Устройство для геоэлектроразведки

 

ОПИСАНИЕ

H305PETEHH$I о 980038

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДИИЛЬСТВУ (6)) Дополнительное и аэт. сэиф-ву! (22) Заявлено 16 ° 06. 81(21) 3302154/18-.25 ! с присоединением заявки Нз

РЦ К„з

G 01 Ч 3/15

Гоеударственммй коммует

С.ССР по делам нзобретевяй я открмтнЯ (23) йрморитет (Опубликовано 07.12,82., Ьоллетень W 45 (33) УДИ 550. 83 (088. 8) Дате опубликования описания 0712.82 (72) Авторы изобретения Г.Я ° Черняк и Е.Г Соломин (Всесоюзный научно-исследовательский институт,гндрогеологии и инженерной геологии (71) Заявитель (5 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗЩДКИ

Изобретение относится к устройствам, применяемым в разведочной геофи зике, и предназначено для геоэлектро" разведки методом непрерывного радио;волнового профилирования в движении по способу измерения сопротивления излучения приземной, бсциллирующей ан-., тенны.

Известны устройства для определения: входного сопротивления антенн в широком диапазоне частот (1).

Однако такие устройства предназначены,для выполнения измерений в ста" цнонарных условиях т.е. не в режиме непрерывного радиоволнового профилирования в процессе перемещения уста новки.

Наиболее близким к.предлагаемому йвляется устройство, предназначенное! для геозлвктроразведки методом непрерывного радноволново го профилирования в процессе движения транспортного средства (носителя устро:йства) н содержащее генератор высок<эй частоты с колебательным контуром,с!оедяненный сочиним нз выходов пульта управления, парал" . лельно контуру включ зны настроенная .на частоту генератор.в антенна и. амплитудный детектор, вьиполненный в виде шунтирующего конт1 р диода, на опии з электродов которого подано запира» (я ющее напряжение смещения. Величина этого нацряжения выбирается такой, чтобы угол отсечки, тока диода был близок к нулю, ° Прн такой схеме измерений мерой сопротивления излучения антенны asляется ток диода, величина которого фиксируется регистратором. Работа регистратора может быть синхрониэиррвана с движением транспортного сред» ства - носителя устройства. кроме того в известном устройст ве имеется переключатель, позволяющий при необходимости включать параллельно колебательному контуру вместо антенны специально подобранный резистор, выполняющий функции калибратора (2).

При такой схеме измерений ток i* шунтирующего диода связан с сопротивлением излучения антенны В зависимостью 1 ;-(1-BR@) где А и В - численные коэффициенты, постоянные для данногс» устройства. Напряжение, выделяющееся на нагрузочном сопротивлении детектора, при прочих равных условиях должно быть линейной функцией изменений сопротивления излучения щ н»земной антенны, которое в свою

980038

65 очередь функционально связано с электромагнитными свойствами пород покровных отложений, находящихся вблизи от нвв.

Поскольку диод работает на началь" ном, нелинейном участке своей харак- 5 теристики, то столь жв нелинейной оказывается и шкала устройства относительно измеряемого параметра R что приводит к появлению динамических погрешностей измерения. 10

Недостатком также является слабая помехоустойчивость по отношению к таким дестабилизирующим амплитуду колебаний несущей частоты факторам,как изменения напряжения источников пита- ния, внешних и внутренних температурных условий и т.п., что снижает точность измерений и ограничивает возможность работы на высоких пределах чувствительности. Обусловлено зто тем, что сопротивление излучения настроенной в резонанс антенны много меньше модуля ее входного сопротивления, в силу чего глубина модуляции колебательного напряжения на контуре, возникающая при изменениях Р,очень мала и нв превышает 1-23.

Цель изобрвтвния " повышение точности измерений и увеличение помехоустойчивости устройства.

Указанная цель достигается тем, ЗО что в устройство, содержащее гвнера" тор высокой частоты, соединенный с одним из выходов пульта управления, антенну, настроенную на частоту генвратора, и регистратор, работа) кото".35 рого может быть синхронизировайа с движением транспортного средства носителя устройства, введены две па" раллельныв цепи, включенныв в нагруз.ку на выходе генератора, одна из ко- ф) торых состоит из последовательно соединенных между собой двух резисторов и антенны, а вторая - иэ последовательно соединенных двух других резисторов и настроенного на частоту генератора LC - эквивалента антенны, подключенного к второму выходу пульта управления, а также одноканальное устройство периодического сравнения, оба входа которого подключены к точкам соединения резисторов в обеих. ветвях нагрузки генератора, а выход соединен с регистратором.

