Способ измерения электрических параметров массива горных пород

 

-:«сила биба и(,; „:: 6, ) (А

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявл ибаа.09.73.(21) Х959895/26-23 (5Ц К. Кл. с 0,12 с присоединением заявки № „

Гввудврстввнньй инатвт аванта Инннвтрвв ИР

as аввви нзвбовтвннй н вщзытнн (23} Приоритет

Опубликовано 25.11.75.Бюллетень № yg (53) УДК

Дата опубликования описанин28.01.7б. 62$ Зт т(ОВВ g) (72) Авторы изобретении

B. В. Ржевский, Е. Б. Коренберг, Л. Н. Свиридов и А. Я. Логинов

Рт) заявитель московский ОРдена тРУдож>го к исного знамени гоРный инститУт (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД

Изобретение относится к способам исследования электрических свойств горных пород, а HMeHHo R РадиовОлнОвым спОсобам геоэлектроразведки по методу радиоволнового просвечивания. Ь

Известен способ радиоволнового просве чивания массива ГОРных пород, ПРи котором электромагнитное поле создается путем излучения в массив горных пород двух элек(-. тромагнитных колебаний, модулиРованных 10 по частоте таким обРазом, чтобы разность частот колебаний в месте их ввода в массив оставалась постоянной в течении периода модуляции и измерения амплитудно-частотных зависимостей этих колебаний в точке при- 35 ема.

Однако результаты измеРений зависят от амплитудно-частотных искажений,. обусловленных влиянием массива и выработок 20 на электрические характеристики антенн .(коэффициент усиления, входное сопоотивление, сопротивление излучения к.п.д. и др.), изменяюшиеся при изменении частот колеба.ний. 25

Предлагаемый способ отличается от известного тем, что используется явление изменения скорости распРостранения электромагнитрых волн при изменении частоты колебаний B MROOH89 не зависяшее оТ паРаметQos антеянъ3, На чертеже приведена блок-схема устройства для реализации псеплагаемого способа.

Сушность предложенного способа заключается в том, что различное время распространения излучаемых в массив частотно юдулированных колебаний поиводит к частатиО6 модуляции Разностной частоты, Go xG рактеру которой можно судить об электри «ескнх паюаметеах массива.

Время распростоанення электромагнитнитных колебаний с частотой а ча рассТОНиие о через массив. имеющий.проводимость б, соответственно относительные диэлек( трическую и магнитную проницаемости E иф равно

— (Я (E4)2 () 1,(" где с 3 10 M!cez.

492836 и ыа, 1{ „

Постоянство разности частот легко мсжет быть обеспечено при условии равенст а девиаций частот а{в обоих колебаний и равенства модулируюших функций F <<).

В обшем виде зависимость мгновенны: значений частот колебаний в месте их вв

В частности, для пилообразной модуля mu ц): при Q(t Т (4)

Иэ-за различия в скоростях распрост знения в ассиве горных пород колебания с частотамий} и {Х3 запаздывают в месте приема (относительно места ввода их в . массив) на различные интервалы времени. {.;.{ и {, . Мгновенные значения часчч т колебанйй в точке приема в соответствии ф (g) % ь ю, % " т, а ой 60 К

Измеряя в месте приема раэностную частоту и используя значения констант, выражение (8) определено с точностью до двух неизвестных 5 и Ф.; тогда„очевидно, проводя измерения разностной час тоть. в случае двух моментов времени

+y 4 = +аt, где Л t g -величина, к. = торая может быть определена в месте пр = еью, по двум выражениям типа (S) можн найти неизвестный момент времени Й, а следовательчо, и искомую проводимость Q

Если не выполняется выражение (7), . o для определения 8 следует произвести из{ мереипе разностнай частоты 4 в моменты времени 4 t. t +At и = 1 ьФ..

Йяя случаядф(возможно определение всех входящих в выражение (1) неизвесть ы электрических параметр>в 6, Я, Ф пул ь

4 { измерения разностной часто .ы для четыре < моментов времени 4 — ф. + ь Ф., 4г - - ь г И й, = + ь1,е

<огда о и или несколько указанных параметров являются функцией %seTG i произ ведя ряд измерений разностной часто:лл и к изь.;ерин разностну;о частоту как непрерыв °

В качестве эондиррошего сигнала испс зуются два колебания с различными частс тамищ<и а, каждое из которых модулиру ется по частоте так,чтобы в месте излучения разность частот колебаний у не изменялась во времени, т.е. @ {ю ({ -) Q3г{6) = сонst (И) да в массив можно записать в виде

Ю,(} = uu + g ы Ю (3о) югМ = ц, +у, -ью-Г М (3У с выражениями (За и Зб) определяются формулами

{И ® ={г в ьФГ(<-2 ), (5а)

{ " 2()= î+nuF (t г1, (56), где в соответствии с выражением (1) Из приведенных выражений (5а, 56, ба и бб) следует, что можно по рез.гчь татам измерения разности частот колебаний в месте приема для различных моментов времени определить электрические параметры горных пород.

В немагнитных горных породах с А{ =1

26 и относительно большой проводимостью токи смешения малы и выполняется неравенство

Е (<

120 {{ бс (7).

В случае пилообразной модуляции разностная частэтау в момент времени {. отсчитываемый от начала периода модуляции в месте измерения колебаний в горные

) породы, с учетом выражений (3а, 36, 4, 6а, 66 и 7) равна ную функцию времени, можно определить не только значения параметров, но и найти их зависимость от частоты.

Приемное устройство для реализашМ предлагаемого способа может быть выполнено из.антенны 1, широкополосного усилителя 2, детектора Э, усилителя разностной частоты 4, смесителя 5, генератора опорной частоты 6, фильтра раэностной частоты 7, измерителя частотного отклонения разностI ной частоты 8, генератора временных меток 9, блока автоматической регулировки усиления 1О.

Устройство работает следуюшим образом.

Измеряемый в антенне 1 сигнал двух модулированных по частоте колебаний уси.ливается широкополосным усилителем 2 и поступает на детектор 3, который выделяет разностную частоту колебаний„ изменяюшуюса по величине в течение периода модуляции в зависимости от дисперсионных свойств массива. Усилитель 4 на{ ружен смесителем 5, п{а который также цостуцают колебан".я от генератора опорной частоты 6.

Выделяемый фильтром разностной частоты

492В36

Составитель A Воскобойников

Техред М. Дикович Корректор, И, Гоксич

Редактор O. Стенина

3 11gg аказ Тираж 61Q Подписное ии ов СССР

UHHHHH Государственного комитета Совета Министров по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г,Ужгород ул. Гагарина, 101

7 си пал поступает на измеритель частотного отклонения 8, на который для измерения временных интервалов подаются метки времени от генератора меток времени 9.

Парзитная модуляция устраняется блоком 5 автоматической регулировки усиления 10> поддерж ваюшим постоянный уровень сигнала на входе смесителя 5.

Предмет изобретения

Способ измерения электрических пара- 10 метров массива горных пород при его ра диопросвечивании двумя модулированными

IIo частоте колебаниями с постоянной раз. ностью их частот в течение всего периода модуляции,отличаюши йс ятем, что, с целью исключения > лияния амплитудно-частотных характеристик антенных устройств на результат измерений, в -.очке приема колебаний измеряют изменение величины разностной частоты сигнала в течение периода модуляции, по которому судят об исследуемых элсктрических параметрах.