Устройство для геоэлектроразведки

 

ПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

01)989507

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дололиительиое к авт. свид-ву(22) Заявлено 1106.81 (21) 3330752/18-25

Р М К з

G 01- V 3/02 с присоединением заявки ¹Государственный комитет

СССР оо делам изобретений н открытнй (23) ПриоритетовЂ

t$3) УДК 550. 83 (088.8) Опубликовано 150183. Бюллетень № 2

Дата опубликования описания1701,83

П.В. Кузьмин g л,. „ъ, Ф

1. 1

Ъ. г-. с

Казахский филиал Всесоюзного научно-иссл оватррьского.::: института разведочной геофизики «»

1 (72) Автор изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ

Изобретение относится к геофизическим методам поисков и разведки месторождений полезных ископаемых и может быть использовано в геоэлектроразведке, Известны генераторы тока для электроразведки, состоящие из источника тока, стабилизатора тока и. выходного инвертора, управляемого 10 логической схемой 1 1) и $2).

Эти генераторы не позволяют полностью стабилизировать электромагнитные поля, так как последние определяются не только генератором, но и различными внешними источниками помех.

Известен также измеритель поляризации земли, состоящий из источника питания с регулируемым напряжением, выключателя, питающих электродов, приемных электродов, измерителя и контрольной цепи, регулирующей напряжение источника питания во время пропускания тока таким образом, что напряжение на приемных электродах в это время остается постоянным (2).

Недостаток этого устройства состоит в том, что внешние помехи компенсируются только во время пропускания тока, а измерения производятся после его выключения, т.е. устройство непомехоустойчиво.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для геоэлектроразведки, содержащее токовую цепь из последовательно соединенных блока управления, управляемого генератора тока и генераторного датчика, приемную цепь из последовательно соединенных приемного датчика и измерителя сигналов, и регулирующую цепь, сос тоящую из вспомогательного приемно-го датчика, блока согласования, бло" ка управления, выход которого подключен к входу управляемого генератора тока, а также источника опорного сигнала, подключенного к блоку уп- равления. Сигнал, принятый вспомо-., гательным приемным датчиком, сравнивается с опорным, а ток в генераторном датчике регулируется так, чтобы разность этих сигналов была равна нулю Р 31

Недостатком известного устройства является -то, что подавляется только та пространственная компонента помехи, которую измеряет вспомогатель- ный приемный датчик и только вблизи его. Так как из-за неоднородности

989,507 полей сигнала и помехи в разных точках пространства имеют место различные соотношения сигнал-помеха, помеха оказывается недокомпенсированной или перекомпенсированной. Таким образом, устройство недостаточно помехоустойчиво.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее то- 10 ковую цепь иэ последовательно соединенных блока управления, управляемого генератора тока и генераторного датчика, приемную цепь из последовательно соединенных приемного датчи- 5 ка и измерителя сигналов, и регулирующую цепь, состоящую из вспомогательного приемного датчика, соединенного с блоком согласования, и источника опорного сигнала, дополнительно снабжено, по крайней мере, еще одним вспомогательным приемным датчиком и соединенным с ним блоком согласования, а также регулируемым сумматором сигналов, причем выходы всех блоков согласования и выход источника опорного сигнала подключены к входам регулируемого сумматора, а его выход соединен с входом блока управления.

На фиг.1 и 2 изображены блок-схемы устрой тв.

Устройство (фиг.1)содержит генераторный датчик 1, управляемый генератор 2 тока, блок управления 3, Э5 приемный датчик 4, измеритель сигналов 5, вспомогательные приемные датчики б и 7, блоки согласования

8 и 9, регулируемый сумматор 1.0 и источник опорного сигнала 11. Вход генераторного датчика 1 подключен к управляющему генератору тока 2, вход которого соединен с блоком управления 3. Выходы вспомогательных приемных датчиков б и 7 подключены 45 к входам блоков согласования 8 и 9.

