Устройство для электроразведки

Сев з СфеетсннкСфцнаннстнчесннкреснублнн ОЛ ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТЭУ(72) Авторы изобретения физико-механический институт АН Украинской .ССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ Изобретение относится к алектромвгиитным методам исследований и может быть использовано при електрорвзведке аномальных включений в непроводящих и слабопровоцящих средах цля обнаружения инженернык коммуникаций и т.п. Известно устройство для компенсации мешающего переменного магнитного поля, содержащее приемную и компенсационную катушки, расположенные на общей оси, в котором компенсационная катушка расположена между приемной катушкой и местом,)в котором требуется ограничение мешающего переменного магнитного поля, а меж ду приемной и компенсационной катушками расположены на общей оси с ними две дополнительные катушки, одйа. иэ которых соединена послецовательно с компенса ционной катушкой, а другая нагружена на комплексное сопротивление 11.Наиболее близким к предлагаемому яв ляется металлоискатель, соцержащнй генерд, тор переменного напряжения, излучатель ,2дифференциальный приемник магнитного ноля, предварительный избирательный усилитель, комценсвтор переменного тока, состоящий из фазоинверсного усилителя - ограничителя, регулируемого делителя напряжения и узкополосного фильтра, избира тельный усилитель, демодулятор, усилитель постоянного тока и регистрирующее устройство Г 23.Недостатками известных устройств являются низкая чувствительносТь и невоэмож ность измерения и регистрации амплитудно - фазовых характеристик число аномаль-, ных полей, обусловленные наличием остаточного нескомпенсиро ванного сигнала пер вичного поля.Цель изобретения - повышение чувствительности и измерение и регистрация ам плигудно " фазовых характеристик чаро аномальных полей.Поставленяая цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее генератор переменного напряжения излу МИль дифференциальный приемник магнитного поля, прецварительный усилитель, компенсатор переменного тока, избирательный усилитель, цемоцулятор, усилитель постоянного тока и блок измерения и регистрации, введены три суммирующих устройства, цве схемы АРУ, цве регулируемых источника опорного напряжения, фязометр и второй усилитель постоянного тока, я компенсатор переменного тока состоит из третьего регулируемого источника опорного напряжения, компэрэторя, фильтря с большой постоянной времени, упрэвляемого целителя напряжения и третьей схемы АРУ, причем вшхоц прецвярительного избиратель- тельного усилителя оцновременно поцключен ко вхоцу третьей схемы АРУ и оцному из вхоцов первого суммирующего устройства, второй вход которого соецинен с выхоцом управляемого целителя напряжения, выхоц первого суммирующего уст ройства через избирательный усилитель поцключен ко вхоцям первой схемы АРУ и демодулятора, выход цемоцуляторя одновременно соединен с оцним из вхоцов второго суммирующего устройства и оцним из вхоцов компэряторя, второй вхоц которого поцключен к выхоцу третьего регулируемого источника опорного напряжения, вшхоц компэряторя поцсоецинен ко вхоцу фильтря с большой постоянной вре 3 О мени, выход которого подключен ко вхоцу управления управляемого целителя напряжения, сигнальный вхоц которого поцсое- цинен и выхоцу третьей схемы АРУ, выхоц первого регулируемого источника опор-З ного напряжения соецинен со вторым вхоцом второго суммирующего устройства выхоц которого через первый усилитель постоянного тока поцключен к оцному из вхоцов регистрирующего устройства, выход фо генератора через вторую схему АРУ поцключен к опорному вхоцу фязометря сиг- нальный вхоц которого соецинен с выхоцом первой схемы АРУ, выхоц фаэометра поцключен к оцнсму иэ вхоцов третьего ф 5 суммирующего устройства, второй вход которого поцсоецинен к выходу второго регулируемого источника опорного напряжения, а выхоц третьего суммирующего устройства через второй усилитель постоянР ного тока поцключен ко второму вхоцу регистрирующего устройства.Ъ чертеже приведена блок - схема прецлагаемого устроВ;тва.Устройство цла влектроразвецки соцержщ генератор 1 переменного ащражееиа, из)тучатель 2 дифференцианьный приемник 3магнитного попа, прецварительный усилийО 4тель 4, первое суммирующее устройство 5, избирательный усилитель 6, цемоцулятор 7, второе суммирующее устройство 8, первый усилитель 9 постоянного тока третью схему АРУ 10, управляемый це) литель 11 напряжения, фильтр 12 с боль шой постоянной временикомпаратор 13, первый регулируемый источник 14 опорного напряжения, первую схему АРУ 15, третий регулируемый источник 16 опорного напряжения, вторую схему АРУ 17, фазометр 18, третье суммирующее уст ройство 19, второй усилитель 20 постоянного тока, второй регулируемый источник 21 опорного напряжения, блок 22 измерения и регистрации.