Способ геоэлектроразведки и устройство для его реализации

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК З(50 ь 0 ДАРСТВЕНН ЕЛАМ ИЗО ЬЮ НОМИТЕТ СССР ТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ИЯ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ЛЬСТ АВТОРСКОМУ С Справочник980,СТ" мО СЛ СЬ(54) СПОСОБ, ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ И УРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ.(57) 1. Способ геоэлектроразведки,в котором измеряют параметры естесвенного электромагнитного поля Зе ЯОР 1056115 А ли с помощью. двух ортогональных приемных рамок путем отсчета на каждой . исследуемой точке угла наклона большой оси эллипса поляризации электромагнитного поля к горизонту по шкале, связанной с рамками, о т л и " ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения точности измерения и со" кращения вреиени измерения, геометрические оси приемных рамок устанав. ливают таким образои, что в них из" меряют противофазные сигналы, которые интегрируют, затем рамки поворачивают до тех пор, пока амплитудысигналов на интеграторах не станут равными, а геометрические оси рамок установятся под углои 45 о к полному вектору электромагнитного поля и по углу поворота рамок судят о наклоне большой оси эллипса поляризации элект. ромагнитного поля Земли к горизонту.105612. Устройство для реализации способа геоэлектроразведки по г 1. 1, содержащее две ортогональные приемные рамки, размещенные на горизонтальной оси вращения, Ортогональной этим рам кам,и подключенные к входам соответст вующих усилителей, отсчетное устройство, закрепленное на оси рамок,мостовую измерительную схему и индикатор, включенный в диагональ мостоВой ИЗМЕРИтЕЛЬНОй СХЕМЫ, О т Л И ч а,".," 15ю щ е е с я тем, что в него ввеДеныдополнительно два детектора с интег"раторами, причем входы детекторовсоединены с чыходами соответствующихусилителей, выходы детекторов соединены с входами интеграторов, два выхода интеграторов - с различными вершинами мостовой схемы, а два другихвыхода соединены вместе в образуютодну из точек диагонали моста, к ко"торой подключен индикатор.Изобретение относится к электро- разведке и может быть использовано для дифференциации пород по электрическому сопротивлению.Известен способ геоэлектроразведки, в котором измеряют угол наклона большой оси эллипса поляризации естественного электромагнитного поля к . горизонту Ы путем сочетания методов компенсации и наклонапри этом ис- .10 пользуются две взаимно перпендикулярные приемные рамки, 6 дйа из которых измеряет горизонтальную, а вторая вертикальную компоненты электромаг- нитнОГО поляг Ось второй рдмки Откло 15 няется от вертикали в плоскости перпендикулярнойазимуту ориентировки первой рамки, и компенсация сигнала в ней Осуществляется частично за счет подбора угла отклонения, а час тично за счет сигнала, полученного в первой рамке. Угол:а в данном случае Определяется как функция двух величии: сигнала, наведенного во второй приемной рамке, и угла отклоне- д 5 ния ее от вертикали 1.1.Недостатком такого способа является необходимость измерения абсолют" ных значений составляющих флуктуационного естественного электромагнитного поля что требует дополнительных устройств калибровки как датчиков, так и измерительных тактов. Время измере ния на точке и точность измерений в этой случае определяется качеством клаибровки датчиков и измерительныхканалов.Известно устройство для реализации способа геоэлектроразведки, содержащее блок датчиков (,две взаимно пер 2пендикулярные идентичные рамки с ферритовыми сердечникамис предусилителями на треноге и измерительныйпульт 1 .Наиболее близким к предлагаемомуявляется способ, согласно которомуизмеряют параметры естественного электромагйитного поля земли с помощьюдвух ортогональных приемных рамок путем отсчета на каждой исследуемой точ"ке угла наклона большой оси эллипсаполяризации электромагнитного поляк горизонту по шкале, связанной с рамками 1 2 "1,Известно также устройство, реализу"ющее предлагаемый способ, содержащеедве ортогональные приемные рамки, размещенные на горизонтальной оси вращения, ортогональной этим рамкам, и подключенные к входам соответствующихусилителей, отсчетное устройство, закреппенное на оси рамок, мостовуюизмерительную схему и индикатор,включенный в диагональ мостовой измерительной схемы 3 1.