Устройство для импульснойиндуктивной электроразведки

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

В АВТОРСКОМУ СВИ ЕТВЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 070379 (21) 27343á5/18-25 с присоединением заявки И9 (23) Приоритет

Опубликовано 230281, Бюллетень ИЯ 7 Р1 К„з

G 01 V 3/10

ГосударстаеннмА комнтет

СССР по делам нзобретеннА н открытиА (53) УДК 550. 837 (088. 8) Дата опубликования описания 03. 03. 81 (72) Авторы изобретения

Ф.И.Каменецкий, В.М.Тимофеев и A.A.Âàêóùñêèé

) т

Московский ордена Трудового Красного Знамени геологоразведочный институт ии. С.Ордженикидзе

1 (71) заявитель (54.) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИИПУЛЬСНОН ИНДУКТИВНОЙ

ЭЛЕКТРОРЬЗВЕДКИ

Изобретение относится к импульсной индуктивной электроразведке руд цветных металлов и других электропроводящих полезных ископаемых.

Известны устройства для импульсной индуктивной электроразведки, включающие последовательно соединенные приемный контур, входной ком« мутатор, импульсный усилитель, накопитель и регистратор. При помощи приемного контура неустановившееся вторичное поле в паузах между импульсами гервичного поля преобразуется в неустановившееся значение

ЭДС в этом контуре, равное произ- 15 водной по времени от потока неустановившегося поля через приемный контур. измерение этой величины производят путем стробирования ее входным коммутатором в заданные моменты 20 времени, усиления и накопления стробимпульсов. Стробирование осуществляют на очень коротком интервале вре мени (менее 1 мс), что обеспечивает возможность измерения мгновенных значений ЭДС, либо измеряют интегральные значения ЭДС. В этом случае стробирование осуществляют в более широком интервале времени, в течение которого происходит интегриро- 39 ванне сигнала в накопителе, при этом интервал интегрирования выбирается равныи периоду помехи (1) н (2g.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для импульсной индуктивной электроразведки, состо паее из генераторной части, содержащей госледовательно соединенные генератор импульсов и генераторный контур измерительной части, содержащей приемный контур и последовательно соединенные коммутатор, импульсный усилитель, накопитель и регистратор, и схему управления, выход которой подсоединен к управляемым входам генератора, коммутатора и накопителя 3).

Измерения ЭДС (производной от неустаиовившегося поля по времени) имеют существенный недостаток - неоднозначность зависимости измеряе,мой величины от параметров объекта.

Например, сигнал от нэомерной проводящей залежи (шара) в первом приближении пропорционален величине

807188 гдВ .= /ба Pо " " б - электропроводность залежи; а — радиус шара; время.

Параметр * входит в формулу (1) в виде множителя при экспоненте и в показателе экспоненты. В результате на ранних временах переходного процесса сигнал от проводника с большим qt, (низкая электропроводность, малые размеры) больше, а на поздних временах - меньше сигнала от проводника с малым < (высокая электропроводность, большие размеры).

Цель изобретения — повышение: эффективности электроразведки и обеспечение однозначности получаемых результатов за счет непосредственного измерения неустановившегося магнитного поля.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для импульсной индуктивной электроразведки, состоящее из генераторной части, содержащей последовательно соединенные генератор импульсов и генераторный контур, измерительной части, содержащей приемный контур и по- следовательно соединенные коммутатор, импульсный усилитель, накопитель и регистратор, и схеии управления, выход которой подсоединен к управляемык входам генератора, коммутатора и накопителя, снабжено интегратором, вход которого подсоединен к выходу приемного контура, а выходк входу коммутатора.

На фиг. 1 показана структурная схема устройс ва; на фиг. 2 — временные диаграммы импульсов устройства.

- Устройство состоит из генераторной части, включакщей генератор

1 импульсов и генераторный контур

2, схемы 3 управления и измерительной части, состоя:qeA из приемиого« контура 4, интегр:этора 5, входного коммутатора б, и-л ульсного усилителя 7, накопителя о и регистр.iiopa 9.

Работа устройства основа э-.на измерении не производной от неустановившегося поля во времени, а са.мого неустановившегося поля. Так для той же самой изомерной проводящей залежи (шара) неустановившееся поле пропорционально величине

L M g- о* (2)

1О етрудио убедиться в том, что

Теперь а входит только в казатель экспоненты, и проводникам с меньшими размерами и электропроводиостью однозначно соответ-. ствуют меньшие значения поля, а боль.шим -. большие. Упомянутые измерения интегральных значений ЭДС частично

65 лярности и вычитание накопленных сигналов. В результате полезный сигнал удваивается, а низкочастотная помеха вычитается. Высокочастотная помеха ослабляетвя за счет усреднения накопителем большого числа импульсов. Сигнал с выхода накопителя поступает на регистратор 9 (стрелочиый прибор или цифровое устройство ). Схема 3 управления обеспечивлзт согласованную работу генерарешают эту задачу, так как в этом случае измеряется величина

2, f11 где t -t =ьс — интервал интегрирова1 ния.