Устройство работает слецуюшим образом.Быхоцной сигнал дифференциального приемника 3 магнитного поля, усиленный прецварительным усилителем 4, поступает на оцин из входов первого суммирующего устройства 5, на цругой вхоц которого поцается выхоцной сигнал компенсатора переменного тока состоящего иэ третьей схемы АРУ 10, управляемого делителя 1 1 напряжения, фильтра 12 с большой постоянной времени, компаратора 13 и третьего регулируемого источника 16 опорного напряжения, Усиленный узкополосным избира- тельным усилителем 6 выхоцной сигнал первого суммирующего устройства 5 поцается на вхоц цемоцулятора 7,прецставляющего собой знаконечувствительный преобразователь переменного напряжения в постоянное с низким уровнем минимального вхоцного сигна ла и большим цинамическим циа пазоном. Выхоцные сигналы прецварительного избирательного усилителя 4 и цемоцулятора 7 одновременно поступают на различные вхоцы компенсатора переменного тока: на вхоц третьей схемы АРУ 10 и оцин иэ вхоцов компаратора 1 3 соответственно.Зацача компенсатора переменного токе заключается, во - первых, в частичном ослаблении, обусловленного мешающим первичным магнитным полем излучателя 2 в точках расположения цифференциального при емника З,во вторых,в обеспечении стабиле ности во времени уровня остаточного нескомпенсированного сигнала первичного пола, и в - третьих , в компенсации временного црейфаостаточного сигнала первичного пола.Использование третьей схемы АРУ 1 О иснлвчаег зависимость амплитуцы компенсирующего напряжении от величины ЭДС., вносимой в цифференниальный магнитопри842680 емйик искомым аномальным обьектом, в обеспечивает автоматическое согласова- ние фазы компенсирующего и измеряемого напряжениЯ. Таким образом, данный компенсатор переменного тока имеет только амплитудную регулировку компенсирующего напряжения, что позволяет обеспечить стабильность во времени уровня остаточного сигнала первичного магнитного поля и резко снизить флуктации выходного сигнала первого суммирующего устройства 5, так как наиболее существенное влияние на их величину оказывают флуктуации фазы компенсирующего напряжения.Величина нвпряжения компенсации, пос тупвющего на второй вход первого суммирующего устройства 5, устанавливается управляемым целителем 11 напряжения, коэффициент преобразования которого определяется выходным сигналом фильтра 12, 20 Установка необходимого уровня остаточного нескомпенсированного сигнала осуществляется с помощью третьего регулируемого источника 16 опорного напряжения, выходной сигнал которого подается на второй вход компараторв 16, Применение фильтра 12 с большой постоянной времени, вкоц которого подключен к выхоцу компаратора 16 а выход соединен с входом упО рввления управляемого делителя 11 напряжения, обеспечивает компенсацию временного дрейфа остаточного сигнала пер вичного поля. Выходное напряжение демодулятора 7 5 подается на один из входов второго суммирующего устройства, второй вход которого соединен с выходом первого регулируемого источника 14. опорного напряжения.фО Значение выкоцного напряжения источника 14 опорного напряжения устанавливается таким, чтобы в отсутствии в зоне поиска аномальных обьектов выхоаной сигнал второго суммирующего устройства, был равен нулю. Преобразованное первым усилителем 9 постоянного тока выхоцное нацря жение второго суммирующего. устройства 8 поступает нв один из входов блока 22 измерения и регистрации. Второе суммы рующее устройство 8 и первый регулируе мый источник 14 опорного напряжения выполняют роль компенсвтора постоянного тока, обеспечивая измерение и регистрацию амплитуды чисто вномальнык сигналов. Вы 1 хоаное напряжение генератора 1 переменного напряжения поступает на вкод второй схемы АРУ 17, совмещающей функции масштабного преобразователя и сгабилиэатора переменного напряжения, используемого в качестве опорного сигнала фвзометра 18. На сигнальный вход фвэомегрв 18 через первую схему АРУ 15, аналогичную второй, поступает напряжение свыхода избирательного усилителя 6. Постоянное выходное напряжение, фазометра18, абсолютнсе значение и э ак которогоопределяются фазовым сдвигом межцувходными сигналами, поступает на одиниэ входов третьего суммирующего устройства 19, которое совместно со вторымрегулируемым источником 21 опорногонапряжения, выходное напряжение