Устройство для аэрогеофизическойразведки

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОВРЕТЕН ИЯ

К . АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 805232

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 10.01,79 {21) 2711920/18-25 (51) М. Кл. с присоединением заявки №вЂ” б 01 VЗ/16 (23) Приоритет—

Государственный комитет (53) УДК 550.837,6 (088.8) Опубликовано 15,02.81. Бюллетень № 6 ло делам изобретений н открытнй

Дата опубликования описания 25.02.81

A. А. Вакульский, Ф. И, Горбатов, Л. И, Ф. М. Камеиецкий, Л. Я, Мизюк, В, Н. Миха

10. Ю, Сикачевский и В. М. Тимофеев (72) Авторы изобретения

Физико-механический институт АН Украин (71) Заявитель (54) УСТРОЛСТВО ДЛЯ АЭРОГЕОФИЗИЧЕСКОИ

РАЗВЕДКИ

Изобретение относится к устройствам для комплексной аэрогеофизической разведки полезных ископаемых.

Известно устройство для комплексной электрической и магнитной разведки, в котором осуществляются одновременные измерения магнитного поля Земли (МПЗ) и неустановившегося сигнала при импульсной индуктивной электроразведке, включающее канал измерения неустановивц)егося сигнала при импульсной индуктивной электроразведки, канал измерения магнитного поля Зем ли и общий для обоих каналов входной преобразователь в виде индуктивного датчика с периодически насыщающимся экраном 11).

Основной недостаток устройства — невоз» можность одновременных высокоточных измерений обоих сигналов. Обусловлено это . тем, что как для измерения МПЗ, так и неустановившегося сигнала при импульсной индуктивной электроразведке, используется один и тот же магнито-модуляционный датчик. Поскольку с помощью такого датчика измеряется не полный вектор МПЗ, а ве.личина его проекции на направление оси датчика, то для высокоточных измерений Ве-. обходима его ориентация по вектору -МПЗ.

Это приводит к появлению погрешностей измерения неустановившегося сигнала в зависимости от курса и места полета. В случае с неориентируемым датчиком, наоборот, возникает значительная погрешность изме5 рения МПЗ.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство, в котором. осуществляется совместная работа магнитометра, выполненного в виде квантового аэромагнитометра, и аппаратуры для импульсной тО индуктивной электроразведки.

Устройство состоит из импульсной индуктивной аппаратуры для измерения неустановившегося сигнала INPUT MARK-V и квантового аэромагнитометра, соединенных между собой коммутатором, который служит . для поочередного включения электроразведочного и магнитометрического каналов.

Необходимость в такой коммутации объясняется тем; что при совместной работе двух названных каналов в них возникают взаимные помехи: импульсное ноле электрораз- ведочного канала искажает показания магнитометра, а модулированные высокочастот.ные поля магнитометра вносят помехи в ре

805232 эультаты измерений электроразведочного канала.

Магниточувствительный блок магнитометра в укаэанной аппаратуре размещен на фюзеляже носителя, а приемный элемент электрораэведоч ного канала — в буксируемой гондоле, выпускаемой на большее расстояние (около 150 м). Таким образом, датчики обоих каналов размещены на разном уровне над поверхностью Земли )2).

Недостатки этого устройства — потеря информации за счет чередования работы ка<о налов, невозможность осуществления высотбчных магнитных измерений вследствие вынужденного размещения магниточувствительного блока магнитометра вблизи ме.таллических масс носителя, усложнение устройства из-за необходимости осуществления коммутации каналов. Дополнительные трудности возникают при комплексной интерпретации результатов наблюдений магнитометрического и электроразведочного каналов, полученных на существенно разных уровнях зе от поверхности земли.

Цель изобретения — повышение производительности труда путем осуществления одновременных измерений магнитного поля

Земли и неустановившегося сигнала. п

Цель достигается тем, что в известном устройстве, содержащем электрораэведочный и магнитораэведочный измерительные каналы, подключенные к регистратору, первый из которых и содержит измерительный блок, соединенный кабель-тросом, с выхо- зв дом приемного элемента, размещенного в выпускной гондоле, генератор импульсов тока, нагруженный генераторным контуром, схему управления, выход которой подсоединен к управляющим входам генератора

33 импульсов и измерительного блока, а второй включает магниточувствительный блок, соединенный кабель-тросом с блоком измерения магнитного поля, задающий генератор, выход которого через делитель частоты подсоединен к управляющему входу блока измерения магнитного поля, дополнительный делитель частоты, вход которого подсоединен к делителю частоты, а выход — к схеме управления электроразведочного измерительного канала, магниточувствительный блок укреплен на обшей амортизированной плат- 4 форме в одной выпускной гондоле с приемным элементом электроразведочного канала.