Используются две взаимно перпендикулярные рамки, сигнал одной изних служит опорным,а сигнал второйизмеряемым напряжением фаэочувствительного детектора. Для определенияугла а рамки вращают вокруг горизонтальной оси до тех пор, пока в однойиз них ( а именно, в вертикальной)сигнал будет отсутствовать, а в другой станет максимальным, что соответствует нулевому сигналу на выходефазочувствительного детектора, Поположению Оси приемной рамки опорного сигнала относительно горизонтапри этом определяют угол Й .3 10561едостаток известного способа определения угла заключается в необходимости нахождения такого положения приемных рамок, при котором сигнал в одном канале максимален, а в другом 5 отсутствует. Так как естественное электромагнитное поле Земли имеет Флуктуационный характер как по величине, так и по направлению, то определить положение, при котором сигнал в раме отсутствует, оказцвается сложным. Поэтому рамки отклоняют от этого положения на некоторый угол в ту и другую сторону, чему соответствуют раэнополярные сигналы на выходе фазо 15 чувствительного детектора. Затем этот угол делят пополам и получают положение рамок, соответствующее углу , Оба канала- в этом случае язляются измерительными и "зона нечувствитель 1120 ности , т.е. угол, на который надо повернуть датчики, чтобы в вертикальной рамке появился сигнал, определяет. св уровнем собственных шумов в этом канале. Обычно этот угол составляетФ4.6 . Поэтому угол,о в этом случае оп.25 ределяется со значительной погрешностью, а время измерения на точке зависит от уровня ноля - при малом уровне поля оно увеличивается примерно в 2-;3 раза.30Недостатком известного устройства, реализующего предлагаемый способ, является необходимость индивидуального подбора для каждого прибора отдельных элементов схемы, что сильно за- З 5 труднено из-за большого температурно" го разброса их характеристик. Все это значительно понижает точность измере" ния и усложняет калибровку.Целью изобретения является повы Ошение точности измерения и сокращениевремени измерений.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу геоэлектроразверки, в котором измеряют параметры 45 естественного электромагнитного поля Земли с помощью двух ортогональныхприемных рамок путем отсчета на каждой исследуемой точке угла наклона ,большой оси эллипса поляризации элект о ромагнитного поля Земли к горизонту по шкале, связанной с рамками, геомет рические оси приемнцх рамок устанавливают таким образом, что в них измеряют противофазные сигналы, которые 55 интегрируют, затем рамки поворачивают до тех пор, пока амплитудц сигналов на интеграторах не станут равными, а 15 4геометрические оси рамок установятсяпод углом 450 к полному вектору электромагнитного поля и по углу поворотарамок судят о наклоне большой оси эллипса поляризации электромагнитногополя Земли к горизонту.Поставленная цель достигаетсятакже тем, что в устройство, содержа"щее две ортогональные приемные рамки,размещенные на горизонтальной осивращения, ортогональной этим рамкам,и подключенные к входам соответствую.щих усилителей, отсчетное устройство, закрепленное на оси рамок, мостовую измерительную схему и индикатор, включенный в диагональ мостовойизмерительной схемы, дополнительновведены два детектора с интеграторами причем входы детекторов соединены с выходами соответствующих усилителей, выходы детекторов соединеныс входами интеграторов, два выходаинтеграторов - с различными вершинамимостовой схемы, а два других входасоединены вместе и образуют одну източек диагонали моста, к которой подключен индикатор,При измерениях геометрические осидвух ортогональных приемных рамок устанавливаются таким образом, что в нихнаводятся противофазные сигналы,которые интегрируются эа некоторыйпромежуток времени, затем рамки пово"рачиваются до тех пор, пока амплитуды.сигналов в них не станут равными, агеометрические оси рамок устанавливаются под углом 450 к полному вектору электромагнитного поля и по углу повърота рамок судят о наклонебольшой оси эллипса поляризации электромагнитного поля к горизонту. Таккак уровень сигналов по обоим каналамв устройстве одинаков, то погрешностьизмерений уменьшается примерно в 3раза по сравнению с известным.Полная погрешность устройствафй)определяется по Формуле:У(ф)=+Тедогде Ц - погрешность чувствительностипреобразователя;Йо " порог чувствительности;Х - измеряемая величина.