов магнитного датчика;

L - расстояние между электродами.

На фиг. показано расположение датчиков для измерения магнитотеллурического поля Земли.

Система датчиков для измерения магнитотеллурического поля Земли содержит датчик электрического поля «АВ» с электродами 1, 2, которые через провода 3 и 4 соединены с регистратором 9, и датчик магнитного поля «CD» с электродами 5, 8, которые в свою очередь соединены с регистратором 9.

Электроды датчика электрического поля «АВ» имеют базу L (установлено экспериментально) друг от друга. Данные электроды установлены в землю на глубину 0,3 м (установлено экспериментально). Электрод 1 соединен с регистратором 9 в точке «F» при помощи провода 3. Электрод 2 соединен с регистратором 9 в точке «Е» при помощи провода 4. Электродами датчика магнитного поля 5 и 8 являются концы проводов 6, 7, разнесены так же на расстояние L, но установлены в землю на глубину h (установлено экспериментально, порядка 10 м.).

Применяемым электродом для датчика электрического поля может быть, например, электрод ЭНЕС-1.

Особенностью применяемых датчиков электрического и магнитного полей является возможность их размещения в одной плоскости, с единой базой L между электродами и, по сути, измерения составляющих поля в одной точке, что повышает достоверность измерений. А также в связи с заглублением датчиков магнитного поля на глубину h делает возможным исключить использование многовитковых катушек, следовательно, упрощает массогабаритные характеристики датчиков магнитного поля. Таким образом, на датчике электрического поля имеем

UAB=E×L, где

UAB - разность потенциалов с электродов 1-2,

Е - напряженность электрического поля,

а разность потенциалов на датчике магнитного поля

UCD=-jωµHS+E×L, где

UCD - разность потенциалов с электродов 5-8

j - √-1,

Н - напряженность магнитного поля,

µ - магнитная проницаемость среды,

ω - циклическая частота,

S - площадь рамки.

Для получения значения UM нужно из UCD вычесть значение UAB

UM=UCD-UAB

[Электроразведка. Пособие по электроразведочной практике, М., 2005, Е.Д. Алексанова. стр. 76-80].

Система датчиков электрического и магнитного полей работает следующим образом.

Электрическое поле наводит на приповерхностных электродах 1-2 разность потенциалов, которая соответствует значению напряженности электрического поля в данной точке (области). На концах проводов 6, 7 в точках «G» и «К» также наводится потенциал, который обусловлен электрическим полем, по величине близкий значениям на электродах 1, 2, и магнитным полем, обусловленным воздействием напряженностью магнитного поля на систему, эквивалентную рамке.

Таким образом, могут быть определены значения напряженности магнитотеллурического поля практически в одной точке, тем самым значительно повышается точность измерения магнитотеллурического поля Земли путем приема составляющих магнитотеллурического поля, значения которых составляют основу для дальнейшей обработки с целью прогноза наличия полезных ископаемых под поверхностью Земли.

Система датчиков электрического и магнитного полей, состоящая из двух пар электродов, одна из которых размещена в приповерхностном слое Земли, отличающаяся тем, что другая пара электродов имеет ту же базу, находится с первой парой в одной плоскости, но уже на глубине h, при этом потенциал первой пары, соответствующий напряженности электрического поля, вычитают из потенциала заглубленной пары для получения соответствия напряженности магнитного поля.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к обнаружению скрытого диэлектрического объекта. Сущность: устройство содержит потенциал-зонд для определения электрического потенциала в электрическом поле, первое и второе емкостные устройства и управляющее устройство для питания первого и второго емкостных устройств чередующимися по фазе переменными напряжениями.

Изобретение относится к электроразведке методом электросопротивления. Область преимущественного применения: инженерно-геологические изыскания; изучение состояния грунтовых инженерных объектов, в том числе гидротехнических сооружений; картирование геологической среды при выявлении структурно-тектонических неоднородностей; выявление рудоносных объектов, перекрытых рыхлыми отложениями и др.

