Способ геоэлектроразведки

1 1Изобретение относится к геофизике, а более конкретно к способам геоэлектроразведки с использованием электромагнитных волн высокой частоты, и предназначено для обнаружения подповерхностных объектов, разведки полезных ископаемых, например рудных месторождений.Цель изобретения - повьрпение информативности.На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 эпюры сигналов.Устройство для реализации способа содержит приемопередающую антенну 1, антенный переключатель 2, приемное устройство 3, передающее устройство 4, а также фазовый дискриминатор 5 и аналого-цифровой преобразователь (АЦП ) 6, входящие в состав измерительного устройства 7, блок 8 изменения частоты несущей а также коррелометр 9, блок 10 памяти и блок 11 управления и измерения времени задержки, входящие в состав устройства 12.обработки информации, а также блок 13 изменения периода и длительности модулирующего импульса и блок 4 индикации. На фиг. 1 изображены также исследуемая среда 15, вмещающая исследуемый объект 16, На фиг. 2 представлены эпюры сигналов импульсов 17 синхронизации, опорного сигнала 18 фазового дискриминатора 5, зондирующего сигнала 19, на выходе . передающего устройства 4 сигнала 20,отраженного на выходе приемного устройства 3, разностного сигнала 21 на выходе фазового дискриминатора 5.Способ реализуют следующим образом.С блока 11 управления и измерения времени задержки импульсы 17 синхронизации подаются на блок изменения частоты несущей 8 и на блок 13 изменения периода и длительности модулирующего импульса, которые управляют, работой передающего устройства 4.1Блок 13 изменения периода и длительности модулирующего импульса запускает передающее устройство 4, которое вырабатывает радиоимпульсы несущую частоту которых от импульса к импульсу по заданному закону193622 1 1 О 5 20 25 ЗО 35 40 45 56 55 изменяют с помощью блока 8 изменения частоты несущей (на выходе опорный сигнал 18 ), а период и длительность - с помощью блока 13 изменения периода и длительности модулирующего импульса.С выхода передающего устройства 4 зондирующий сигнал 19 - периодическая последовательность радиоимпульсов - через антенный переключатель 2 поступает на приемопередающую антенну 1, исследуемую среду 15, и проходит до исследуемого объекта 16, частично поглощающего его и частичноотражающего в направлении приемопередающей антенны 1. Отраженный сигнал принимают с помощью приемопередающей антенны 1 и через антенный переключатель 2, приемное устройство 3 (на выходе - отраженный сигнал 20 )и фазовый дискриминатор 5 (на выходе - разностный сигнал 21) подают на аналого-циФровой преобразователь 6, который синхронизируют с третьего выхода блока 11 управления и измерения времени задержки,Одновременно с запуском передаю" щего устройства 4 запускается схема измерения блока 11 управления и измерения времени задержки.В фазовом дискриминаторе 5,.происходит сравнение отраженного сигнала 20 с выхода приемного устройства 3 с опорным сигналом 18 блока 8 изменения частоты несущей и выделяется разностный сигнал 21.Нри следующем запуске передающего устройства 4 с другой частотой разность фаз на выходе фазового дискриминатора 5 изменяется. Получающаяся при этом величина разности фаэ лреобразуется аналого-цифровым преобразователем 6 в дискретную функцию и по" ступает на коррелометр 9.Величина изменения фазы отраженного сигнала при изменении длины волны от 100 до 400 м составляет, например, 9 и 2 для глины.О оИнформация для различных сред в виде сигналов, пропорциональных величине изменения фазы, заложена в блок 10 памяти и с частотой тактовых импульсов в виде дискретной функции статических значений фаз отраженных сигналов подается на коррелометр 9, который определяет соответствие полученной величины разности фаэ с величиной разности фаз, заложенной в блок 1 О памяти, и выдает сигЭ 1нал останова для блока 11 управленияи измерения времени .задержки и сигнал разрешения на индикацию результатов измеренияв виде данных об исследуемом объекте и глубине его расположения.Например, если величина разностифаз окажется равной 2 (при изменении длины волны передатчика от 00до 400 м), то на выходе блока 14 индикации будет показано, что отражающий объект - глина, и будет указанаглубина ее размещения, пропорциональная времени задержки отраженного сигнала,Длительность зондирующих импульсов и период задают в зависимостиот конкретной геологической задачи.Например, при работе по объектам наглубине до 10 м в породах со скоростью распрострайения электромагнитной энергии порядка 50 м/мксдлительностьзондирующих импульсовне должна превышать 0,01- мкс.Для того, чтобы задний фронт отраженного сигнала 20 не приходилво время действия последующего импульса, выбор энергетического. потенциала производят, учитывая затухание электромагнитной энергии впородах, что связано с решением кон"кретной геофизической задачи поглубинности и разрешающей способности.Глубинность радиолокационногометода для решения геофизическихзадач составляет величину - от единиц метров до нескольких километров.Период следования зондирующих им. пульсов при скорости распростране-ния электромагнитной энергии во вмещающей среде 30-300 м/мкс составляет 0,01-00 мкс.Так как разрешающая способностьна малых глубинах составляет единицы метров, а на больших - десятки,193622сотни метров, длительность зонди, рующего импульса должна находитьсяв пределах 0,005-О мкс. Скважность; определяющая отношение длительности импульса к периоду следования импульсов, должна иметь пределы 2-2 10фПоскольку зондирующий импульсдолжен содержать не менее 5-10 пе риодов несущей частоты, частотанесущей должна изменяться в пределах 0,1-10 МГц.Изменение частоты зондирующегосигнала, обуславливающее изменениефазы отраженного сигнала, должнобыть периодическим и равновероятным. для заданного интервала изменениячастоты. Закон модуляции высокочастотного напряжения при этом носит или линейный характер (пилообразный характер, треугольный) илисинусоидальный. Предлагаемый способ позволяетизмерять время между излученным иотраженным импульсами, а также определять величину разности фаэ отраженного сигнала по отношению кзондирующему.Импульсы 17 синхронизации могутвырабатываться различными устройствами, например, по схеме генератор синусоидального напряжения -делитель частоты - формирователь выходных импульсов - интегральными35 микросхемами К 218 ГГ 1, К 155 АГ 1,1 К 155 АГЗ и др. При этом период сле- .дования импульсов определяют параметрами навесных элементов.Опорный сигнал 18, изменяющийся40 по. частоте от периода к периоду,может быть получен с помощью генераторов с электронной перестройкойчастоты таких, как транзисторный генератор на варикапах, клистронный45 генератор и др, 1 1936221193622 Составитель В. ПопадькоРедактор А. Ворович Техред Т.Дубинчак Корректор Е. Роако илиал ППП "Патент", г. Укгород, ул. Проектная,каз 7312/49 Тирак 7 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 13035, Москва, Ж"35, Р7 Подписноекомитета СССРи открытийушская наб., д. 4/5