Способ геоэлектроразведки и устройство для его осуществления

Союз Советскнк Соцналнстнческнк РеспублннОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СИИ ЕТЕЛЬСТВУ о 894650(22) Заявлено 03.06.7 б (21) 2141189/18-25с присоединением заявки Иф(51)м, кд,з О 01 Ч 3/10 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(54) СПОСОБ ГЕОЭЛЕКТРОРЛЗВЕДКИ И УСТРОЙСТВ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ еоэлек. ользоодяцих еских провоится кбыть исктропрометаллиметалл ие отно и может сках зл а также апример огии. Иэобрететрораэведкевано при порудных тел,предметов,дов в архео 1 ф Т 2 Исо з (2 и -1)Т Известен метод переходных процессов (НПП) и устройство геоэлектроразведки, основанные на возбуждении в земле импульса первичного электромагнитного поля и изучении электрической или магнитной составляюцей вторичного неустановившегося поля, возбуждаемого электропроводящими объектами. Эти способы включают в себя возбуждение импульса первичного электромагнитного поля, преобразование вторичного электрического. или магнитного поля, преобразование вторичного электрического или магнитного поля в электрический сигнал измерение его мгновенного значения спустя время задержкипосле момента выключения первичного поля. По совокупности измеренных мгновенных значений сигнала вторичного поля судят о Физических свойствах и элементах залегания геологических объектов1. Известные способы и устройстваобладают низкой помехозащищенностьюи слабой избирательностью.Известен способ измерения скорости протекания переходного процессаэлектрической системы, в котором раэность величин сигналов в граничныхточках выбранного временного интервала, деленную на величину этоговременного интервала, получают путемФильтрации составляющих спектра выходного сигнала, частоты которых2 п удовлетворяют равенству И 2 ьсгде и1,2,3, ь - величина выбраиного временного интервала, и ихсуммирование в момент окончания выбранного временного интервала.Сущность этого способа заключает ся в том, что разность сигналов определяют путем свертки сигнала вовременном интервале Т с весовой Функцией и измерения преобразованного в результате свертки сигнала в моментокончания временного интервала ТСвертка усиленного сигнала вовременном интервале Т, задержанномотносительно времени с с весовойФункцией-ь - г.1 д Ф)где Ч - фаза сигнала, реализуетсяс помощью преобразователя, в качествекоторого могут быть использованы активный или пассивный фильтры 3).Трудность применения этого способа в геоэлектроразведке заключаетсяв том, что при геофизических исследованиях необходимо реализовать значительное число членов ряда дляобеспечения указанной точности 35измерений. Это условие трудно реализуемое,Наиболее близким техническим решением к предлагаемому являетсяспособ индукционной геоэлектроразведки, реализованный в аппаратуреИПП-З, который помимо первых двухопераций включает вырезку сигналаспустя время задержки , послемомента выключения первичного поля, 25. вырезку сигнала в момент времени Т,где Т - временный интервал, на котором осуществляют измерение раз-ности значений сигнала вторичногополя, образование разности амплитуд указанных вырезок, накоплениеэтих разностей при периодическомповторении измерительного цикла ирегистрацию накопленной величины.Способ реализован в устройстве,состоящем из импульсного генератора, нагруженного на проволочнуюпетлю, и соединенных последовательно индукционной рамки, входногокоммутатора, усилителя, первогостробирующего каскада с элементом 40памяти, второго стробирующего каскада, вычитающего каскада, накопителя и регистратора. Устройствоимеет синхронизатор, который связанс импульсным генератором и подключен 45к стробирующим каскадам. Синхронизатор снабжен переключателем задержек й и переключателем длительности временных интервалов Т.Способ и реализующее его устройство обладают весьма низкой помехоустойчивостью, обусловленной тем,что полосу пропускания усилителяприходится расширять до величины,оеспечивающей окончание собственного переходного процесса в усилитйле к моменту первой вырезкиКроме того, указанное устройствообладает низкой разрешающей способностью, так как оно позволяет измерять мгновенные значения суммарного сигнала от комплекса объектови не обладает избирательностью поотношению к сигналам, возбуждаемымкаждым геологическим объектом в отдельности )4. 65 Цель изобретения - повышение помехоустойчивости и разрешающей способности геоэлектроразведки.Поставленная цель достигается тем, что в известном способе геоэлектроразведки, который включает возбуждение импульса первичного электромагнитного поля, преобразование вторичного поля в электрический сигнал, вырезку сигнала в моглент окончания временного интервала Т, начало которого задержано относительно момента выключения первичного поля на время, и регистрацию амплитуды вырезанного сигнала во временном интервале времени измерения Т генерируют вспомогательный сигнал видаД 51 П (1 го) +1где А - амплитуда сигнала;текущее время;Ч - начальная Фаза, определенная как Чг =О при измерении электрической составляющей поля и как 9=Т)уприизмерении магнитной составляющей поля,перемножают принимаемый сигнал свспомогательным, интегрируют произведение этих сигналов и по амплитуде вырезанного сигнала судят онапряженности вторичного поля,возбуждаемого в моментот техгеологических объектов, постоянныевремени Ч которых лежат в пределахКТГ КТ, где К и К - числовыекоэффициенты, зависящие от величиныпогрешности измерений, Указанные отличительные операции способа эквивалентны свертке сигнала в выбранномвременном диапазоне,Изучение вторичных полей от протяженных объектов выполняют при неизменном отношении времени задержкивременного интервала к его длительности.Предлагаемый способ может бытьреализован с помощью устройства,которое помимо импульсного генератораподключенного к датчику первичногополя и соединенных последовательно:датчика вторичного поля, входногокоммутатора, усилителя, стробирующегокаскада, накопителя и регистратора,а также синхронизатора, подключенного к стробирующему каскаду и генератору, снабженному переключателемвременных задержек, включенному между синхронизатором и усилителем, ипереключателем длительности временных интервалов, связанным с усилителем, синхронизатором и накопителем,содержит включенный между усилителем и стробирующим каскадом преобразователь, осуществляющий сверткусигнала с весовой функцией, например, резонансный контур, связанныйс переключателем временных интерва 8946501 О 5 20 25 лителя. 