Изобретение относится к области геофизических методов исследований при поисках и разведке месторождений углеводородов, редких и благородных металлов, алмазов, при проведении инженерных изысканий и решении задач экологического мониторинга с помощью цифровой аппаратуры.

Изобретение относится к геофизике. Сущность: способ геоэлектроразведки основан на использовании магнитного зондирования геологической среды.

Изобретение относится к области геологоразведки и может быть использовано при поисковом или эксплуатационном бурении скважин. Устройство в виде геолого-разведочного измерительно-вычислительного комплекса, предназначенного для каротажа пород и позиционирования снаряда в буровой скважине и состоящего из передающей антенны и индуктора с вертикальной осью намагниченности, размещенных на снаряде и изолированных от буровых труб с помощью немагнитной вставки, и измерительно-вычислительной системы, включающей в свой состав трехосные блоки магнитометров, размещенные в контрольных точках наблюдений с известными координатами на поверхности Земли, и вычислители, связанные с приемными антеннами и магнитометрами через аналого-цифровые преобразователи стандартного интерфейса, при этом в устройство вводится измерительно-вычислительный канал ориентации снаряда в пространстве, состоящий из трехосных блоков магнитоградиентометров, устанавливаемых в тех же контрольных точках наблюдений на поверхности Земли, и дополнительного вычислителя, связанного через дополнительный аналого-цифровой преобразователь со всеми трехосными блоками магнитометров и трехосными блоками магнитоградиентометров.

Изобретение относится к области магниторазведки и может быть использовано для обнаружения, нанесения на карту и оценки спектрально магнитоактивных месторождений, например залежей углеводородов или руды.

Изобретение относится к области судостроения и касается способа определения места нахождения герметизированного отверстия при обрастании, заносе илом или обмерзании подводной части корпуса судна.

Изобретение относится к электроразведочным исследованиям. Технический результат: снижение трудозатрат на проведение измерений и повышение информативности измерений при экспресс-контроле за динамикой извлечения высоковязкой нефти и битума вдоль профиля горизонтальных скважин в реальном масштабе времени, контроле режима закачки теплоносителя, а также режима отбора.

Изобретение относится к области геофизических исследований и предназначено для поисков и оконтуривания углеводородных (УВ) залежей. Сущность: возбуждают импульсное электромагнитное поле в среде последовательно встречно с двух сторон относительно участка зондирования.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при разведке месторождений нефти и природного газа. Заявлена электромагнитная расстановка, сконфигурированная для использования в подземной буровой скважине.

Изобретение относится к измерительной технике и представляет собой двухпроводной дифференциальный магнитоимпедансный датчик. Датчик содержит два магнитоимпедансных детектора, изготовленных по бескаркасной намоточной технологии, т.е.

Изобретение относится к средствам информирования и ориентации инвалидов по зрению при их передвижении по городской территории. Способ состоит в размещении на стационарных объектах стационарных радиоинформаторов и размещении на инвалидах носимых абонентских устройств, автоматической передаче носимым абонентским устройством в радиоэфир сигнала запроса, по получении которого каждый стационарный радиоинформатор, находящийся в данный момент в зоне действия абонентского устройства, передает в радиоэфир ответ, содержащий его персональные данные, а абонентское устройство поочередно получает и запоминает полученные ответы от всех стационарных радиоинформаторов, находящихся в данный момент в зоне действия этого абонентского устройства, и автоматически направляет сигнал запроса на передачу информации стационарному радиоинформатору, который по получении этого сигнала запроса передает в радиоэфир сообщение о стационарном объекте, на котором он установлен, а абонентское устройство воспроизводит полученную от этого стационарного радиоинформатора информацию в виде звуковых повторяющихся сообщений.

