Патент ссср 433438

 

ОП ИСАНН Е (11), 433438

Союз Советских

Социалистимеских

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЙПЛЬСТИУ (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено22.05,72 (2Щ785732Д -25 (51) М Кл.

6 OIv 3/02 с присоединением заявки—

Гоаударотвенный номнтет

Саоото Министров СССР оо делам нзааретений . и открытий (32) Приоритет—

Опубликовано25.05ЛБюллетень № Ы (45)! Дата опубликования описания.5. I2. 74 (5З) УИК5Б).837 (088.8) А.М. Алексеев, А.В.Куликов, Е.А. Шемякин, В.Ф.Сарбаш, Г.В. Орлов,В.И.Лемец,B.Ä.Æèëüíèéîâ,lO.А.Лихомайов,II.Ф.Федосеев

А С Горюнов

Всесоюзный научно-исследовательский институт геофизических методов разведки, Казахский филиал Всесоюзного института разведочйои ге йзики и Каза GKHR опытно-экспериментальн йово re изически и и о (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОРАЗВЩОЧНАЯ СТАНЩ4Я ДЛЯ РАБОТ ПО МЕТОДУ

ВЫЗВАННОИ ПОЛЯРИЗАЦИИ С ГАРМОНИЧИЗКИМИ ТОКАМИ

Изобретение относится к области геофизики и касается устройств для проведения электроразведочных работ.

Йзвестны электроразведочные станции, состоящие из кварцевого задающего генератора, импульсных делителей частоты, ийверторов, источников постоянного тока, избирательных усилителей, высокоточных измерителей интервалов времени и радиостанций.

Однако йри работе с ними не предусмотрен контроль за изменением фазового сдвига гармоник тока в заземленной питающей линии, происходящим за счет увеличения ее активного сопротивления вследствие подсыхания пород вблизи электродов при пропускании тока. При работе по методу вызванной йоляризации (ВП) измеряется суммарный фазовый сдвиг, обусловленный не только поляризационными явлениями, но и индукционными эффектами. При перехо2 де к конечным результатам в процессе обработки измерений теряется точность в определении параметров поляризуемости.

В предлагаемой станции в генераторной установке выходы шунта и делителя напряжения, установленных в питающей линии йосле инвертора, подключены ко входам двух

1о оптронов, выходы которых соединены с двумя входами логометра. Выход оптрона, работающего от шунта, соединен дойолнительно с входом двухканального избирательного усим лителя, выходы которого через импульснйе формирователи опорной фазы и переключатель рода работы подключены к модулятору передатчика радиостанции, а в измерительной

2о лаборатории выход высокочастотного канала двухканального избирательного усилителя соединен с одним из входов измерителя интервалов времени через импульсный формирователь ю фазовой отметки, переключатель ро43343S

3 да работы и импульсйый делитель частоты на число раз, равное отнонению частот настройки высокочастотного и низкочастотного каналов избирательного усилителя. 5

На чертеже приведена упрощен ная функциональная, схема предлагаемой"станции.

Генераторная установка содержит кварцевый задающий генератор IÄ lo делители 2 частоты и формирователи импульсов запуска инверторов и импульсов опорной фазы, инвертор 3, источник 4 постоянного тока, оптроны 5 и 6, логометр 7, двухканаль ые избирательные усйлители 8 и 9 с импульсными формирователями IQ u

П фазовой отметки, переключатель

I2 рода работы и радиостанцию I3.

Б измерительной лаборатории находится датчик I4 сигналов (заземленная линия, индукционная рамка, магнитометр), двухканальные избирательные усилители I5 и I6 с импульсными формирователями I7 и Х8 фазовой отметки, переключатель 19 рада работы, имйульсный делитель 20 частоты, высокоточный измеритель

2I интервалов времени и радиостанция 22. 50

В режиме измерения магнитного или электрического поля станция работает следующим образом.