которого поступает на другой вкоа третьего суммирующего устройства 19, выполняет ролькомпенсатооа постоянного тока, обеспечивая измерение и регистрацию фвэы чистоаномвльнык сигналов. По аналогии с каналом измерения амплитуды уровень выходного напряжения второго источника 21 опорного нвпряженйя устанавливается такимчтобы в присутствии в зоне поиска преалагвемого устройства аля электрораэвеаки аномальных обьектов выхоаной сигналтретьего суммирующего устройства 19 былравен нулю, Преобразованное вторым усилителем 20 постоянного тока выходное напряжение третьего суммирующего устройства 19 поаается на другой вход блока 22измерения и регистрации,В известных устройствах, используемыкцля решения аналогичных зеавч, применяется компенсация мешающего первичногомагнитного поля исключительно по переменному току, осуществляемая по первойгармонике сигнала генератора переменногонапряжения, В связи с нелинейностью передаточных характеристик функциональныхузлов и блоков устройств, наличия собственных шумов и неидеальности передаточных характеристик узкополосных фильтров и избирательных усилителей цосгичьполной компенсации мешающего первичного поля невозможно.Применение в предлагаемом устройственаряду с частичной компенсацией мешающего первичного поля по переменному току компенсаторов постоянного тока в каналах измерения амплитуды и фазы даетвозможность осуществить полную компенсацию мешающега поля, что обеспечиваетзначительное повышение чувствительностиустройства и измерение в регистрациюамплитудно - фаэовык характеристик аномальнык полей в чистом виае,Прецлагаемое устройство аля электроразведки может найти применение при ре 7 8426шении задач наземной и морской геофизической разведки электромагнитными методами. Оно может быть также использовано для поиска и обнаружения локальных или протяжнык металлических обьектов (труб, кабелей и т.п.) в слабопроводя щей среде и локальных диалектрических аномальных включений в массе высокопроводящего материала,1 О формула изобретенияУсгройство для электрораэведки, содержащее генератор переменного напря 15 жения, излучатель, дифференциальный приемник магнитного поля, предварительный усилитель, компенсатор переменного тока, избирательный усилитель, демодулятор, усилитель постоянного тока и блок изме 10 рения и регистрации, о т л и ч а ю щ е - е с я тем, что, с целью повышения чувствительности и измерения и регистрации амплитудно - факовых характеристик чисто аномальных полей, оно дополнительно содержит три суммирующих устройства, две схемы АРУ, два ре улируемые источника опорного напряжения, фаэометр и второй усилитель постоянного тока, а компенсатор переменного тока состоит иэ третьего регулируемого источника опорного напряжения, компаратора, фильтра с бопьшой постоянной времени, управляемого делителя напряжения и третьей схемы АРУ, причем выход предварительного избиратель 5 ного усилителя одновременно подключен ко входу третьей схемы АРУ и одному из входов первого суммирующего устройства, второй вхоа которого соеаинен с выходом аелителя напряжения, выкод первого сум 80 8мируюшего устройства через избирательный усилитель одновременно подключен ко входам первой скемы АРУ и демодулятора, выход демодулятора одновременно соединен с одним иэ входов компаратора, второй вход которого подключен к выхоау третьего регулируемого источника опорного нап ряжения, выход компаратора подключен ко входу фильтра с большой постоянной времени, выход которого подключен ко входу управления управляемого делителя напряжения, сигнальный вход которого подсоединен к выхоау третьей схемы АРУ, выход первого регулируемого источника опор-. ,ного нащнжения соединен со вторым входом второго суммирующего устройст- . ва, выход которого через первый усилитель постоянного токе подключен к одному иэ входов регистрирующегоустройства, выход генератора через вторую схему АРУ подключен . к опорномувходу фвэометрв, сигнальный вход которогосоединен с выходом первой схемы АРУ,выход фаэометрв подключен к одному извходов третьего суммирующего устройства, второй вход которого подсоеаиненк выходу второго регулируемого источника опорного напряжения, а выход третьего суммирующего устройства через второйусилитель постоянного тока подключен ковторому вкоду регистрирующего устройства.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССРСоставитель Е,ГороцничевРедактор Л.филь ТекреаМ.ТабаковнчКорректор Л.ИванЗаказ 5091/54 Тираж 732 Подписке ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Ж, Раущская наб., д.4/5 филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4