На чертеже показана схема устройства.

Устройство содержит электроразведочный и канал аппаратуры для импульснои индуктивной аэроэлектрораэведки по методу переходных процессов (АМПП), включающий приемный элемент l, измерительный блок 2, схему 3 управления, генератор 4 импульсов тока, генераторный контур 5, регистратор б, и магниторазведочный канал (гелиевый квантовый аэромагнитометр КАМ), содержащий магниточувствительный блок 7, блок

8 измерения магнитного поля, делитель 9 частоты и задающий генератор 10, а также обгцую подвесную платформу 11 и дополнительный делитель 12 частоты. Выход приенного элемента 1 через измерительный блок 2 соединен с регистратором 6, управляющие входы измерительного блока 2 и генератора импульсов тока 4, нагруженного на генераторный .контур 5, .подсоединены к выходу схемы 3 управления, которая через дополнительный делитель 12 частоты соединена с выходом делителя 9 частоты магнитометра, вход которого соединен с задаюгцим генератором 10, выход магниточувствительного блока 7 соединен с входом блока 8, измерения магнитного поля, выход которого подсоединен к регистратору 6, а измерительный вход к делителю 9 частоты.

Электроразведочный канал устройства работает следующим образом.

Генератор импульсов создает в генераторном контуре 5 мощные токовые импульсы, электромагнитное лоле которых возбуждает в электропроводящих участках Земли (например в залежах руд цветных металлов) затухающие во времени вихревые токи, электромагнитное поле которых является откликом искомых объектов и измеряется в паузах между токовыми импульсами с помощью приемного элемента 1, представляющего собой индукционную рамку с предусилителем. Сигнал с выхода приемного элемента 1 подается через кабель-трос на вход измерительного блока 2, который осуществляет стробирование переходного процесса в заданные моменты времени после окончания токовых импульсов, усиление и накопление строб-импульсов, Частота стробирования равна частоте следования токовых импульсов и составляет примерно 125 Гц. Сигнал с выхода измерительного блока в виде медленно меняющегося напряжения подается на один из входов многоканального регистратора 6 и регистрируется в аналоговый или цифровой форме (в зависимости от типа регистратора), Синхронизация работы генератора 4 импульсов тока и измерительного блока 2 обеспечивается управляющими импульсами, вырабатываемыми схемой 3 управления, выход которой соединен с управляемыми входами измерительного блока- 2 и генератора 4 импульсов. Схема 3 управления может работать как автономно, так и от внешнего источника синхроимпульсов. Для уменьшения влияния вихревых токов; возникающих в металлических массах носителя, приемный элемент вынесен в гондолу, буксируемую на кабель-тросе длиной 50 м. Для уменьшения помех, вызываемых вибрациями приемного элемента в магнитном поле Земли, он установлен на амортизированной платформе 11, подвешенной в гондоле за центр тяжести.

Магниторазведочный канал устройства работает следующим образом.

805232

В магниточувствительном блоке 7 имеются наполненные гелием (Не4) камеры, освещаемые светом гелиевых ламп. Под влиянием этого света гелий в камерах находится в возбужденном состоянии. Горение гелиевой лампы обеспечивается благодаря высокочастотному полю (около 20 мГц), вырабатываемому генератором, помещенным в магниточувствительном блоке 7. Перпендикулярно оптической оси гелиевого датчика прикладывается высокочастотное электромагнитное поле. По минимуму сигнала на выходе фотоприемника, регистрирующего силу света после камер, можно судить о соответствии частоты высокочастотного поля величине измеряемого магнитного поля. Ав-.о,,1атическое слежение частоты высокочастотного поля за изменениями магнитного поля и ее измерение осуществляется в блоке ,измерения магнитного поля 8 посредством амплитудной или частотной модуляции высокочастотного поля сигналом с частотой

280 Гц. который формируется задающим кварцевым генератором IO н делителем 9 частоты. Связь между магниточувствительным блоком 7 и измерителем 8 магнитного поля осуществляется по немагнитному кабель-тросу, общему с аппаратурой АМПП.

