Датчик электроразведочной аппаратуры

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советския Социалистических республик( 01 Г 3/Об явки рй присоединение23) Ириоритет -аараратаеааы 1 аевататВееата Мааявтреа 666 Рае ааааа аеееретааааа етарнтая(45) Лата опубликования описания 010678 Е.Ф.Зимин, Л.П.Козлов, Э.С.Кочанов, В.Н.Куди и В.Д.Ларионов(7) Заявител АТЧИК ЭЛЕКТРОРАЗВЕДОЧНОЙ АППАРАТУРЫтельных катушекэлектрическогоуменьшается и рнаходящегося вком поле.Целью изобретения является расшире ние частотного диапазона измерений в область инфранизких частот.Укаэанная цель достигается тем, чт в датчике электроразведочной аппаратуры электропроводящий стержень и сгуститель - обтекатель разделены на две части соответственно двумя изолирующими прокладками, параллель" но 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 датпродольный разреэт на фиг.2а коммутации и обработки сигналов иг.3 и 4 - варианты схемы коммуб У3) чик, схем ц ф Изобретение относится к измерительным устройснам, применяемым при геоэлектроразведке, а именно к устройствам для измерения электрической составляющей электромагнитного поля и токов в морской среде н грунте.Известен датчик злектроразведочной аппаратуры по авт.св. М 417753, в котором для увеличения площади контактирующих поверхностей проводящего материала датчика и окружающей среды электропроводящий стержень снабжен сгустителем - обтекателем, выполненным в виде проводящего полого сфероида. Этим значительно снижается сопротивление двойного электрического слоя на контактирующих поверхностях датчика и среды и увеличиваетсячувствительность датчика за счет сг щения первичного тока.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 ВЬ ХК= ргде 1 тв 1 х=Ьд -сигнал на выходе измери В, Е - напряженность,поля в среде, В/м,авен нулю для датчика,постоянном электричестации первичного тока с помощью двухреле,Датчик элвктроразведочной аппаратуры содержит сгуститель-обтекатель 1,выполнвный из двух половин полого металлического сфероида, разделенныхдиэлектрической прокладкой 2 и механически соединенных между собой припомощи стержня 3. Стержень изготовлен из изоляционного материала. Настержне размещены две металлические10рубы 4 и 5, имеющие контакт с полусфероидами, но изолированные друг отдруга прокладкой 6, Измерительные катушки 7 размещены иа стержне 3.Датчик может б ь применен совмест 15ио с измерительными устройствами, вкоторых с целью расширения частотногодиапазона используют преобразованиеизмеряемого постоянного сигнала в переменный, который усиливают и детектируют. Схема коммутации и обработкисигнала содержит датчик, усилитель 8,соединенный с герметичным разъемом 9,модулирующий генератор 10, модулятор,который может быть выполнен, например,25в виде релв 11 с обмоткой 12 и контактами 13,14, фазовый детектор 15 и удвоитель частоты 16,Датчик работает следующим образом. С измерительных катушек 7 сигнал,30пройдя через предварительный узкополосный усилитель 8, по герметичномуразъему 9 подается на выход датчика.Модулирующий генератор 10, расположенный внутри датчика, питает обмотку 12реле 11. Контакты 13 н 14 реле подклю 35чвны соединениями 17 соответственно кдвум половинкам проводящего стержня исоединениями 18 - к двум полусфероидам,Когда контакты 13 замкнуты, первичныйток со сгустнтеля-обтекателя 1 течетчерез стержень. Первичный ток возбуждает магнитный поток в сердечниках из-мерительных катушек и на выходе датчика появляется сигнал, пропорциональный напряженности электрического поляв 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 шек (в катушках в это время протекает переходной процесс) . Далев циклповторяется. Этим достигается неизменность граничных условий на поверхности соприкосновения датчика и окружающеЖ 5среды,Выходной сигнал с датчика усиливается узкополосным усилителем 8 и поступает на Фазовый детектор 15. Опорное напряжение для детектора через удвоитель частоты 16 подается с модулирую" щего 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 - другая. Важно лишь, чтобы в любом режиме граничные условия на поверхности контака сгустителя-обтекателя с окружающей средой не изменялись,В качестве пврекюацчателей коммутирующих цепей лучше всего испольэоватьгерконовые реле, ДЛя снижения наводокна измерительные катушки и выходнуюцепь датчика управлвиия модуляторомлучше осуществлять сийусоидальным,а не импульсным напряжением, При этоммонохроматическая наводка на частотемодуляции легко подавляется в усилительном тракте,. так как он настроенна частоту сигнала измерительных катушек, которая вдвое вьве частоты модуляции, поскольку реле не различаютзнака 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 несущаячастота полезного сигнала будет вдвоевыше. Поэтому спектры электромагнитных полей в морской среде в диапазонечастотот нуля до 100 - ЗОО Гц могутбыть измерены предложенным датчикомбез частотных искажений и счувствительностью, которую обеспечивает прототип на частотах:400-1200 Гц,формула изобретенияДатчик электрораэведочной аппаратуры по авт,св, 9 417753, о т л и ч а ющ н й 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 ыяоЯ оставитель Л, Воскобойниковехред М.Борисова Корректо дактор рловс ап каэ 3691/40 ЦНИИПИ Г Подписноенистров СССР 113 д. 4/5 Филиал ППП Патент., г.ужгород, ул, Проектная,Тира арственног делам иэоб 5, Москва, 702комитета Совета Митений и открытий