Напряжение кварцевого генератора I делится делителем частоты 2 з5 до нужного значения (коэффициент деления устанавливается оператором геператорной установки), формируется в импульсы достаточной амплитуды и длительности и поступает на 40 запуск инвертора 3. Последний преобразует постоянный ток от источника 4 в периодический ток прямоуголь. ной формы в источнике поля. Импульсы опорной фазы, совпадающие по вре.45 мени с момейтамй переключения инвертора, поступают через переклю-. чатель I2 рода работы на модулятор передатчика радиостанции I3, Напряжение с делителя й. и к шунта ь „, поступает на оптроны 5 и

6, которые представляют собой сочетание свето- и фото-диода. Светодиод изменяет свою светимость в зависимости от величины протекающего ы через него тока. Фото-диод воспри-. нимает излучение свето-диода и преобразовывает его в напряжение, вы-. деляющееся на активном сопротйвлении, соединенном с ним последовательно, Таким образом осуществляют негальваническую передачу формы тока и напряжения в силовоу питающеи

4 цепи в цепь измерительную. Выходы оптронов соединены с двумя входами логометра 7. По показаниям логометра судят — йзменилось ли и на сколь. ко активное сопротивление питающей линии и фаза тока в ней.

В измерительной лаборатории сигнал, принимаемый датчиком 14 поля усиливается и сжльтруется збирательными усилителями ?5 и I6.Ïîскольку импульсы прямоугольной формы, создава ..лые в питающей линии имеют в своем спектре все нечетные гармоники, избирательные усилители настрайвают на какие-либо две из них. Целесообразнее всего использовать первую и третью гармоники сигнала.

В зависимости от положения переключателя I9 рода работы измеряют либо фазу первой гармоники сигнала, либо фазу третьей гармоники сигнала, либо параметр поляризуемости . ап. При измерениях фазы первой или третьей гармоники к одному из входов измерителя времени подключают выход либо формирователя I8 либо формирователя Л, а на второй вход 2Х подают импульсы опорной фазы с радиостанций 22.Измеренные интервалы времени по йз- . вестной частоте сигнала переводят в фазовые углы.

Операция измерения параметра поляризуемости требует пояснения.

Полевыми и лабораторными измеренйями установлено, что фазовый сдвиг электрического йли магнитного поля, обусловленный поляризацией пород (у ."д) практически не зависит от частоты в большом диапазоне ее изменения. Фазовый же угол индукционного происхождения (У„ ) на достаточно низких частотах прямо пропорционально зависит от частоты.

Суммарный фазовый сдвиг, присей какой-либо из гармоник ш в общем случае равен сумме У„ и У,in. где К вЂ” коэффициент пропорциональности, зависящий от формы и размеров полевой установкй и проводимости земли. фд- параметр поляризуемости.

Рассмотрим теперь случай,когда измеряют. сигнал одновременйо на двух частотах (будем считать их отличающимися в три раза). Пусть первая гармоника изменяется по синусоидальному закону и имеет фазовый

433438 б

Таким обфазом, снимаемый с м. сигнал песедают " помощью опт на 6 на избирательже усилители 8,8 и импульсные формирователи Г.Ц; с выо. дов которых имцульсы фазочои Отмет ки поступают на передаюпрю радио,станцию ТЗ.

В измерительной лаборатории, переключатель I9 рода работы устанавливают в положение измерения первой или третьей гармоники в сс ответствии с тем, который из каналов (8,I0 или 9,II) йодключен в генера; торной устайовке к модулятору радиостанции ХЗ. Измеренный при этом фазовый сдвиг равен фазовому сдвигу в линии АВ плюс фазовые сдвиги принимаемого датчиком I4 поля сигнала и усилительных трактов 8-IOI5-I7 или 9-П-IG-IB. Далее переключатель I2 рода работы устанавливают в такое положение, при котором на вход двухканальйого усилителя в генераторной установке подают калиброванный сигнал с нулевым фазовым сдвигом (напряжение прямоугольной формы) из блока 2.

Измеренный в этом (втором) случае фазовый сдвиг равен фазовому сдвизо ry принимаемого датчиком поля сигнала и усилительных трактов 8-IOИ-17 или 9-ХТ-I6-I8.

Разность разовых сдвигов при двух указанных положениях переклю35 чателя I2 рода работы равна фазовому сдвигу измеряемой гармо ики тока в питающей линии.

