Устройство для геоэлектроразведки

ПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик о 11989507 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(61) Дололиительиое к авт, свид-ву(22) Заявлено 11,0681 (21) 3330752/18-25 Р 1 М К з 6 01- Ю 3/02 с присоединением заявки ИоГосударственный комитет СССР по делам изобретений н открытнй)сУ" - фс ГсКазахский филиал Всесоюзного научно-иссл оватртьскогоинститута разведочной геофизики,1(54) УСТРОЙСТВО ДЗИ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ Изобретение относится к геофизическим методам поисков и разведкиместорождений полезных ископаемыхи может быть использовано в геоэлектроразведке,Известны генераторы тока дляэлектроразведки, состоящие из источника тока, стабилизатора тока и. выходного инвертора, управляемого 10логической схемой 1 11 и 1 2).Эти генераторы не позволяют полностью стабилизировать электромагнитные поля, так как последние определяются не только генератором, но иразличными внешними источниками помех.Известен также измеритель поляризации земли, состоящий из источникапитания с регулируемым напряжением,выключателя, питающих электродов,приемных электродов, измерителя иконтрольной цепи, регулирующей напряжение источника питания во времяпропускания тока таким образом, чтонапряжение на приемных электродахв 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 нулю3 1.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 неоднородностиполей сигнала и помехи в разных точках пространства имеют место различные соотношения сигнал-помеха, помеха оказывается недокомпенсированнойили перекомпенсированной, Таким образом, устройство недостаточно помехоустойчиво,Цель изобретения - повышение помехоустойчивости.Поставленная цель достигаетсятем, что устройство, содержащее токовую цепь иэ последовательно соединенных блока управления, управляемого генератора тока и генераторногодатчика, приемную цепь из последовательно соединенных приемного датчи 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 датчи"ком и соединенным с ним блоком согласования, а также регулируемым сумматором сигналов, причем выходы всехблоков согласования и выход источника опорного сигнала подключенык входам регулируемого сумматора,а его выход соединен с входом блока управления.1На фиг,1 и 2 изображены блок-схемы устройств.Устройство (фиг.1)содержит генераторный датчик 1, управляемый генератор 2 тока, блок управления 3, Э 5приемный датчик 4, измеритель сигналов 5, вспомогательные приемныедатчики б и 7, блоки согласования8 и 9, регулируемый сумматор 10и источник опорного сигнала 11, Входгенераторного датчика 1 подключенк управляющему генератору тока 2,вход которого соединен с блоком управления 3. Выходы вспомогательныхприемных датчиков б и 7 подключенык входам блоков согласования 8 и 9,Выход регулируемого сумматора 10соединен с блоком управления 3,а входы - с блоками согласованияи источником опорного сигнала 11.Выход приемного датчика 4 подключенк измерителю сигналов 5Все датчики ориентируются вертикально в одной горизонтальной плоскостиВ качестве генераторного датчика1 может быть использована индукционная рамка, петля, заземленный питающий диполь или заземленная питающая линия. В качестве генератора 2может быть использован любой серийно выпускаемый генератор, допускающий регулировку тока. Блок управления 3 предназначен для создания сигнала, управляющего током генератора2. В зависимости от способа управления тоном генератора 2 блоком управ ления 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 10 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 О, О, н 03 амплитудой А, Л 1, АЗ соответственно, и помеха одинаковой интенсивности. Просуммировав сигналы, полученные с вспомогательных приемных датчиков 6,7 с коэффициентами К и К получают новый сигнал; 0-К 101+КОА- А, А 1- А Хесли положить К 1 А,АА-А 21 Ъто легко показать, что ампнгт ясигналов 0 и О, совпадают. Уровеньпомехи при этом остается тем же,так как К+ К= 1. Сигнал 0 компенсируется опорйым сигналом и на вы-ходе регулируемого сумматора 10 получают помеху в чистом виде. Подавляя помеху, полученную на выходерегулируемого сумматора 10, можнообеспечить помехоустойчивый приемсигнала основным приемным датчиком4. При этом скомпенсированной ока Озывается помеха, общая для всех приемных датчиков 4,6 и 7, а искажениясигнала, вызванные неоднородностямисреды, остаются и могут быть измерены измеретелем сигналов 5. 