Система датчиков электрического и магнитного поля

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение для измерения магнитотеллурического поля морского шельфа Земли. Технический результат – повышение точности. Для этого система датчиков электрического поля выполнена в виде пары электродов-анкеров, разнесенных на расстояние L, с которых снимают потенциал электрического поля изолированными проводами датчика электрического поля, выведенными витой парой к поверхности аппаратного блока, и датчика магнитного поля, при этом последний образуют изолированным проводом датчика магнитного поля, проложенным вдоль горизонтального провода датчика электрического поля, далее сквозь толщу среды - к аппаратному блоку, также используются анкера в качестве механической основы, необходимой для погружения системы, относительно которых провод с обоих анкеров выводят на поверхность к аппаратному блоку, образуя рамку площадью S. При использовании данной системы датчиков могут быть определены значения напряженности магнитотеллурического поля практически в одной точке, тем самым повышается точность измерения магнитотеллурического поля морского шельфа Земли. Изобретение относится к радиотехнике и геофизике и направлено на совершенствование системы датчиков для магнитотеллурического зондирования (МТЗ), а также адаптацию датчиков для использования в морской среде. Система датчиков осуществляет прием составляющих магнитотеллурического поля, необходимых для дальнейшей обработки с целью прогноза наличия полезных ископаемых под поверхностью Земли. 2 ил.

 

Изобретение относится к радиотехнике и геофизике и направлено на совершенствование системы датчиков для магнитотеллурического зондирования, а также адаптацию датчиков для использования их в морской среде. Система датчиков осуществляет прием составляющих магнитотеллурического поля, необходимых для дальнейшей обработки с целью прогноза наличия полезных ископаемых под поверхностью Земли.

Известен аналог, в котором реализована группа электродов, система и способ для морских измерений электрических и магнитных полей [1].

Аналог заключается в том, что группа электродов для электрических и магнитных измерений в морской среде включает в себя первый комплект электродов, подключенных к первому кабелю, и второй комплект электродов, подключенных ко второму кабелю. Первый комплект электродов и первый кабель выполнены с возможностью погружения на морское дно в морской среде. Второй комплект электродов и второй кабель соединены с первым кабелем и выполнены с возможностью плавания в морской среде, так что второй комплект электродов и второй кабель удерживаются на расстоянии от морского дна. Инструментальный модуль подключен к первому кабелю и второму кабелю и выполнен с возможностью приема сигналов напряжений, измеряемых с помощью первого комплекта электродов и второго комплекта электродов. От каждого из электродов инструментальный модуль принимает значения напряжения, по которым могут быть вычислены электрическое и магнитное поля.

Реализованный в устройстве способ имеет ряд недостатков:

- сложность развертывания системы в морской среде;

- комплекс в целом является активным;

- требуется большое количество электродов для снятия данных, следовательно, увеличивается вес системы, требуется больше человеческих ресурсов для их установки.

Близким по технической сущности к решению является прототип, в котором описана система приземной горизонтальной симметричной антенны [2]. Прототип является моделью приземной антенны, выполненной в виде отрезка длинной линии. Она состоит из разнесенных на расстояние L электродов, погруженных на некоторое расстояние Н. По сравнению с аналогом данная система имеет небольшие массогабаритные характеристики, что позволяет задействовать меньшие человеческие ресурсы. Недостатком данного прототипа является то, что с помощью такой системы можно снять только потенциал электрического поля.

Задачей технического решения является повышение точности измерения магнитотеллурического поля морского шельфа (повышение чувствительности, уменьшение уровня шумов) при помощи датчиков электрического и магнитного поля, а также уменьшение массогабаритных характеристик датчика магнитного поля.

