Устройство для геофизической разведки

 

Изобретение относится к области геофизической разведки рудных месторождат ий способом поляризационной кривой. Цель изобретения - расширение области применения за счет обеспечения разведки месторождений большого объема. Цель достигается введением дополнительных фильтров, второго детектора , делителя функций, перемножителя , позволяющих точно поддерживать значения разности потенциалов, компенсирующей падение напряжения во вмещающих породах, в диапазоне больших токов поляризации. I ил. Ф

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ . РЕСПУБЛИК (19) (1!) (51) 4 С 01 У 3/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО;ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 ) 4! 44414/24-25 (22) 10.1!.86 (46) 30.10.88. Бюл, У 40 (71) Научно-производственное объединение "Рудгеофизика" (72) А.В.Бучин, Ю.В.попов, Ю.В,Анастасьев, E.È.Манойленко и Ю.M.Рыжов (53) 550.83 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В !086396, кл. С 01 V 3/04, 1984, Acta chimica Academial Scietiarum

Hungarical, 1970, т. 66 (3), с. 269275. (54) УСТРОЙСТВО ДПЯ ГЕОФИЗИЧЕСКОЙ

РАЗ ВЕДКИ (57) Изобретение относится к области геофизической разведки рудных месторождений способом поляризационной кривой. Цель изобретения — расширение области применения за счет обеспечения разведки месторождений большого объема. Цель достигается введением дополнительных фильтров, второго детектора, делителя функций, перемножителя, позволяющих точно поддерживать значения разности потенциалов, компенсирующей падение напряжения во вмещающих породах, в диапазоне больших токов поляризации, 1 ил.

1434384

Изобретение относится к геофизической разведке рудных месторождений способом поляризационной кривой, Целью изобретения является расширение области применения за счет обеспечения разведки месторождений . большого объема.

На чертеже приведена структурная .схема устройства. 1Î

Устройство содержит потенциэлзадающий блок l„ дифференциальный усилитель 2, регистратор 3, управляемй стабилизатор 4 напряжения, генератор

5 переменного тока, первый фильтр 6, третий фильтр 7, четвертый фильтр 8, сумматор 9, перемножитель 10, делитель 11 функций, первый детектор 12, пятый фильтр 13, датчик 14 тока, второй фильтр 15, второй детектор 16, 20 ! шестой фильтр 17, электрод 18 сравнения, первый и второй питающие электроды 19 и 20, причем выход потенциал-! задающего блока 1 соединен со входом

Х регистратора 3 и неинвертирующим 25 входом дифференциального усилителя

2, инвертирующий вход дифференциального усилителя 2 связан с выходом второго фильтра 15, выход дифференциального усилителя 2 связан с входом30 управпяемого стабилизатора 4 напряжения, один выход которого связан с

1 входом сумматора 9 и первым питающим электродом 19, другой выход упр авляемо го ст абилиз атор а 4 напряжения соединен с входом первого фильтр а 6, выходо м св яз анно го с силовым входом датчика 14 тока. Вы- ход генератора 5 переменного тока через третий фильтр 7 также связан 40 с силовым входом датчика 14 тока, силовой выход которого соединен с вторым питающим электродом 20, сигнальный выход датчика 1« тока через четвертый фильтр 8 связан со входом

Y регистратора 3 и одним,из входов перемножителя 10, а через пятый фильтр 13 — с входом первого детектора 12„ 18 сравнения связан с входом второго фильтра 15 и через шестой фильтр 17 — с входом второго детектора 16, Выходы первого и второго детекторов 12 и 16 соединень| с входами делителя 11 функций, выход которого соединен с вторым входом перемножителя 10, выходом соеди55 ненного с вторым входом сумматора 9.

Выход последнего соединен с входом потенциалзадающего блока 1.

U„>-U„„„=О, (1) (2) он) П и ам

1 или где U - значение сигнала на выходе потенциапзадающего блока;

U„ ö- значение сигнала на выходе измерительного электрода.

Поляризационная кривая представляет собой зависимость вида

= f(gq ), где ٠— разность потенциалов на поверхности рудного тела, обусловленная протеканием электрохимических реакций.

Для ее записи необходимо обеспечить слежение эа выполнением условия (3) и V p

Значение же U„» включает в себя> кроме указанной разности потенциалов, и напряжение, обусловленное падением напряжения во вмещающих породах Uв„

"1 т. е. U „> „„можно предоставить так

Устройство работает следующим образом.

С выхода потенциалзадающего блока на неинвертирующий вход дифференциального усилителя 2 подается постоянное (потенциостатический режим) или линейно изменяющееся во времени (потенциодинамический режим) управляющее напряжение.

На инвертирующий вход дифференциального усилителя 2 через второй фильтр 15 поступает измеряемый сигнап с поверхности рудного тела, снимаемый с помощью электрода 18. На выходе дифференциального усилителя 2 формируется разностньй сигнал — сигнал ошибки. Этот сигнал вызывает изменение значения напряжения, вырабатываемого управляемым стабилизатором 4 напряжения. Ток стабилизатора 4 протекает через питающие электроды 19 и 20, вмещаюшйе породы, по рудному телу, вызывая развитие электрохимических реакций на поверхности рудного тела. Потенциалы этих реакций снимаются с помощью электрода 18 сравнения и подаются на инвертирующий вход дифференциального усилителя 2.