Выход регулируемого сумматора 10 соединен с блоком управления 3, а входы - с блоками согласования и источником опорного сигнала 11.

Выход приемного датчика 4 подключен к измерителю сигналов 5 ° Все датчики ориентируются вертикально в одной горизонтальной плоскости °

В качестве генераторного датчика

1 может быть использована индукцион- зэ ная рамка, петля, заземленный питающий диполь или заземленная питающая линия. В качестве генератора 2 может быть использован любой серийно выпускаемый генератор, допускаю- 60 щий регулировку тока. Блок управления 3 предназначен для создания сигнала, управляющего током генератора

2. В зависимости от способа управления тоном генератора 2 блоком управления 3 может являться широтно-импульсный модулятор, усилитель мощности или другое устройство, преобразующее слабые входные сигналы в сигналы управления генератором.

В качестве приемных датчиков 4, Б и 7 могут быть использованы любые электроразведочные датчики, например, заземленные диполи или индукционные преобразователи. В качестве измерителя. 5 может быть использована любая измерительная аппаратура, соответствующая выбранному датчику. Блоками согласования 8 и 9 могут быть блоки гальванической развязки, блоки частотной коррекции и т.п. Регулируемый сумматор сигналов 1Ь может быть выполнен на основе операционного усилителя, при этом должна быть предусмотрена возможность регулирования коэффициентов суммирования сигналов, например, при помощи переменных резисторов.

Устройство работает следующим образом.

С помощью генераторного датчика 1, соединенного с управляемым генератором тока 2, в исследуемой среде возбуждается переменное электромагнитное поле, интенсивность которого регулируется блоком управления 3.

В заданных точках измерений располагается основной приемный датчик 4.

В других точках располагаются вспомогательные приемные датчики б и 7 сигналы которых через блоки согласования 8 и 9 поступают на входы регулируемого сумматора 10. На вход регулируемого сумматора 10 поступает также опорный сигнал с источника опорного сигнала 11. Эти сигналы с различными коэффициентами суммируются в регулируемом сумматоре 10, а блок управления 3 регулирует ток в генераторном датчике 1 так, чтобы сигнал на выходе регулируемого сумматора

10 был равен нулю. Регулировка сумматора 10 заключается в подборе коэффициентов суммирования сигналов таким образом, чтобы как можно лучше подавить помеху на входе основного приемного датчика 4. Пусть, на входах основного и вспомогательных приемных датчиков 4, б и 7 действуют сигналы 0, U1 U> амплитудой

А, Л1, А соответственно, и помеха одинаковой интенсивности. Просуммировав сигналы, полученные с вспомогательных приемных датчиков 6,7 с коэффициентами К и К получают новый си гнал ° 0 = K U +К ф

А -А А1-А 2 если положить К1. ) А К д, А

1 Ь то легко показать, что ампитт ° tt>

989507 сигналов 0 и О, совпадают. Уровень помехи при этом остается тем же, так как К + К = 1. Сигнал U компенсируется опорйым сигналом и на вы- ходе регулируемого сумматора 10 получают помеху в чистом виде. Подавляя помеху, полученную на выходе регулируемого сумматора 10, можно обеспечить помехоустойчивый прием сигнала основным приемным датчиком

4. При этом скомпенсированной ока- 10 зывается помеха, общая для всех приемных датчиков 4,6 и 7, а искажения сигнала, вызванные неоднородностями среды, остаются и могут быть измерены измеретелем сигналов 5. 15

Устройство (Фиг.2) содержит два генераторных датчика поля 12 и 13, два управляемых генератора тока 14 и 15, два блока управления 16 и 17» 2О приемный датчик 18, измеритель сигналов 19, вспомогательные приемные датчики 20 и 21, блоки согласования

20 и 21, блоки согласования 22 и 23, регулируемые сумматоры 24 и 25, ис- 25 точники опорных сигналов 26.и 27.