15 Устройство (Фиг.2) содержит двагенераторных датчика поля 12 и 13,два управляемых генератора тока 14и 15, два блока управления 16 и 17 2 Оприемный датчик 18, измеритель сигналов 19, вспомогательные приемные датчики 20 и 21, блоки согласования20 и 21, блоки согласования 22 и 23,регулируемые сумматоры 24 и 25, источники опорных сигналов 26 и 27.При этом выход каждого из блоковсогласования 22 и 23 подключен квходам двух регулируемых сулкаторов24 и 25, а выходы последних подключены к блокам управления 16 и 17,соответственно. Все блоки аналогичны блокам по Фиг.1. Гевераторньмидатчиками 12 и 13 могут быть двевзаимоортогональные линии А В и35АВ, имеющие общий центр, вблизиэтого центра первичное,электрическое поле однородно,Управляемые генераторы 14 и 15по сигналам от блоков управления16 и 17:через генераторные датчики12 и 13 возбуждают различные компоненты электромагнитного поля, являющегося однородным в некоторой области, В этой области располагаютсяприемные датчики 18,20 и 21, причем 45сигнал от приемного датчика 18 регистрируется измерителем сигналов 19.Вспомогательные приемные датчики 20и 21 принимают различные компонентыпервичного однородного поля, которые 50поступают через блоки согласования22 и 23 в регулируемые сумматорысигналов 24 и 25, где производитсясуммирование компонент, а также ихкомпенсация опорными сигналами,.поступающими в сулкаторы 24 и 25 от источников опорных сигналов 26 и 27соответственно.Генераторные датчики 12 и 13 возбуждают компоненты поля Е и Е со" 6 Оответственно, а вспомогательные приемные датчики 20 и 21 принимают ком"поненты Еи и Еч, связанные с Еу иЕ соотношениямихфЕ и+1 Еу, у =ахи Иу, . 65 где Е и Е - пространственные ком.Упоненты вектора по -ля, возбуждаемые генераторными датчиками,Е. и Е - пространственные компоненты вектора поля,поступающие на входыприемных датчиковс.,д ,- коэФфициенты сумлирования.Такое суммирование сигналов осуществляется в регулируемых сумматорах 24 и 25.После компенсации сигналов ЕиЕу опорными сигналали на выходахрегулируемых сумматоров 24 и 25 остаются лишь соответствующие компо-ненты поля помехи, которые поступают на входы блоков управления 16и 17, и сигналы в генераторных датчиках 12, 13 становятся такими, чтоэта помеха подавляется. Одновременно подавляется помеха для любой другой компоненты сигнала в областиего однородности, при этом искажениясигнала, .вызванные неоднородностямисреды, сохраняются и могут быть измерены с помощью приемного датчика 18и измерителя сигналов 19,Применение изобретения позволяетповысить помехоустойчивость электроразведочных работ, что дает дополнительные возможности для проведенияработ в условиях высокого уровня про"мышленных помех , а также при низком уровне полезного сигнала (например, при больших размерах питающихлиний). Это приводит к повышениюпроизводительности работ, а такжеувеличению глубинности исследований,Формула изобретенияУстройство 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, 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.989507 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Р 3679978,кл, Н 04 В 1/04, опублик. 1972, Составитель Е, Городничек Техред А.Бабинец Коррект Рошк актор К. Во ПодписноеСССР Тираж 708дарственного комитизобретений и открва, Ж, Раушская ий бд, 4/5ул. Проектная, 4 Филиал ППП Патент , г. Уж Заказ 11120/66 ВНИИПИ Го по делам 113035, Ио2.ПатентВеликобритании 91375412,кл. О 01 Ч 3/04, опублик, 1974,3. Авторское свидетельство СССРР 811160, кл. 6 01 В 33/ОО//О 01 Н 3/02, 1978 (прототип).