Зонд для измерения магнитной восприимчивости

 

1. ЗОНД ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТНОЙ ВОСПРИИМЧИВОСТИ, содержащий генераторную, приемную и компенса , ционную катушки, оси которых па раллельны , а центры катушек расположены в плоскости, перпендикулярной осям катушек, отличающийс я тем, что, с целью повышения точ- , ности и помехозащищенности, оси приемной и компенсационной катушек помещены на одинаковом заданном расстояний от оси генераторной катушки , плоскость расположения осей компенсационной и генераторной катушек размещена под заданным углом к плоскости расположения осей приемной и генераторной катушек, причем выполняются соотношения: 2,5 ()iUlUU(d,dn),; где dj-- диаметр генераторной катушки; d - диаметр приемной катушки; L - расстояние от оси генераторной катушки до осей приемной и компенсационной катушек, . А..-Ао., .d.jD.,9, где диаметр компенсационной катушки; р - угол между плоскостью расположения осей компенсационной . и генераторной катушек и плоскостью расположения осей приемной и генераторной катушек . 2.Зонд по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью-повышения чувствительности, плоскость располо (Л жения осей приемной и генераторной катушек параллельна поверхности исследуемой среды, а угол между плоскостью расположения,осей компенсационной и генераторной катушек и плоскостью расположения осей приемной и ге2 нераторной катушек равен 90°. 3.Зонд поп, 1,отличаюэо щ и и с я тем,- что, с целью увеличео ния глубины компенсации первичной ЭДС Эо и повышения Температурной стабильнос:Ад ти, приемная и компенсационная катушки имеют одинаковые диаметр, длину и число витков.. 4.Зонд по п. Котличающ и и с я тем, что,с целью уменьше-. ния размеров зонда, все катушки имеют одинаковую длину, равную расстоянию от оси генераторной катушки до осей приемной и компенсационной катушек .

„„SU„„103808

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3 511 ц 01

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЕ "-:-"::::::::::::;:

H ABTOPGHO56V СВИДЕТЕЛЬСТВ,/

2,5 (d d )

d диаметр приемной катушки; (21) 3247965/18-25 (22) 16.02.81 ("6) 15 .05.83. Бюл. у

Кудрявцев, 10. В. ф кляев и Л, Н. Уральский (71) Ленинградский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. А.А.1еданова (53) 550. 3 (088.8) . (56) 1.. Авторское свидетельство СССР

М 693283, кл, G 01 V 3/16, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

1г 555822, кл. 6 О1 Ч 3/16, 1976 (прототип) . (54)(57) 1. ЗОНД ДЛЯ ИЗИЕРЕНИЯ МАГНИТНОЙ ВОСПРИИИЧИВОСТИ, содержащий генераторную, приемную и компенса, ционную катушки, оси которых па"-раллельны, а центры катушек расположены в плоскости, перпендикулярной осям катушек, î т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности и помехозащищенности, оси приемной и компенсационной катушек помещены .на одинаковом заданном расстоянии от оси генераторной катушки, плоскость расположения осей компенсационной и генераторной катушек размещена под заданным углом к плоскости расположения осей приемной и генераторной катушек, причем выполняются соотношения:

L - расстояние от оси генераторной катушки до осей приемной и компенсационной катушек, и Дк+ d 90О о d + d 90

0 -==(n () gp » 0 s

L .Н где d - диаметр компенсационной катушки;

p - -угол между плоскостью расположения осей компенсационной и генераторной катушек и плоскостью расположения осей приемной и генераторной катушекк.

2, Зондпоп. 1,отличаюшийся тем, что, с целью-повышения чувствительности, плоскость расположения осей приемной и генераторной катушек параллельна поверхности исследуемой среды, а угол между плоскостью расположения, осей компенсационной и генераторной катушек и плоскостью расположения осей приемной и генераторной катушек равен 90о.

Зонд по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличения глубины компенсации первичной ЗДС и повышения температурной стабильности, приемная и компенсационная катуш- . ки имеют одинаковые диаметр, длину и число витков.

4. Зонд по и. 1. о т л и ч а юшийся тем, что,с целью уменьше . ния размеров зонда, все" катушки имеют одинаковую длину, равную расстоянию от оси генераторной катушки до осей приемной и компенсационной катушек °

1018083

2,5 (dã,d„)4L- 100 (д„dn)

rgb dr — диаметр генераторной катушки

d>- диаметр приемной катушки;

L - -расстояние от оси генераторной катушки до осей приемной и компенсационной катушек дк+ дп 90 о d + дп 90 (. 3

50 где д - диаметр компенсационной .как тушки;

Изобретение относится к разведочной геофизике и предназначено для использования при измерении магнитной восприимчивости и опробывании руд черных

5 мет аллов .

Известен swp для непрерывного измерения магнитной восприимчивости jl J, Недостатком данного зонда является низкая помехозащищенность, большие размеры, что препятствует его использованию для опробывания слабомагнитных руд.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является зонд, содержащий генераторную, приемную и компенсационную катушки, оси которых параллельны, а центры расположены в плоскости, перпендикулярной осям(2), Недостатком известного устройства

20 является низкая точность при наличии внешних помех, обусловленная различия-. ми в параметрах приемной и компенса ционной катушек, препятствующая . применению устройства в условиях работающих рудников, карьеров, где уровень помех высок.

