Способ геоэлектроразведки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 11886 17310 дси ОПИСАН ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ й инс ут ССР7.Р ед- поктрор нитно 17, 26 00 (Р ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(56) Авторское свидетельство С693317, кл, б 01 1/ 3/12, 197Авторское свидетельство СССкл. б 01 Ч 3/1 О, 1960,Шауб Ю. Б. Основы аэроэлки методом вращающегося маля. - Л.: Гостехиздат, 1963, с. РЕТЕНИЯ ОСОБ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗ- орому электромагнитное поле учающей системой с двумя ортогональными электромагями, питаемыми от генерают аномальное поле, отличто, с целью повышения ости труда, возбуждающие токами одинаковой рабочей льным фазовым сдвигом 0 ки модулируют по амплитумодуляции до000 вклюидальными сигналами с часчастоты питающего тока, фазовым сдвигом 90,(54) (57) 1. СПВЕДКИ, по котвозбуждают излнеподвижныминитными диполтора, и измерячиющийся тем,производительндиполи питаютчастоты с начаили 180, эти тоде с глубинойчительно синусототой, меньшейи относительным1188689 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения сканирования вектора излучаемого электромагнитного поля в секторе с углом 180, фазу тока, питающего один из диполей, меняют на 180 в моменты смены полярности его модулируюшего сигнала,3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения кругового вращения вектора излучаемого электромагнитного Изобретение относится к электроразведке с использованием переменного электромагнитного поля и может быть использовано для исследования анизотропных свойств и структуры массива горных пород, выявления локальных и протяженных объектов в грунтах.Цель изобретения - повышение производительности труда, а также обеспечение сканирования вектора излучаемого электромагнитного поля в секторе с углом 80, обеспечение кругового вращения вектора излучаемого электромагнитного поля и смены направления этого кругового вращения,На фиг. 1 показаны диаграммы токов и напряжений, при сканировании вектора излучаемого электромагнитного поля в секторе в углом 90, на фиг. 2 - то же, при сканировании вектора излучаемого поля в секторе с углом 180, на фиг. 3 - то же, при вращении вектора излучаемого поля против часовой стрелки; на фиг. 4 - то же, при вращении вектора излучаемого поля по часовой стрелке.На фиг. 1 - 4 приняты обозначения:ток генератора рабочей частоты; Б - модулирующий сигнал 1-го диполя; 12 - модулирующий сигнал 2-го диполя; 1 д, - результирующий ток 1-го диполя; 1 - результирующий ток 2-го диполя.Питание возбуждающих диполей токами одинаковой рабочей частоты с начальным фазовым сдвигом 0 или 180, модулирование этих токов по амплитуде с глубиной модуляции до 100 Я включительно синусоидальными сигналами с частотой, меньшей частоты питающего тока, и относительным фазовым сдвигом 90 обеспечивают вращение вектора излучаемого поля простыми средствами, а именно амплитудной модуляцией. Это дает возможность легко менять скорость вращения вектора изменением частоты модулирующего сигнала без изменения частоты излучаемого поля, Следствием этого является обеспечение возможности выбора и установ ки скорости вращения вектора излучаемого поля в зависимости от изменения электрических свойств исследуемого массива, что в свою очередь дает возможность получения поля, фазы токов, питающих оба диполя, меняют на 180 в моменты смены полярности соответствующих модулирующих сигналов,4, Способ по пп, 1 и 3, отличающийся тем, что, с целью обеспечения смены направления кругового вращения вектора излучаемого электромагнитного поля, начальную фазу тока, питающего один из диполей, меняют на 80. дополнительной информации об исследуемом массиве, исключает необходимость многократных измерений в одной точке.Вектор излучаемого поля вращается с частотой, отличной от частоты тока, питающего диполь, благодаря чему обеспечивается возможность классифицировать аномалии по их электродинамическим свойствам. Питание обоих возбуждающих диполей токами одинаковой рабочей частоты с начальным фазовым сдвигом 0 или 180, модулирование этих токов по амплитуде с глубиной модуляции до ООЯ включительно синусоидальными сигналами с частотой, меньшей частоты питающего тока, и относительным фазовым сдвигом 90, обеспечивают поворот вектора излучаемого электромагнитного поля в одном квадранте, причем за один период модулирующего сигнала вектор пройдет через этот квадрант четырежды и вернется в исходное положение.При глубине модуляции 1000/, обеспечивается сканирование вектора излучаемого электромагнитного поля в секторе с углом 90; При уменьшении глубины модуляции уменьшается сектор, т. е. угол сканирования излучаемого поля, и при отсутствии модуляции вектор излучаемого поля останавливается и направлен под углом 45 к каждому магнитному диполю.Изменение фазы питающего тока на 180 в моменты смены полярности модулируюшего сигнала только в одном диполе обеспечивает поворот вектора излучаемого электромагнитного поля в двух квадрантах, причем при 1 ООЯ модуляции за один период модулируюшего напряжения вектор излучаемого поля проходит через эти квадранты дважды и возвращается в исходное положение. Таким образом обеспечивается сканирование вектора излучаемого поля в секторе с углом 180.Изменение фазы токов, питающих оба диполя, на 180 в моменты смены полярности соответствующих модулируюших сигналов позволяет при 100 модуляции обеспечить периодический поворот вектора излучаемого электромагнитного поля в четырех квадрантах, т. е. по кругу.