Способ измерения полуосей эллипса поляризации магнитного поля и устройство для его осуществления

 

Юо 132345

Класс 21@, 30м

21 g 30в2

ССГ. 1>

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Подписная группа М 97

Б. С. Светов

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОЛУОСЕЙ ЭЛЛИПСА ПОЛЯРИЗАЦИИ

МАГНИТНОГО ПОЛЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛ ЕН ИЯ

Заявлено 25 января 19GO r. за № G51800/22 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» № 19 за 1960 г.

Изобретение относится к области геофизической разведки полезных ископаемых.

Измерение полуосей эллипса поляризации магнитного поля и использование этих величин для электрической разведки известны.

Однако применяемая аппаратура при этом требует ориентировки приемных рамок, что значительно снижает производительность работ.

Предлагаются способ, при котором азтоматически выполняются математические операции для измерения полуоси эллипса поляризации без ориентировки приемных рамок, а также устройство, осуществляющее запись размеров полуосей эллипса поляризации на фотобумагу.

Физическая сущность способа состоит в следующем.

Допустим, что бесконечный незаземленный кабель — источник переменного электромагнитного поля низкой частоты — расположен на поверхности земли над «непроводящими» горными породами. Тогда в горизонтальной плоскости, совпадающей с плоскостью кабеля, егс магнитное поле может быть представлено вертикальным вектором Н (фиг. 1). Если в поле кабеля расположена какая-то проводящая не-, однородность (рудное тело), то в ней индуцируются токи, создающие. вторичное поле (представлено вектором Н ), направленное под неко-,. торым углом к первичному и сдвинутое относительно него II> фазе.;

В результате сложения этих полей суммарное поле оказывается эллиптически поляризованным. Обычно в индуктивном методе изме-, ряются проекции эллипса поляризации на некоторые направления.

Такие измерения связаны с погрешностями за счет ориентировки приемных рамок. № 132345

Осуществить измерения полуосей истинного эллипса поляриза Ю ции магнитного паля сложно в аппаратурном отношении. В большинстве практически возможных случаев достаточно ограничиться исследованием проекции эллипса поляризации на некоторую плоскость, которая в нормальном поле совпадает с плоскостью поляризации поля.

Блок-схема аппаратуры, позволяющей проводить измерения полуосей эллипса поляризации, представлена на фиг. 2, где: 1 и 2 — предварительные усилители; Г и 4 — конечные усилители; 5 и б — детекторные устройства; 7 — разделительный элемент; 8 и 9 — измерительные или записывающие устройства.

Элементом, принимающим поле, является система скрещенных под прямым углом рамок с магнитными сердечниками, Система приемных рамок ориентируется в плоскости, перпендикулярной к кабелю, создающему поле. Сигналы с приемных рамок предварительно усиливаются идентичными усилителями 1 и 2. После этого выходное напряжение одного из усилителей поворачивается по фазе на угол + и еще на угол -. Повернутые по фазе напряжения каждый раз складываются с напряжением, снимаемым с выхода усилителя 2. Амплитуды, полученные в результате такого комплексного сложения напряжений магнитного поля по горизонтальному и вертикальному направлениям, являются величинами инвариантными, т. е. независящими от угла поворота системы приемных рамок вокруг одной из осей координат.

Для получения полуосей эллипса напряжения магнитного поля по горизонтальному и вертикальному направлениям усиливаются усилителями 8 и 4, идентичными по модулю коэффициента передачи, детектируются в устройствах 5 и б, после чего определяется полусумма и полуразность выпрямленных амплитуд.

В приборе, который переносится по профилям вместе с системой рамок, помещена измерительная схема, обеспечивающая получение, величин напряжешш магнитного поля, которые могут быть записаны на магнитную пленку. Затем магнитную запись величин напряжений магнитного поля переволят в фотозапись величин полуосей эллипса поляризации магнитного поля.

Предмет изобретения

1. Способ измерения полуосей эллипса поляризации магнитного поля при электрической разведке полезных ископаемых с использованием взаимно-перпендикулярных датчиков магнитного поля, усилителей, выпрямителей и фазовращающих ячеек, отличающийся тем, что, с целью обеспечения независимости результатов измерения от поворота датчиков в плоскости поляризации поля, сигнал, принятый одним датчиком, поворачивают по фазе иа угол, равный четверти периода, а затем половине периода и после каждого поворота фазы складывают с сигналом, снимаемым со второго датчика; полученные таким образом два напряжения выпрямляются и определяют их полусумму и полуразность, которые численно оказываются пропорциональными эллипсу поляризации.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, отл ич а ющ е е с я тем, что оно выполнено в виде двух блоков: переносного, № 132345 состоящего из двух предварительных усилителей, фазовращателей и магнито-записывающего устройства, и стационарного, состоящего из

Q ñèëèòåëåé, узкополосных фильтров, детектороз и фотоосциллографа, осуществляющего запись размеров полуосей эллипса поляризации фотобумагу в виде графиков по профилю.