Данный технический результат достигается тем, что для измерения магнитотеллурического поля предложена система датчиков, суть которой заключается в том, что в одной конструкции совмещены электрический и магнитный датчики. Эти датчики имеют единую базу L, при этом электроды выполняют две функции: с одной стороны, они составляют основу электрического датчика с базой L, а с другой стороны, они выполняют функцию грузов-анкеров, относительно которых формируется рамка площадью S. Существенным преимуществом такой рамки является относительно большая площадь, сравнимая с феррозондом, а также низкое активное сопротивление. Таким образом, в единой конструкции и размещении датчиков практически в одной точке достигается целый ряд целей: повышается эффективность датчика и улучшаются эксплуатационные возможности при проведении магнитотеллурического зондирования.

На фиг. 1 показано расположение датчиков для измерения магнитотеллурического поля.

Подводная система датчиков электромагнитного поля состоит из датчиков электрического поля, выполненных в виде пары электродов-анкеров 1, разнесенных на расстояние L, с которых снимают потенциал электрического поля изолированными проводами датчика электрического поля 2, выведенными витой парой к поверхности аппаратного блока 4, и датчика магнитного поля, образованного изолированным проводом, проложенным вдоль провода датчика электрического поля, также используются анкера в качестве механической основы, необходимой для погружения системы, относительно которых провод с обоих анкеров выводят на поверхность к аппаратному блоку, образуя рамку площадью S:

S=(L×h)/2,

S - площадь рамки;

L - расстояние между электродами;

h - глубина установки электродов.

Фиг. 2 показывает более подробное устройство электрода-анкера, в котором:

5 - электрод, 6 - изолированный провод датчика электрического поля, 7 - изолированный провод датчика магнитного поля, 8 - бетонное основание.

Суть системы датчиков электрического и магнитного поля заключается в том, что на разнесенных на расстояние L электродах 1 наводится потенциал, обусловленный электрическим полем и магнитным полем. Потенциал соответствует значению напряженности электрического поля в данной области и воздействию напряженности магнитного поля на систему, эквивалентной напряженности рамки площадью S. Этот потенциал позволяет вычислить значение напряженности электрического поля, соответствующее

E=U/L,

где U - электрическое напряжение, действующее между двумя точками поля;

L - расстояние между этими точками.

Таким образом, могут быть определены значения напряженности магнитотеллурического поля практически в одной точке, тем самым повышается точность измерения магнитотеллурического поля морского шельфа Земли.

Источники информации

1. Патент РФ 2428721 С2, G01V 3/12, G01R 29/08, публ. 2011 г.

2. Радиосвязь в проводящих средах. / Ю.А. Корчагин, В.П. Саломатов, А.А. Чернов. Отв. ред. Б.В. Поллер; АН СССР, Сиб. отд-ние, Ин-т горн. дела, 145, [2] с. ил. 20 см, Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1990, с. 46, 47.

Система датчиков электрического и магнитного поля, состоящая из датчика магнитного поля и датчика электрического поля, выполненного в виде пары электродов-анкеров, разнесенных на расстояние L и выведенных витой парой к поверхности аппаратного блока, отличающаяся тем, что датчик магнитного поля выполнен в виде изолированного провода, проложенного вдоль горизонтального провода датчика электрического поля и закрепленного на каждом из электродов-анкеров и далее направленного сквозь толщу среды к аппаратному блоку.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к геомагнитной съемке для многочисленных применений, таких как навигация, определение ориентации управления движущимися объектами, в частности направленное бурение.
Изобретение относится к способам поиска морских нефтегазовых месторождений. Сущность: на профилях над предполагаемым месторождением или перспективной площадью в слое воды производят непрерывное измерение концентрации тяжелых металлов с помощью ионоселективных электродов, избирательно реагирующих на ионы тяжелых металлов меди (Cu), свинца (Pb), кадмия (Cd), серебра (Ag) и ртути (Hg).

Изобретение относится к области геологии и может быть использовано для оценки скорости осадконакопления карбонатных отложений. Сущность: измеряют магнитную восприимчивость карбонатных пород на разных стратиграфических уровнях или участках разреза.