Таким образом, предлагаемая станци,", позволяет контролировать

40 изменение фазового сдвига в питающей линии и при необходимости измерения его без сближения генераторной и измерительной установок.

Применение такой станции по

45 методам вызванной поляризации и низкочастотной электроразведки поз воляет повысить производительность труда, точность определения параметра поляризуемости и глубинность л 3и ьп

Таким образом, интервал времени между двумя какйми-либо одинаковыми фазами первой и третьей гармоник равен параметру поляризуемости (без учета постоянного для выбранной пары частот множителя) и не зависит от индукционного фазового угла.

Операцию измерения этого интервала времени и выполняет предлагаемая станция в режиме измерения параметра поляризуемости. Выход фор- . мирователя I7 фазовой отметки йервой гармоник сигнала включают на один вход измерителя интервалов времени, а выход формирователя Т8

Вазовой от}летки третье гармоники йодключают ко второму входу 21 через импульсный делитель частоты 20.

В режиме измерения фазового сдвига в питающей линии станция работает следующим образом.

Сигналом к переходу на измерение гармоник тока в питающей линии служит изменение показаний логометра 7, свидетельствующее об изменении сопротивления питающей линии.

В зависимости от того, кото (первую или третью) гармонйку тока в питающей линии измеряют, к модуля тору радиостанции I3 подключают соответственно выход импульсного формирователя IO фазы первой гармоники или формирователя П третьей гармопики. поисков

5 сдвиг, обусловленный индукционными и поляризационными эфмктаьж. ;=4gj, (+ f« e, =Лай."- ""4 ). Третья гармоника запишется тогда в виде:

Г,=вы(ь- м.У„„).

Отметим какие-либо одинаковые фазы этих двух колебаний. Проще всего оперировать с момейтами перехода колебаний через нулевые значения. Поскольку синус равен нулю при равенстве нулю аргумента, получаем следующие выражения для времен перехода через нуль первой и третьей гармоник сигнала:

g А,л-. ь, f ьп- 3 3 w

r w з 3

Найдем разность между этими двумя моментами времени

П р е д м е т изобретения

Электроразведочная станция для работ по методу вызванной поляризации с гармоническими токами, содержащая генераторную установку, состоящую из кварцевого задающего генератора, делителей частоты и формирователей импульсов, инвертора, источника постоянного тока,логометра, двухканального избиратель

433438

7 ного усилителя с импульсными вормлрователями опорной фазы, переключателя рода работ, радиостанции, и измерительную лабораторию, состоящую из Jf8ò÷èêÿ си1налов, двух, канального избирательного усилите- 5 ля с импульсными формирователями

Фазовой отметки, переключателя рода работ, импульсного делителя частоты, высокоточного измерителя интервала времени и радиостанции, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности измерений и непосредственного определения параметра поляризуемости, в генератор- 5 ной установке выходы шунта и делителя HBIIpHEGHHH, установленных в питающей линии генераторной установки на выходе инвертора, подключены ко входам двух оптройов, вы8 ходы которых соединены с двумя входами логометра, причем выход оптро. на, работающего от шунта, соединен дойолнительно с входом двухканального избирательного усилителя, выходы которого через импульсные фор. мирователи опорной фазы и переключатель рода работы подключены к модулятору передатчика радиостанции, а в измерительной лаборатории выход высокочастотного канала двух канального избирательного усилителя соединен с одним из входов измерителя интервалов времени через импульсный формирователь фаэовой отметки, переключатель рода работы и импульсный делитель частоты в число раз, равное отношению частот настройки высокочастотного и низко частотного каналов избирательного усилителя.

433438

Составитель В»Кс g H

1 едакropЯ,QgaaqOlKT«peд A. 36ayCZm2 Корректор

3 а к а а +d? YJ Изд. Ж ХУО Тираж &gal Подписное

111 llll1lll1 Рос>дарственного комитета Сове а Министров СССР

aо делам Ila069r:òñíèé и открытий

Москва, 113035, Раушская иаб., 4

I1рслирияти . «Патент», Москва, Г-59, Бережковская наб., 24