При таком конструктивном выполне нии предлагаемого устройства в непрерывном режиме беэ динамических искажений фиксирувтся разность между неизменной опорной величиной входного сопротивления эквивалента и величиной входного сопротивления самой антенны, изменения которого обусловлены изменениями сопротивления излучвния антенны при перемещении ее вдоль исследуемого профиля. Одновременное питание генератором высокой частоты сравниваемых между собой антенны и ее эквивалента существенно повышает помехоустойчивость устройства по отношению к любым нестабильностям амп- . литуды несущих колебаний высокой час. таты, а наличие активных сопротовлений уменьшает влияние изменений рвак" тивной составляющей сопротивления излучения антенны на результаты измерений и, соответственно, также повышает помехоустойчивость устройства.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 высокой частоты, настроенные на его частоту антенну 2 и ее эквивалент 3, пульт 4 управления, резисторы 5-8, одноканальное устройство 9 периодического сравнения и регистратор 10.

Устройство работает следующим образом.

При перемещении по изучаемому провилю устройства, установленного на транспортном средстве таким образом, что антенна 2 находится на фиксированной высоте над поверхностью земли, под воздействием изменений электромагнитных свойств грунта, находящегося вблизи антенны, происходят изме-. нения ее сопротивления излучения,что приводит к соответствующим изменениям входного сопротивления антенны и общего сопротивления всей нагрузочнай ветви генератора 1, включающей излучающую антенну 2 и резисторы 5 и б. Изменения суммарного сопротивлв" ния этой ветви вызывает изменения протекающего по ней тока. Соответственно, напряжение У высокой частоты щ в точке а, расположенной на соединении резисторов 5 и б, оказывается модулированным по амплитуде, причем глубина этой модуляции пропорциональна изменениям волнового числа покровных отложений, по которым перемещает-; ся установка, а частота модуляции 4Т зависит от степени изменчивости электромагнитных свойств пород вдоль изучаемого профиля и скорости переме» щения установки, причем всегда частота Ч? много ниже несущей частоты Ь.

Выбрав при этом режим работы генератор 1 таким, чтобы ток во второй, параллельной первой, нагрузочной ветви, содержащей независящий от внешних воздействий эквивалент антенны 3, оставался неизменным, получают в точке б, расположенной на соединении резисторов 7 и 8 и симметричной vo отношению к точке а, напряжение Up высокой частоты, нв меняющееся во времени и зависящее лишь от,.выбранной величины добротности эквивалента антенны, а также от величин резисторов 7 и 8. Полагая напряжение U в точке б опорным по отношению к напряжению U в точке а и сравнивая нх с помощью устройства 9,на выходе послед.него получим полезный сигнал, равный 980038

Составитель Е.Городничев

Редактор Н.Кешеля . Техред,Е.Харитончик Корректор Г.Решетник,Заказ 9353/36 Тираж 717

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4 приращению напряжециядО=Б -Бди про" порциональный по величине изменениям

- сопротивления излучения антенны перемещении ев вдоль исследуемого профиля. Этот сигнал поступает на вход регистратора 10, работа которо го может быть синхронизирована с движением транспортного средства — носителя устройства. При этом выбор и корректировка режима работы генера тора и требуемой добротности эквива" лента антенны производится с помощью пульта 4 управления.

Ожидаемый технико-экономический эффект, при использовании предлагаемого устройства определяется тем,что введение в схему новых элементов и .связей выгодно отличает предлагаемое устрбйство от известного, так как существенно уменьшаются составляющие погрешности, обусловленные динамическими искажениями и нестабильностями амплитуды несущих колебаний высокой частоты. Это позволяет выполнить измерения на более высоких пределах чувствительности и за этот счет увеличить разрешающую способность устройства. В результате повышается эффективность и Информативность радиоволнового профилирования ,в движении, особенно при геологичес ком картировании слабоконтрастных по электрическим свойствам покровных отложений.

Формула изобретения

Устройство для геоэлектроразведки, содержащее генератор высокой частоты, соединенный с одним иэ выходов пуль та управления, антенну, настроенную на частоту генератора, и регистратор, работа которого может быть синхронизирована с движением транспортного средства - носителя устройства, о лич ающееся тем,,что, сцелью повышения точности измерений и увеличения помехоустойчивости устройства, в него введены две параллель10 ные цепи, включенные в нагрузку на выходе генератора, одна из которых состоит нз последовательно соединен ных между собой двух резисторов и ан тенны,а вторая — из последовательно,.

f5 соединенных двух других резисторов и: настроенного на частоту генератора LC"

:эквивалента антенны, подключенного к ,второму выходу пульта управления, а также одноканальное устройство пери-, 20 одического сравнения,оба входа кото рого подключены к точкам соединения резисторов в обеих ветвях нагрузки генератора, а выход соединен с регистратором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Фрадкин А.Э. и др. Измерение параметров антенн. М., Связьиздат,,1962, с. 49-52 °

2. Черняк Г,Я. и др. Радиоволновые методы исследования в гидрогеологии и инженерной геологии. N., Недра, 1973, с. 73-77 (прототип).