В этой формуле ,у - величина, одинаковая как для известного, и таки для предлагаемого устройства, таккак используются одни и те же прием"нце,рамки. Поэтому можно считать,что полная погрешность устройства эа1 Н 6111 б висит от отношения й / Предположим,что это отношение в известном устройстве равно 0,1 для канала, в котором будет максимальный сигнал, и оноравно 1 для канала; в котором сигнал 5отсутствует. Тогда для известногоустройства определяем погрешность: Для предлагаемого устройства в оЬоих каналах отношение Ьо/х является оди наковым, и так как датчики располагаются под углом 15 к полному векто- б 11:ыглядит:0ТогдаХ 20 ру, то онг Х й Кроме сабом про требуетсяза меньшеНа черства реа соб,ого, изм одятся у соответс времени.еже изоЬ изующая ким спо 30 и для них ф 1 5-2 ра-, ения т вереннее твеннно ажена схема устрой редлагаемый спо Устройствональных приемного устройстдетекторов 6сопротивленийчи отношения состоит иных рамоква 3, усили 7, интег10 и 11,моста, инд двух ортогои 2, отсчет- телей 4 и 5, аторов 8 и 9, 40 бразующих пле катора 12 Сигналы, наведенные электромагнитным полем Земли в приемных рамках 1 и 2, поступают на усилители 1 и 5,45 После усиления они подаются соответст венно на входы детекторов б и 7, с выходов детекторов они подаются на входы интеграторов 8 и 9. Разноименные сигналы с интеграторов подаются50 в два плеча моста постоянного тока, двумя другими плечами которого явля-, ются сопротивления 1 О и 11. В случае отклонения геометрических осей при" еиних рамок 1 и 2 от угла 15 о по отношению к полному вектору электромагнитного поля Земли,в ту или иную сторону, в диагонали моста появляется при тех же. допущениях, что и для известного, имеем постоянный ток прямого или обратного направления, что и отмечается индикатором 12. При равенстве тока в диагонали нулю производится отсчет угла с по угломерному устройству 3, связанному с датчиками. П ри измерении предлагаемым способом сравниваются два равных по величине сигнала, равенство которых устанавливается по отсутствию разба панса мостовой схемы. Эта процедура требует не более 1-2 мин на точке,Далее при работе с мостовой схемой можно оценивать отсутствие разбаланса ее по минимальному показанию индикатора, что оказывается сложным, так как минимальное показание индикатора не остается постоянным, а Меняется с течением времени, Значительно удобнее и быстрее производить измеренияимев разнополярные отклонения индикатора. Поэтому в мостовую схему введены де текторы, Так как электромагнитное по" ле Земли имеет Флуктуационный характер, то для сбалансирования двух слу чайных величин их надо проинтегрировать, Поэтому кроме детектора в мос товую схему введены еще и интеграторы. Все вместе это и позволяет снизить время измерения на точке.Предлагаемый способ направлен на поиск направления полного вектора электромагнитного поля, положение которого до начала измерений остается неизвестным. Поворачивают рамки во" круг горизонтальной оси до тех пор, пока сигналы в них не сравняются, что соответствует нулевому разбалансу мостовой схемы. А это возможно только тогда, когда рамки встанут под углом 5 к полному вектору электромагнит" ного поля, либо к проекции этого век" тора на вертикальную плоскость, проходящую через исследуемый профиль. По отсчетному устройству, связанному с рамками, и определяют угол наклона полного вектора электромагнитного по" ля к горизонту, либо угол наклона к горизонту проекции этого вектора на вертикальную плоскость, проходящую через исследуемый профиль.Таким образом, в отличие от известных предлагаемый способ и устройство для его Осуществления позволяют измерять угол наклона большойоси эллипса поляризации электромагнитного поля Земли к горизонту о при рав10561 ных сигналах в канала, что значитель. но повьеает точность измерений. Кроме того,: устройство для осуществления способа значительно проще и легче известных и не нуждается в дополнительных средствах для калибровки, которая может быть легко осуществлена путем установки приемных рамок па 15 8,раллельно друг другу в электромагнитном поле Земли и приведением сопротивлением 11 мостовой схемы в.равновесие. Все это облегчит условияэксплуатации, сократит время измере"ния и позволит использовать для работы в полевых условиях менее квалифицированный персонал.Составитель Л. ВоскобойниковРедактор Н. Рогуличч Техое В.Далекорей Корректор А. Дзятко .Заказ 9299739 Тираж 710 . ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытийееЗ 354 едвеИ 4 дейвеейеаевеве 246 еейФилиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 1