Цель изобретения — повышение точности и помехозащищенности.

Указанная цель достигается тем, что в зонде для измерения магнитной восприимчивости, содержащем генераторную, пр емную и компенсационную катушки, оси которых параллельны, а центры катушек расположены в плоскости, перпендикулярной осям ка- З5 тушек,оси приемной и компенсационной; катушек помещены на одинаковом заданном расстоянии от оси генераторной катушки, плоскость расположения осей компенсационной и генера- 40 торной катушек размещена под заданным углом к плоскости расположения осей приемной и генераторной

lкатушек, причем выполняются соотношения;

p - угол между плоскостью расположения осей компенсационной и .генераторной катушек и плоскостью расположения осей приемной и генераторной катушек.

Кроме того, с целью повышения чуватвительности, плоскость расположения осей .приемной и генераторной катушек параллельна поверхности исследуемой среды, а угол между плоскостью расположения осей компенсационной и генераторной катушек и плоскостью расположения осей приемной и генераторной катушек равен 0о

С целью увеличения глубины компенсации первичной ЭДС и повышения температурной стабильности приемная и компенсационная катушки имеют одинаковые диаметр, длину и число витков.

С целью уменьшения размеров зон-. да все катушки имеют одинаковую длину, равную расстоянию от оси генераторной катушки до осей приемной и компенсационной катушек.

На чертеже изображен зонд, общий вид;

Зонд состоит из генераторной

1, приемной 2 и компенсационной

3 катушек, Катушки соединены с помощью стоек Й из изоляционного материала, Оси их параллельны, центры катушек лежат в плоскости, перпендикулярной их осям. Оси приемной 2 и компенсационной 3 катушек помещены на одинаковом расстоянии от оси генераторной катушки 1.

Плоскости, проходящие через ось генераторной катушки 1 и соответственно через ось приемной катушки 2 и через ось компенсационной катушки

3 расположены под углом р

Работа зонда заключается в следую .щем.

Генераторная катушка 1 создает в окружающем просгранстве переменное магнитное поле В воздухе в отсутствие магнитной среды первичное поле индуцирует во встречно включенных обмот ках приемной катушки 2 и компенсационной катушки 3 ЭДС, одинаковые по амплитуде, но противоположные по фазе, которые взаимно компенсируются, Над исследуемой средой 5 зонд располагают так, чтобы оси генераторной и приемной катушек были приближены к поверхности среды. КомпенВНИИПИ Заказ 3539/4б Тираж 710 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 3 101808 сационная катушка 3 при этом оказы- " вается удаленной от поверхности.

Вторичное магнитное поле, возникающее вследствие намагничивания исследуемой среды, оказывается различным по величине в области приемной и компенсационной катушек. Вторичное магнитное поле индицирует в обмотках приемной 2 и компенсационной 3 катушек различные по амплитуде вторичные 10

ЭДС, на входе появляется разностная

ЭДСОНЕ, по величине которой определяется магнитная восприимчивость среды.

Геометрический фактор G в качест-. )s ве функции Ь выражает зависимость йЯ от расстояния h зонда до поверхности среды. функция G(h) может иметь экстремум B некоторой точке hoax.При ра- 20 боте в окрестности h ðà величину . ma

ЬВ практически не влияют малые изменения зазора между зондом и поверхностью и небольшие неровности последней. Зонд приобретает фокусиру- 2s ющие свойства.

Как показывают исследования функции G абсцисса h максимума геометасах риче ского фактора удо влет воряет соотношению Ь „ 0,2L. Чтобы экстремум G ЗО попал в рабочий диапазон изменения

h, диаметры d и дп генераторной и приемной катушек,не должны ïðåâîñходить 2h,Отсюда следует услопни вие фокусировки:

2.,5 (dr. dn) < L

3 4

Диапазон изменения угла р между плоскостями, проходящими через ось генераторной катушки и соответственно оси приемной и ось компенсационной катушек, устанавливается следующим образом. Иинимальная величина р получается, когда приемная и компенсационные катушки соприкасаются, что дает р . (d + d )/2L; Переходя

mi6 и . к от радиан к градусам, получаем:

d + d О

>-° °

/ У

C увеличением угла я происходит резкое убывание чувствительности зонда.

8 качестве верхнего предела значения этого угла можно принятьр „=ЫООчто дает;

tn1tf t

od + к 90 ,"- <18О

1 3У

Расчетные данные и результаты экспериментальных исследований показывают, что максимальная чувствительность измерений обеспечивается, когда р =90О, а оси приемной и компенсационной катушек расположены в плоскости, параллельной поверхности исследуемой среды.

Технико-экономическая эффектив-ность изобретения обусловлена повыше нием чувствительности, помехозащищенности, точности измерений магнитной восприимчивости горных пород и опробывания. слабомагнитных руд черных металлов при его использовании в