Датчик электроразведочной аппаратуры

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советския

Социалистических

Республик (<>)6 l 4406 (61) Дополнительное к авт, свил-вуте 417753 (22) Заявлено 18,1175 (2И) 2190563/18-25 (5l) М. Кл. (01 V 3/06 с прнсоеаинениеее заявки Ph (23) т1риоритет— (43) Опубликовано 050778.Бюллетень Рй 25 (45) Дата опубликованиЯ Описания 010678

Геердеретиеиин1 иевитет

Вееете Миииетрее COOP ие деиия иеееретеиии и етирнтий (53) 550.83.

<088.8>

Е.Ф.Зимин, Л.П.Козлов, Э.С.Кочанов, В.H.Êóäèí и В.Д.Ларионов (72) вторы изобретения (7l) Заявитель (54) ДАТЧИК ЭЛЕКТРОРАЗВЕДОЧНОЙ

АППАРАТУРЫ

Изобретение относится к измерительным устройс нам, применяемым при геоэлектроразведке, а именно к устройствам для измерения электрической составляющей электромагнитного поля и токов в морской среде и грунте.

Известен датчик злектроразведочной аппаратуры по авт.св. 9 417753, в котором для увеличения площади контактирующих поверхностей проводящего ма- 10 териала датчика и окружающей среды электропроводящий стержень снабжен сгустителем — обтекателем, выполненным в виде проводящего полого сфероида. Этим значительно снижается coll ротивление двойного электрического слоя на контактирующих поверхностях датчика и среды и увеличивается чувствительность датчика за счет сгущения первичного тока. 20

Однако при измерениях в области инфранизких частот, а также постоянных электромагнитных полей чувствительность подобных датчиков резко падает.

Это объясняется тем, что с уменьшением частоты исследуемого сигнала, коэффициент преобразования датчика

Явь! х к= р где 1тв,„=Ьд -сигнал на выходе измери- 30 тельных катушек, В, Š— напряженность, электрического поля в среде, В/м, уменьшается и равен нулю для датчика, находящегося в постоянном электрическом поле.

Целью изобретения является расширение частотного диапазона измерений в область инфранизких частот.

Указанная цель достигается тем, что в датчике электроразведочной аппаратуры электропроводящий стержень и сгуститель — обтекатель разделены на две части соответственно двумя изолирующими прокладками, параллельно каждой из которых включены коммутирующие цепи модулятора. Модуляцион" ный режим измерения обеспечивается за счет коммутации тока в стержне, являющемся первичной цепью датчика, при неизменных граничных условиях на поверхности контакта датчика с окружающей средой. Это позволяет снизить нижнюю граничную частоту сиг. нала до руля, увеличить чувствительность датчика в области низких частот, устранить частотные искажения.

На фиг.1 показан предложенный датчик, продольный разреэт на фиг.2 схема коммутации и обработки сигналовт фиг.3 и 4 — варианты схемы комму614406 тации первичного тока с помощью двух реле.

Датчик электроразведочной аппаратуры содержит сгуститель-обтекатель 1, выполненый из двух половин полого металлического сфероида, разделенных диэлектрической прокладкой 2 и механически соединенных между собой при помощи стержня 3. Стержень изготовлен из изоляционного материала. На стержне размещены две металлические

> рубы 4 и 5, имеющие контакт с полусфероидами, но изолированные друг от друга прокладкой 6, Измерительные катушки 7 размещены на стержне 3.

Датчик жет бь принен совмест 15

>ио с измерительными устройствами, в которых с целью расширения частотного диапазона используют преобразование измеряемого постоянного сигнала в переменный, который усиливают и детектируют. Схема коммутации и обработки сигнала содержит датчик, усилитель 8, соединенный с герметичным разъемом 9, модулирующий генератор 10, модулятор, который может быть выполнен, напРимер,25 в виде реле 11 с обмоткой 12 и контактами 13,14, фазовый детектор 15 и удвоитель частоты 16.

Датчик работает следующим образом. С измерительных катушек 7 сигнал,30 пройдя через предварительный узкополосный усилитель 8, по герметичному разъему 9 подается на выход датчика.

Модулирующий генератор 10, расположенный внутри датчика, питает обмотку 12 реле 11, Контакты 13 н 14 реле подклю35 чены соединениями 17 соответственно к двум половинкам проводящего стержня и соединениями 18 — к двум полусфероидам.

Когда контакты 13 замкнуты, первичный ток со сгустнтеля-обтекателя 1 течет через стержень. Первичный ток возбуждает магнитный поток в сердечниках из- мерительных катушек и на выходе датчика появляется сигнал, пропорциональный напряженности электрического поля © в среде. В это время контакты 14 разомкнуты. В момент замыкания контактов 14 контакты 13 размыкаются и первичный ток течет по полусфероидам, минуя входную цепь измерительных кату-50 шек (в катушках в это время протекает переходной процесс) . Далее цикл повторяется. Этим достигается неизменность граничных условий на поверхности соприкосновения датчика и окружающеЖ5 среды.

Выходной сигнал с датчика усиливается узкополосным усилителем 8 и поступает на фазовый детектор 15. Опорное напряжение для детектора через удвоитель частоты 16 подается с модулирующего генератора 10.

Модулятор и коммутирующие цепи можно построить различными способами, воэмо» жен и такой Режим работы, при котором возбуждается вначале одна половина измерительных катушек, а затем — дру-. гая. Важно лишь, чтобы в любом режиме граничные условия на поверхности контака сгустителя-обтекателя с окружающей средой не изменялись.

В качестве переключателЕЙ коммутирующих цепей лучше всего испольэовать герконовые реле. Для снижения наводок на измерительные катушки и выходную цепь датчика управления модулятором лучше осуществлять сийусоидальным, а не импульсным напряжением. При этом монохроматическая наводка на частоте модуляции легко подавляется в усилительном тракте,. так как он настроен на частоту сигнала измерительных катушек, которая вдвое виае частоты модуляции, поскольку реле не различают знака управляющего напряжения и срабатывают каждые полпериода синусоидального напряжения при достижении им уровня срабатывания. Удвоенное по частоте напряжение модулятора можно использовать в качестве опорного при синхронном детектировании полезного сигнала.

Современные герконовые реле позволяют выбирать частоту модуляции в диапазоне 200 - 600 Гц, при этом несущая частота полезного сигнала будет вдвое выше. Поэтому спектры электромагнитных полей в морской среде в диапазоне частот от нуля до 100 — ЗОО Гц могут быть измерены предложенным датчиком без частотных искажений и c ÷ósñòâèтельностью,:которую обеспечивает прототип на частотах >400-1200 Гц. формула изобретения

Датчик электрораэведочной аппаратуры по авт.св, 9 417753, о т л и ч а ющ н и с я тем, что, с целью расширения частотного диапазона измерений в область инфраниэких частот, в нем электропроводящий стержень и сгуститель-обтекатель разделены на две части соответственно двумя изолирующими прокладками, параллельно каждой иэ которых включены коммутирующие цепи модулятора.

614406 ды.соР

Выл w"

Составитель Л. Воскобойников

Редактор Т.Орловская Техред М.Борисова Корректор Е. Папп

Закаэ 3691/40 Тираж 702 Подписное

gHHHIIH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам иэобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент., r.Óærîðoä, ул. Проектная, 4