Изобретение относится к средствам для ориентации инвалидов по зрению. Способ информирования инвалидов о прибывающих на остановку транспортных средствах общего пользования состоит в размещении на транспортных средствах общего пользования радиомодулей, пультов водителей и звукоизлучателей и размещении на инвалидах носимых абонентских устройств, при этом абонентское устройство инвалида автоматически передает в радиоэфир сигнал запроса, после чего радиомодуль каждого транспортного средства, находящегося в данный момент в зоне действия абонентского устройства, по получении сигнала запроса передает в радиоэфир ответ на полученный сигнал запроса, абонентское устройство поочередно получает и запоминает полученные ответы от всех радиомодулей, находящихся в данный момент в зоне действия этого абонентского устройства, и автоматически направляет сигнал запроса на передачу информации радиомодулю транспортного средства, который по получении этого сигнала запроса на передачу информации передает в радиоэфир сообщение о транспортном средстве, на котором он установлен, а абонентское устройство воспроизводит полученную от этого радиомодуля информацию в виде звуковых повторяющихся сообщений, затем радиомодуль выбранного инвалидом транспортного средства передает на пульт водителя сигнал для водителя и подает команду на установленный на транспортном средстве звукоизлучатель, который воспроизводит звуковой сигнал ориентирования, по которому инвалид определяет необходимое направление движения к открытой двери транспортного средства.

Изобретение предназначено для исследования структуры аксиально-симметричных магнитных полей. Устройство конструктивно представляет собой серию коаксиальных измерительных катушек, расположенных на малом расстоянии друг от друга.

Изобретение относится к измерительной технике и представляет собой способ получения изображений в растровой электронной микроскопии. Суть изобретения состоит в сегментации магнитного контраста микрообъектов путем исключения из полного РЭМ-изображения во вторичных электронах вклада, обусловленного топографическим контрастом.

Изобретение относится к измерительной технике и представляет собой сверхчувствительный интеллектуальный магнитометрический датчик (МИ датчик) с расширенным диапазоном рабочих температур области.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в магнитной навигации, в частности, для определения углов пространственной ориентации летательных аппаратов (ЛА).

Изобретение относится к судовым средствам магнитной защиты надводного или подводного объекта. Маневренный стенд для измерения и настройки магнитного поля надводного или подводного объекта включает измерительные датчики магнитного поля, устройства определения их координат для передачи сигналов с датчиков на стенд или надводный или подводный объект.

Изобретение относится к феррозондовым навигационным магнитометрам. Цифровой феррозондовый магнитометр содержит задающий генератор, выход которого соединен с входом логического блока управления, первый выход которого соединен с входом формирователя синусоиды, выход которого соединен с первыми входами трех феррозондов, выходы которых соединены с входами трех избирательных усилителей, первые выходы которых соединены с первыми входами трех устройств выборки-хранения, первые выходы которых соединены со вторыми входами трех феррозондов, а вторые входы соединены со вторым выходом логического блока управления, третий выход которого соединен со вторыми входами аналого-цифровых преобразователей, дополнительно в него введены три суммирующих усилителя и три устройства выборки-хранения квадратурного напряжения, первые входы которых соединены с четвертым выходом логического блока управления, вторые входы соединены со вторыми выходами избирательных усилителей, а выходы соединены со вторыми входами суммирующих усилителей, выходы которых соединены с первыми входами аналого-цифровых преобразователей, а первые входы соединены с вторыми выходами устройств выборки хранения.

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой феррозондовый магнитометр и способ измерения компонент индукции магнитного поля при помощи векторной компенсации и может использоваться в точных измерениях компонент индукции магнитного поля.

Способ увеличения дальности действия и увеличения точности измерения расстояния системы радиочастотной идентификации и позиционирования может быть использован, например, при идентификации управлении движением подвижных объектов. Новым в способе измерения дальности является использование в измерительной станции двух антенн круговой поляризации, работающих одна на излучение, другая на прием.
Наверх