Изменение на 180 начальной фазы тока, питающего один из диполей, обеспечивает смену направления кругового вращения вектора излучаемого электромагнитного поля,Последние три случая (сканирование в секторе с углом 180, а также по кругу) предусматривают модуляцию питающих диполи токов с коэффициентом глубины модуляции 100, При уменьшении глубины модуляции нарушается плавность сканирования вектора излучаемого поля, поэтому такой режим неприемлем.Способ позволяет обеспечить вращение вектора излучаемого электромагнитного поля как по кругу, так и сканирование его в одном или нескольких квадрантах. Это в свою очередь дает возможность при необходимости обеспечить избирательный поиск, например обнаруживать подземные препятствия в заданном секторе с подвижного средства при производстве трубо- и кабелеукладочных работ.Способ позволяет обеспечить вращение вектора излучаемого электромагнитного поля неподвижными диполями (в том числе рамками), т. е, используется более экономичный принцип вращения поля.При реализации способа отпадает необходимость в принудительном вращении рамок, устраняются собственные электрические помехи, уменьшается потребление энергии, повышается быстродействие и снижается мас са устройства, реализующего способ, повышается мобильность, т. е. повышается производительность работ.Сущность способа состоит в следующем.Согласно способу мгновенные значениямагнитных моментов двух диполей (т и тв) можно записать в следующем виде:т =Мояпсо 1 сов Я;т 2=Мо ипа 1ипИ;где Мо=й 5Уг,о - круговая частота питающего диполитока;Й - круговая частота модулирующего сигнала;У - число витков диполя;5 - площадь одного витка;1 г - действующее значение тока генератора;1 - время.Результирующее поле пропорционально результирующему магнитному моменту, который определяется геометрическим сложением моментов ти т.и= Я+Я 2=МО Яйм,и не зависит от частоты модулируюшего сигнала. Если за начало отсчета взять направление магнитного момента щ, то угол У между т и т 1 можно определить из соотношения:5 У= йГссОБ - =Огссоя " Я т Мо япю 1или10Таким образом, результирующий векторизлучаемого электромагнитного поля изменяется по амплитуде с частотой питающего диполя тока и вращается вокруг общей оси диполей с частотой модулируюшего сигнала.15 В соответствии с фиг. 1 примем, что модулируюший сигнал У, модулирует ток диполя, ориентированного на оси Х, а У - по оси У. При этом излучается каждым диполем поле, пропорциональное действующим токам ы и ы. Поскольку рабочая частота излучаемого поля больше частоты модулирующего сигнала, условно примем, что мгновенные значения магнитных моментов диполей не зависят от частоты питающего их тока. Тогда, как показано на фиг. 1, в первую четверть периода модулирующих сигналов результирующий ток диполя, ориентированного по оси Х, изменяется от максимального значения до О, а по оси У - от 0 до максимального значения. В результате суперпозиции полей, образованных двумя диполями, резульЗ 0 тируюший вектор магнитного поля за первуючетверть периода модулирующего сигнала, согласно фиг. 1 повернется в первом квадранте против часовой стрелки на 90. Во вторую четверть периода модулирующего сигнала произойдет обратное действие и ре зультирующий вектор излучаемого поля повернется в первом квадранте на 90 по часовой стрелке. Таким образом, за один период модулирующего сигнала вектор излучаемого электромагнитного поля пересечет первый квадрант четырежды и вернется в исходное положение. В следующие периоды модулирующего сигнала произойдет аналогичное действие, т. е. вектор излучаемого электромагнитного поля будет сканировать в секторе с углом 90.45 Если в моменты смены полярности одногоиз модулирующих сигналов менять фазу тока, питающего соответствующий диполь, ориентированный, например, по оси Х (фиг. 2), то за половину периода модулируюшего сигнала вектор результирующего поля пересечет пер вый и второй квадранты, а затем обратным путем вернется в исходное положение.Таким образом обеспечивается сканирование вектора излучаемого электромагнитного поля в секторе с углом 180.При изменении фазы токов, питающихоба диполя в моменты смены полярности модулируюших сигналов, аналогично получим круговое вращение вектора результи 1188689рующего поля против часовой стрелки (фиг. 3) и по часовой стрелке при смене на 180 начальной фазы тока, питающего один из диполей (фиг. 4).Аппаратурная реализация способа может быть достигнута с использованием стандартных блоков. При этом в тракты усиления питающего тока каждого диполя необходимо поставить балансные модуляторы, а изменение полярности питающего тока в моменты смены полярности модулирующих сигналов можно производить с помощью ключей управляемых от компаратора напряжения, регистрирующего переход кривой модулирующего сигнала через ось времени или ноль. Предложенный способ обеспечивает расширение функциональных возможностей геоэлектроразведки за счет сканирования вектора излучаемого электромагнитного поля в одном или в нескольких квадрантах, а также обеспечение кругового поиска; сокращение ручного труда за счет уменьшения количества измерений и более точного определения мест залегания подземных объектов; повышение техники безопасности при производстве земляных работ на трубопроводных и кабельных трассах за счет предотвращения аварий вследствие несвоевременно го обнаружения существующих подземных коммуникаций.. Бутяга едактор М. Дылына каз 6741/48ВНИИпо13035,Филиал ПП ль Л. Воскобоиников И. Верес Корректо 47 Подписи ного комитета СССР ений и открытийРаушская наб., д, 4/5 Ужгород, ул. Проектная,Составите Техред Тираж 7 И Государствен делам изобрет осква, Ж - 35,Патент, г.