Описанная система представляет собой систему слежения, которая обеспечивает постоянно выполнение соотношения

1434384

Очевидно, что условие (3) не выполняется, при этом значение U д превосходит значение Ьсф н десятки сотни раз. С целью компейсации И, на неинвертирующий вход дифференциального усилителя 2 совместно с сигналом потенциалзадающего блока 1 пода- 10 ют компенсирующий сигнал „J значение которого равно U „. В этом случае в режиме слежения выполняется условие.

+ Ик "1 9 + Usn y

n) n эр или так как Иер — И к

Unb + U6n =hq р+ Uen ) (6) 20 т. е. U 1, .

Это означает, что требуемое усло. вие записи поляриэационной кривой при введении компенсируюШего сигнала выполнено. Однако точность выполнения указанного условия определяется точ» ностью выполнения условия U „= U„, Величина JJ „может быть представИво = f n Ran > где In чекие поляризующего тока; Rn„- импе-3р данс вмещающих пород. Следовательно, необходимо непрерывно определять значение Кн„(значение К „существенно изменяется за счет влияния процесса поляризации на общую проводимость разведуемого участка) .

Для определения значения К „через разведуемый участок одновременно с постоянным током пропускают переменный ток, нырабатынаемый генератором 40 переменного тока.

Первый фильтр 6 и третий фильтр

7 служат для предотвращения попадания переменного тока на выход управляемого стабилизатора 4 напряжения и постоянного тока на выход генератора 5 переменного тока соответственно. С датчика 14 тока переменное напряжение, пропорциональное амплитудному значению переменного тока

Т, протекающего через разведуемый участок, через фильтр 13 поступает на вход первого детектора 12, на выходе которого формируется сигнал постоянного тока U .Это напряжение пропорционально Т . С электрода 18

55 сравнения переменное напряжение U>» с поверхкости рудного тела через шестой фильтр 17 поступает на второй . детектор 16. На нихоле второго детектора 16 формируется постоянное напряжение И, », пропорциональное значению амплитуды И„„. Сигналы U <» и поступают на входы делителя 11 функций. Выходкой сигнал делителя 11 функций И пропорционален отнопению

UmR

1 ч

UaU

1 ИЭтот сигнал поступает ка один из входов перемножителя 10, на другой вход которого через четвертый фильтр

8, выделяющий постоянную составляющую поступает сигнал, пропорциональный значению постоянного поляриэующего тока In, Выходной сигнал перемножителя 10 определчется произведением

I„Rз„= U . Напряжение U с выхода перемножителя 1О поступает на сумматор 9. В результате на неиквертирующий вход дифференциального усилителя

2 подается требуемое значение сигнала,in + U>n, В этом случае условие (6), т,е. устройство обеспечивает слежение разности потенциалов на границе рудного тела за сигналом потенциалзадающего блока 1. С выхода потенциалзадающего блока 1 сигнал подается на вход Х регистратора. С выхода датчика тока через четвертый фильтр 8 сигнап поступает ка вход Ъ, и ка регистраторе фиксируется поляриэационная кривая вида I f(5q „).

Таким образом, определяется отношеЦ ние --- = Rs, и нестабильность индук6 тинного сопротивления первого фильтра вызывает одинаковые относительные изменения U< и 7., отчего это отно- . шение не нарушается. Поэтому нестабильность индуктивного сопротивления первого фильтра при изменении постоянного тока на точность получения напряжения компенсации JJ не влияет.

Остальные фильтры находятся в измерительных„ т,е. слаботочных цепях, в которых нелинейности практически не н аблюд ает ся .

Преимуществом предлагаемого устройства являет ся но э можно ст ь точного поддержания требуемого значения U Иа„ в диапазоне больших токов поляризации (до 200 А). Это обеспечивает разведку месторождений большего объема.

1434384

Формула изобретения

Устройство для геофизической разведки способом поляриз ационной кривой, содержащее потенциалзадающий/ ", блок, дифференциальный усилитель, управляемый стабилизатор напряжения, первый, второй и третий фильтры, первый и второй питающие электроды, первый 10 детектор, электрод сравнения, сумматор, генератор переменного тока, регистратор, причем один выход управ1 ляемого стабилизатора напряжения связан с одним из входов сумматора и 15

I первым питающим электродом, а другой выход управляемого стабилиз атора связан с входом. первого фильтра, выход первого фильтра связан с силовым входом датчика тока, силовой выход датчика тока соединен с вторым питающим электродом, электрод сравнения связан с входом второго фильтра, в свою очередь выход второго фильтра связан с инвертирующим входом диффе- 25 ренциального усилителя, неинвертирующий вход дифференциального усилителя соединен с выходом потенциалзадающего блока, вход потенциалзадающего блока соединен с выходом сумма. ора, кроме того, выход генератора переменного тока связан с входом третьегофильтра, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения путем обеспечения разведки месторождений большого объема, в него введены четвертый, пятый н шестой фильтры, второй детектор, делитель функцн9, перемножитель, причем сигнальный выход датчика тока связан с входами четвертого и пятого фильтров, выходы пятого и шестого фильтров связаны с входами первого и второго детекторов соответственно, выходы указанных детекторов связаны с входами делителя функций, выходы делителя функций и четвертого фильтра соеди- нены с входами перемножнтеля, выход перемножителя связан с входом =умматора, кроме того, выход третьего,, фильтра связан с входом датчика тока, а выход четвертого фильтра связан с входом Y регистратора, вход Х которого соединен с выходом потенциалзадающего блока, выход электрода сравкения связан с входом шестого фильтра.

1434384

Составитель М. Качалов

Текред Л.Сердюкова

Pедактор И.Рыбченко

Корректор Э.Лончакова

Заказ 5551/48 Тираж 522 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4