При этом выход каждого из блоков согласования 22 и 23 подключен к входам двух регулируемых сумматоров

24 и 25, а выходы последних подключены к блокам управления 16 и 17, соответственно. Все блоки аналогичны блокам по Фиг.1. Генераторньми датчиками 12 и 13 могут быть две взаимоортогональные линии А„ В и

A В, имеющие общий центр, вблизи этого центра первичное,электрическое поле однородно.

Управляемые генераторы 14 и 15 по сигналам от блоков управления

16 и 17:через генераторные датчики

12 и 13 возбуждают различные компоненты электромагнитного поля, являющегося однородным в некоторой области. В этой области располагаются приемные датчики 18,20 и 21, причем 45 сигнал от приемного датчика 18 регистрируется измерителем сигналов 19.

Вспомогательные приемные датчики 20 и 21 принимают различные компоненты первичного однородного поля, которые 50 поступают через блоки согласования

22 и 23 в регулируемые сумматоры сигналов 24 и 25, где производится суммирование компонент, а также их компенсация опорными сигналами,-пос- 55 тупающими в сулжаторы 24 и 25 от-источников опорных сигналов 26 и 27 соответственно.

Генераторные датчики 12 и 13 возбуждают компоненты поля Е и Е со- 6р ответственно, а вспомогательные приемные датчики 20 и 21 принимают компоненты Eн и Е », связанные с Еу«и

Е соотношениями х--4 „ и+ » у у = я. и И у, 65 где Е и Š— пространственные ком- -.

У поненты вектора по.— ля, возбуждаемые генераторными датчиками, Е„. и E„ — пространственные компоненты вектора поля, поступающие на входы приемных датчиков

d-,d g,Pq, P — коэффициенты сумл|ирования.

Такое суммирование сигналов осуществляется в регулируемых сумматорах 24 и 25.

После компенсации сигналов Е > и

Еу опорными сигналали на выходах регулируемых сумматоров 24 и 25 остаются лишь соответствующие компо- ненты поля помехи, которые поступают на входы блоков управления 16 и 17, и сигналы в генераторных датчиках 12, 13 становятся такими, что эта помеха подавляется. Одновременно подавляется помеха для любой другой компоненты сигнала в области его однородности, при этом искажения сигнала, .вызванные неоднородностями среды, сохраняются и могут быть измерены с помощью приемного датчика 18 и измерителя сигналов 19.

Применение изобретения позволяет повысить помехоустойчивость электроразведочных работ, что дает дополнительные возможности для проведения работ в условиях высокого уровня промышленных помех, а также при низком уровне полезного сигнала (например, при больших размерах питающих линий). Это приводит к повышению производительности работ, а также увеличению глубинности исследований.

Формула изобретения

Устройство для геоэлектроразвед ки, содержащее токовую цепь из последовательно соединенных блока управления, управляемого генератора тока и генераторного датчика, приемную цепь из последовательно соединенных приемного датчика и измерителя сигналов, и регулирующую цепь, состоящую из вспомогательного приемного датчика, соединенного с блоком согласования, и источника опорного сигнала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивос-, ти, оно снабжено дополнительно, rio крайней мере, еще одним вспомогательным приемным датчиком и соединенным с ним блоком согласования, а также регулируемым сумматором сигналов, причем выходы всех блоков согласования и выход источника опорного сигнала подключены к входам регулируемого сумматора, а его выход сое- . динен с входом блока управления.

989507

Составитель Е, Городничев

Редактор К. Волощук Техред А.Бабинец Корректор Е. Рошко

Заказ 11120/66 Тираж 708 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, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3679978, кл. Н 04 В 1/04, опублик. 1972.

2.Патент Великобритании 91375412, кл. G 01 Ч 3/04, опублик, 1974.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 811160, кл. G 01 R 33/00//

G 01 Ч 3/02, 1978 (прототип).