Для очень большого интервала интегрирования величиной e < + можно пренебречь и измеряемый сигнал близок к значению поля в момент о Однако на практике интервал интегрирования всегда конечен. В результате происходит занижение сигнала, в особенности для проводников с.малыщи .значениями Ф, которые пред35 ставляют наибольший промишленный интерес (высокая электропроводность т.е. высокое содержание металла в руде, и большие размеры), Устройство работает следующим

2О образом..

Генератор 1.импульсов вырабатывает в генераторном контуре 2 импульсы тока чередующейся полярности, по форме близкие к прямоугольным. В непроводящей среде в окрестности контура возникает импульсное магнитное поле H(t) такой же формы (фиг.2а), а в приемном контуре 4 - ЭДС E(t), пропорциональная производной от магннтного поЛя по времени (фиг.2б), ЗО т.е. продифференцированной величине магии ного поли A(t). Этот сигнал поступает на вход интегратора

5 и непрерывно интегрируется. Поскольку операции дифференцирования

З5 и интегрирования взаимно обратны, на выходе ин егратора 5 образуется сигнал 0(й) Е(е)да (фиг. 2в), форма которого ная же, как и у поля

Н (й), воздействующего на приемный

4Q контур 4. Если в окрестностях устройства имеется проводящий объект, то процесс установления и исчезновения аоля затягивается (фиг. 2в, пунктир). Входной коммутатор 6 в паузах между импульсами тока произ4 . водит атробнрование сигнала U{t) с ваиуэда интегратора 5 в заданные моменты времени и, отсчитываемые от момента прекращения токового импульса (фиг. 2a). Строб-импульсы посту50 пают на вход импульсного усилителя

7, усиливаются и подаются на дифференциальный накопитель 8, осуществляющий раздельное накопление импульсов положительной и отрицательной по807188 тора 1 импульсов, входного коммута- тора 6 и дифференциального накопителя 8.

Устройство может работать и в однополярном режиме (импульсы тока одинаковой полярности). В этом случае не происходит удвоения полезного сигнала, но -возрастает количество импульсов (вдвое),накапливаемых в единицу времени, т.е. возрастает

Ф эффективность накопления.

Основным достоинством предлагаемого устройства является возможность осуществления непосредственных измерений неустановившегося магнитного поля вместо производной от этого поля по времени, что существенно повышает однозначность имгульсной электроразведки и,как следствие, эффективность поисков рудных месторождений. Сочетание интегратора с приемным контуром- непосредственно на его выходе .образует новый тип датчика переменного магнитного поля для электроразведки. Такой датчик может быть применен не только в методе переходных процессов, но и для измерения гармонических полей, магнитотеллургического поля, магнитные компоненты .поля в методе вызванной поляризации и т.д.

Кроме того,в устройстве является возможность измерения первичного импульсного поля. Для этого необходимо произвести дополнительное стробирование сигнала 0(t) в момейт времени t< в конце токовго импуль-. са, когда первичное поле уже установилось (фиг. 2в).Этой величиной удобно нормировать значения неуста-: .новившегося поля, измеренные s мо-, менты времени, Эта величина имеет и самостоятельное информативное значение при поисках залежей магнит-. ных руд железа, так как она ие за,висит от электропроводности объекта, но зависит от его магнитной проницаемости.

Однозначность измерений поля (по сравнению с ЭДС) позволяет изучать переходную характеристику в меньшем диапазоне времени, тем самым сократить затраты рабочего времени на производство измерений ориентировочно на 20% и получить соответствующее снижение затрат на изучение 1 км площади.

Формула изобретения

Устройство для импульсной индуктивной электроразведки, состоящее из генераторной части, содержащей

t5 последовательно соединенные генератор импульсов и генераторный контур измерительной части, содержащей приемный контур и последовательно соединенные коммутатор, импульсный уснут литель, накопитель и регистратор, и схему управления, выход которой подсоединен к управляемым входам ге-. нератора, коммутатора и накопителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности электроразведки и обеспечения однозначности получаемас результатов за счет непосредственного измерения неустановившегося магнитного поля, оно снабжено интегратором, вход

ЗО которого подсоединен к выходу приемного контура, а выход — ко входу коммутатора.

Источники информации, 35 принятые во внимание при экспертизе

1 ° Руководство по применению метода переходйых процессов в рудной геофизике. Л., "Недра", 1976, 10 с. 53-63

2. Авторское свидетельство сссР У 151409, кл. 6 01 V 3/10, 1961.

3. Руководство по применению метода переходных процессов в рудной геофизике. Л., "Недра", 1976, 45,с. 64-67 (прототип).

807188

Составитель В.Майорнин

Редактор Н.Лазаренко Техред И.Рейвес Корректор Г. Решетник

Заказ 276 68 Тираж 743 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4