Сигнал с выхода блока измерение .магнитного поля поступает на соответствующий вход того >ке регистратора 6 и регистрируется в аналоговой либо в цифровой форме.

Для уменьшения влияния магнитных масс носителя и импульсного магнитного полл генераторного контура, размещенного на фюзеляже носителя, на показания магнитометра магниточувствительный блок 7 удален от носителя путем вынесения его s ту же самую буксируемую на трос-кабеле гондолу, в которой находится приемный элемент 1 электроразведочного канала. Эт@ отличительная особенность устройства позволяет осуществлять измерения магнитного поля

Земли с высокой точностью и на том же уровне от поверхностк Земли, что и электроразведочные измерения, но приводит к появлению воздействия высокочастотного (20 мГц поля возбуждения атомов гелия в магниточувствительном блоке 7 магнитометра на приемный элемент 1 электроразведочного канала. Частота 20 мГц лежит далеко за пределами полосы пропускания электроразведачного канала и тем не менее ее воздействие проявляется при перемещении (вибрации) даже малых проводящих масс вблизи высокочастотного генератора, в результате чего возникает низкочастотная модуляция высокочастотного сигнала, детектирование которого происходит во входных цепях электроразведочного канала. Это и приводит к появлению интенсивной низкочастотной помехи на выходе приемного, элемента 1. Проводящими массами, вызывающими помеху могут быть любые элементы конструкции н детали как магниточувствительного блока 7, так и приемного элемен та 1 (шасси, соединительные провода, экраны, корпуса источников питания и пр.). Для устранения. помехи все элементы конструкs ции и детали магниточувствительного блока

7 и приемного элемента 1 жестко укреплены на общей амортизированной платформе 11.

Кроме того, при совместной работе электроразведочного и магниторазведочного каналов наблюдаются взаимные помехи, вызван1 ные с одной стороны воздействием импульсов первичного электромагнитного поля генераторного контура 5 на магниточувствительный блок 7 и с другой стороны — воздействием модулированного частотой 280 Гц высокочастотного поля обмоток возбуждения гелиевых камер магниточуствительного блока 7 на приемный элемент l, возникающие при некратности частот модуляции магнитометра и стробирования в электроразведочном канале. Например четвертая гармоника частоты модуляции составляет

280 X 4 = !120 Гц, а девятая гармоника частоты стробирования 125 Х 9 = 1125 Гц.

" Г!ри этом в обоих каналах будет наблюдаться сигнал биений с разностной частотой

5 Гц. йля подавления этой помехи в уст23 ройстве частота стробирования (равно как и частота следования токовых импульсов) электроразведочного канала синхронизи руется частотой модуляции магнитного канала. Для этого синхроимпульсы с выхо3O да делителя 9 частоты магнитометра через, дополнительный делитель 12 частоты подаются на вход схемы 3 управления электроразведочиого канала.

Формула изобретения

Устройство для аэрогеофизической разведки, содержащее электроразведочный и магниторазведочный измерительные кана4в, лы, подключенные к регистратору, первый ! из которых содержит измерительный блок, соединенный кабель-тросом с выходом приемного элемента, расположенного в выпускной гондоле, генератор импульсов тока, нагруженный генераторным контуром, схему управления, выход которой подсоединен к управляющим входам генератора импульсов и измерительного блока, а второй включает магниточувствительный блок, соединенный кабель-тросом с блоком измерения магнитного поля, задающий генератор, выход которого через делитель частоты подсоединен к управляющему входу блока измерения магнитного поля, дополнительный делитель частоты, вход которого подсоединен к делителю частоты, а выход — к. схеме управления электроразведочного измерительного канала, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности труда, магниточувствительный блок укреплен на общей амортизированной платфс ме в одной выпускной гондоле с приемным элементом электроразведочного канала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

805232

1. Авторское свидетельство СССР № 479065, кл. С 01 Ч 3/10, 1976.

2. Barringer А. R. Remofe-senring

technif»ers for mineral dircofery. 9-the ММС.

United Kingdom, 1969, р. 42 (прототип).

Составитель Л. Воскобойников

Редактор А. Ковальчук Техред А. Бойкас Корректор Е. Рошко

Заказ 10643/68 Тираж 743 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж вЂ” 33, Раушская наб., д. 4/б

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4