35 40 45 А 5 и-(- ) +) 1 50 55 60 65 ключателем 13 задержек и переключателем 14 временных интервалов.Синхронизатор управляет ключом 8и стробирующим каскадом 9. Переключатель временных интервалов связан с импульсным генератором,преобразователем, накопителем и вместес переключателем задержек 13 с регулятором усиления усилителя,Устройство работает следующим образом.Импульсный генератор 1, нагруженный на датчик первичного поля 2,вырабатывает периодическую последовательность импульсов тока,длительность которых устанавливаетсяпереключателем 14 временных интервалов. Задним фронтом зондирующихимпульсов импульсный генератор запускает синхронизатор 12, управ-ляющий временным циклом работы прибора. Кроме того, импульсный генератор управляет работой коммутатора4, который подключает датчик 3 вторйчного поля ко входу усилителялишь на время паузы между импульсами первичного поля. Сигнал вторичного поля усиливается усилителем 5 и поступает на вход преобразователя 7. Ключ 8 разряжает реактивные элементы преобразователя, освобождая их от запаса энергии предыдущего измерительного цикла. Спустя время задержки йо после окончания импульса первичного поля ключ 8, управляемый синхронизатором, размыкается, и преобразователь начинает отфильтровывать из сигнала гармоническую составляющую, частота которой обратно пропорциональна длительности временного интервала ТВ момент времени б + Т стробирующий каскад, управляемый синхронизатором, производит кратковременную вырезку отфильтрованной гармонической составляющей сигнала, которая поступает на наполнитель. После осуществления вырезки синхронизатор 12 замыкает ключ 8, который разряжает реактивные элементы преобразователя, подготавливая его к следующему измерительному циклу. число накапливаемых вырезок устанавливается переключателем 7 временных интервалов. По прошествии заданного числа измерительных циклов регистратфр 11 фиксирует накопленную величину, которая, будучи осреднена по числу измерительных циклов, характеризует напряженность вторичного поля в момент с . Преобразователь может быть реализован либо как сочетание генератора весовой функции, перемножителя и интегратора, либо с помощью пассивного четырехполюсника, импульсная характеристика которого совпадает с весовой функцией. При переключении временных интервалов Т следует изменить частоту отфильтровываемой гармонической составляющей, в связи с чем преобразователь связан с переключателем временных интервалов, Кроме того, переключатель временных интервалов связан с импульсным генератором таким образом, что при изменении длительности временного интервала изменяются длительность и частотаследования импульсов первичногополя. Для выравнивания помехоустойчивости при измерении вторичных полей от различных объектов переключатель временных интервалов связан с накопителем. Эта связь обеспечивает уменьшение числа измерительных циклов при увеличении длительности временного интервала.Воэможность избирательного измерения вторичных полей позволяет предусмотреть необходимую величину коэффициента усиления усилителя при изменении о и Т, Поэтому для увеличения производительности полевых измерений переключатель задержек и переключатель временных интервалов связаны с регулятором усиления усиФормула изобретения 1. Способ геоэлектрораэведки,включающий возбуждение импульса первичного электромагнитного поля, преобразование вторичного поля в электрический сигнал, вырезку сигнала в момент окончания временного интервала Т, начало которого задерживают относительно момента выключения первичного поля на время с ,и регистрацию амплитуды вырезанного сигнала, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения помехоустойчивости и разрешающей способности, в выбранном временном интервале времени измерения Т генерируют вспомогательный сигнал вида где А - амплитуда сигнала;й - текущее время;начальная фаза, опредеяемаякак ф =О при измерении электрической составляющей поляи как 9 =при измеренииТС2магнитной составляющей поля, перемножают принимаемый сигнал со вспомогательным, интегрируют произведение этих сигналов и по амплитуде вырезанного сигнала судят о напряженности вторичного поля, возбуждаемого в моментот тех геологических объектов, постоянные времени С которых лежат в пределах894650 К Т ГКГ, где К и К- козффйциепты, зависящие от величины погрешности измерений.2, Способ по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью исследования вторичных полей от протяженных объектов, отношение величины времени задержки временного интервала к его длительности сохраняют неизменным.3. Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее импульсный генератор, подключенн й к датчику первичного поля, и соединенные последовательно; датчик вторичного поля, входной коммутатор, усилитель, стробирующий каскад, накопитель и регистратор, а также ссдержашее синхронизатор, подключенный к стробирующему каскаду и генератору,переключатель временных задержек,который включен между синхронизатором и усилителем и переключатель длительности временных интервалов,связанным с усилителем, синхронизатором и накопителем, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и разрешающей способности, в нем междуусилителем и стробирующим каскадомвключен преобразователь, осуществляюший свертку сигнала с весовойфункцией, например, резонансныйконтур, связанный с переключателемвременных интервалов и соединенныйчерез ключ с синхронизатором.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Якубовский Ю,В. Электрораэведка. М., "Недра", 1973, с. 266- 15 278.2. Авторское свидетельство СССРР 432463, кл, 6 05 Ь 23/00, 1974.3. Харкевич А.А, Борьба с помехами. М "Наука", 1965, с. 86-88.20 4. Авторское свидетельство СССРР 270122, кл. 21 д 30/02, 1970(прототип) ВНИИПИ Заказ 11483/7Тираж 735 Подписное Филиал ППП "Патент",г.ужгород,ул.Проектная, 4