Изобретение относится к области измерения магнитных полей при проведении геофизических и космических исследований, разведке полезных ископаемых и др. Способ измерения компонент и полного вектора напряженности геомагнитного поля при помощи феррозондового магнитометра, расположенного на неподвижной платформе в системе ориентации с прямоугольной системой координат {X, Y, Z}, отличающийся тем, что векторные измерения осуществляют одним магниточувствительным датчиком (МД) феррозондового магнитометра (ФМ) путем его равномерного вращения с угловой скоростью ω под углом α к оси вращения Ω с угловыми координатами αX=αY=αZ=α=arctg().

Изобретение относится к области приборостроения и может найти применение в системах дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), например в системах наземной обработки нескольких перекрывающихся по полосе обзора и спектральному диапазону изображений, которые сформированы в результате одновременной съемки несколькими оптико-электронными приборами (ОЭП), установленными на спутнике.

Заявлен способ оценки технического состояния подводных коммуникаций. Способ включает измерения расстояния до дна водоема и анализ состояния дна гидроакустическими средствами, а также измерения параметров электромагнитного поля, излучаемого коммуникацией.

Изобретение относится к геофизике и может использоваться в системе мониторинга окружающей среды, контроля околоземного космического пространства. Раскрытый способ реализуется расположением приемника или нескольких приемников в зонах полярных шапок и авроральных овалов, расчетом распределения значений полного электронного содержания в атмосфере (ПЭС) вдоль траекторий подионосферных точек космических аппаратов (КА) в зоне видимости каждого приемного устройства, выделяя траектории подионосферных точек КА вблизи магнитного меридиана приемных устройств.

Использование: для мультимодального анализа бурового раствора. Сущность изобретения заключается в том, что анализирующее устройство, предпочтительно ЯМР или МРО устройство, располагается вокруг системы рециркуляции бурового раствора и приспособлено осуществлять связь с системой управления системой рециркуляции.
Изобретение относится к освоению подводных месторождений полезных ископаемых, преимущественно жидких и газообразных, а именно к сооружению технологических комплексов, предназначенных для обустройства морских глубоководных нефтегазовых месторождений и работающих в экстремальных условиях.

Изобретение относится к методам и средствам обнаружения малоразмерных электронных устройств (ЭУ) на базе импульсных металлодетекторов. Поставленная цель - повышение эффективности обнаружения ЭУ - достигается за счет более рационального использования временного ресурса, отводимого на поиск ЭУ, и расширения функциональных возможностей импульсного металлодетектора путем его комплексирования с пассивным обнаружителем излучаемого ЭУ потока магнитных импульсов.

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение для измерения магнитотеллурического поля морского шельфа Земли. Технический результат – повышение точности. Для этого система датчиков электрического поля выполнена в виде пары электродов-анкеров, разнесенных на расстояние L, с которых снимают потенциал электрического поля изолированными проводами датчика электрического поля, выведенными витой парой к поверхности аппаратного блока, и датчика магнитного поля, при этом последний образуют изолированным проводом датчика магнитного поля, проложенным вдоль горизонтального провода датчика электрического поля, далее сквозь толщу среды - к аппаратному блоку, также используются анкера в качестве механической основы, необходимой для погружения системы, относительно которых провод с обоих анкеров выводят на поверхность к аппаратному блоку, образуя рамку площадью S. При использовании данной системы датчиков могут быть определены значения напряженности магнитотеллурического поля практически в одной точке, тем самым повышается точность измерения магнитотеллурического поля морского шельфа Земли. Изобретение относится к радиотехнике и геофизике и направлено на совершенствование системы датчиков для магнитотеллурического зондирования, а также адаптацию датчиков для использования в морской среде. Система датчиков осуществляет прием составляющих магнитотеллурического поля, необходимых для дальнейшей обработки с целью прогноза наличия полезных ископаемых под поверхностью Земли. 2 ил.

Наверх