Устройство для электроразведки

 

Сеюз Соаетсннк

Сецнаннстнчесннк реснублнн

О Л И С А Н И Е („,842680

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (63) Дополнительное к акт. синд-ву . (5l)N. Кл.

С 01 V 3/00 (22) Заявлено 01.08.79.р() 2803763/18-2 с нрнсоеднненнеи заявки М (23) Приоритет

Онублнковано 30.06.81. Бюллетень М 24 (531ygK 550 83 (088.8) Дата опубликования описания 30,06.81

В.И.Гордиенко, H.Ä.Ïå÷åíÿê, В.П.Убогий и Е.В.Ярошевский (72) Авторы изобретения

Физико-механический институт АН

Украинской .ССР (7l ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗЛЕ КТРОРАЗВЕДКИ

Изобретение относится к алектромагнатным методам исследований к может быть использовано прк електроразведке аномальных включений в непроводящих и слабопровоцящих средах цля обнаружения инженернык коммуникаций и т.п.

Известно устройство для компенсации мешающего переменного магнитного поля, содержащее приемную и компенсационную катушки, расположенные на общей осн, в котором компенсационная катушка расположена межцу приемной катушкой и местом, l в котором требуется ограничение мешаюmего переменного магнитного поля, а меж ду приемной и компенсационной катушка мк расположены на общей оси с ними двв дополнительные катушки, оааа. иэ которых соединена послецовательно с компенса цаонной катушкой, а другая нагружена на комплексное сопротивление gl).

Наиболее близким к предлагаемому яв ляется металлоискатель, соцержащкй генврд, тор переменного напряжения, излучатель, 2 дифференциальный приемник магнитного ноля, предварительный избирательный усилитель, комцвнсатор переменного тока, состоящий кз фаэоинвврсного усилителя - ограничителя, регулируемого делителя напря жения и yeaoaonocaoro фильтра, избира тельный усилитель, демодулятор, усилитель постоянного тока и регистрирующее устройство E2l.

Недостатками известных устройств asляюгся низкая чувствительность и невоэмож. ность измерения и регистрации амплагуцно - фазовых характеристик число аномаль-. ных полей, обусловленные наличием остаточного нескомпвксиро ванного сагнала пер» вкчного поля.

Цель азобретения - повышение чувства» тельности и «эмерение а регистрация ам плагудно фазовых характеристик часто аномальных полей.

Поставленяая цель достигается тем, что в известков устройство, содержащее генератор переменного напряженая азлу

Мтвль дифференциальный приемккк магнат» ного поля, прецварительный усилитель, компенсатор переменного тока, избирательный усилитель, цемоцулятор, усилитель постоянного тока и блок измерения и регистрации, ввепены три суммирующих устройства, цве схемы АРУ, цве регулируемых источника опорного напряжения, фазометр и второй усилитель постоянного тока, а компенсатор переменного тока состоит из третьего регулируемого источника опорного напряжения, компаратора, фильтра с большой постоянной времени, управляемого целителя напряжения и третьей схемы АРУ, причем выхоц прецварительного избирательтельного усилителя оцновременно поцключен ко вхоцу третьей схемы APY и оцному из вхоцов первого суммирующего устройстве, второй вход которого соецинен с выхоцом управляемого целителя напряжения, выход первого суммируюшего устройства через избирательный усилитель поцключен ко вхоцам первой схемы АРУ и демодулятора, выхоп цемоцулятора одновременно соединен с одним из вхоцов второго суммируюшего устройства и оцним из входов компаратора, второй ехоп которого поцключен к выхоцу третьего регулируемого источника опорного напряжения, выход компараторе подсоединен ко вхоцу фильтра с большой постоянной вре-30 мени, выход которого подключен ко вхоцу управления управляемого целителя напряжения, сигнальный вхоц которого поцсое- цинен к выхоцу третьей схемы АРУ, выкоц первого регулируемого источника опор-З ного напряжения соецинен со вторым вхоцом второго суммируюшего устройства выхоц которого через первый усилитель постоянного тока подключен к оцному из входов регистрируюшего устройства, выход о генератора через вторую схему АРУ поцключен к опорному вхоцу фазометра сиг- . нальный вхоц которого соецинен с выхоцом первой схемы АРУ, выход фаэометра подключен к оцнсму иэ входов третьего 5 суммирующего устройства, второй вход которого поцсоецинен к выходу второго регулируемого источника опорного напряжения, а выхоц третьего суммирующего устройства через aropoN усилитель постоянЗР ного токе подключен ко второму входу регистрирующего устройства.

Ив чертеже приведена блок - схема прец. лагавмого устооВ;тва.

Устройство цла влектроразвецка соцержит генератор 1 переменного щщражвииа, излучатель 2,дифференциальный приемник 3 магнитного папа, предварительный усали60 4 тель 4, первое суммируюшее устройство

5, избирательный усилитель 6, цемоцулятор

7, второе суммирующее устройство 8, первый усилитель 9 постоянного тока третью схему АРУ 10, управляемый цеУ литель l l напряжения, фильтр 12 с боль» шой постоянной времени„компаратор 13, первый регулируемый источник 14 опорного напряжения, первую схему АРУ 15, тре ий регулируемый источник 16 опорного напряжения, вторую скему АРУ 17, фазометр 18, третье суммируюшее уст» ройство 19, второй усилитель 20 постоянного тока, второй регулируемый источник

21 опорного напряжения, блок 22 измерения и регистрации.

Устройство работает слецуюшим образом.

Быхоцной сигнал дифференциального приемника 3 ма гн итн о го и оля, усиленный прецварительным усилителем 4, поступает на оцин из входов первого суммируюшего устройства 5, на цругой вхоц которого поцается выкоцной сигнал компенсатора переменного тока состоящего иэ третьей схемы АРУ 10, управляемого делителя 1 1 напряжения, фильтра 12 с большой постоянной времени, компаратора 13 и третьего регулируемого источника 16 опорного напряжения. Усиленный узкополосным избирательным усилителем 6 выходной сигнал первого суммирующего устройства 5 поцается на вхоц цемоцулятора 7,представляющего собой знаконечувствительный преобразователь переменного напряжения в постоянное с низким уровнем минимального вхоцного сигна» ла и большим цинамическим циа пазоном. Выхоцные сигналы прецварительного избирательного усилителя 4 и цемоцулятора 7 одновременно поступают на различные вхоцы компенсатора переменного тока: на вкоц третьей схемы АРУ 10 и оцин иэ вкоцов компаратора 1 3 соответственно.

Зацача компенсатора переменного тока заключаетса, во — первых, в частичном ослабленин, обусловленного мешающим первич ным магнитным полем излучателя 2 в точкак расположения цифференциального прa= емника З,вовторык,в обеспечении стабиль ности во времени уровня остаточного нескомпенсированного сигнала первичного пола, а в - третьик, в компенсации временного дрейфа остаточного сигнала первичного пола.

Использование третьей схемы АРУ 10 исключает зависимость амплитуцы компенсирующего напряженна от величины ЭДС., виосимой в цифференциальный магнитопри942680 емйик искомым аномальным обьектом, и обеспечивает автоматическое согласование фазы компенсирующего и измеряемого напряжений. Таким образом, данный компенсатор переменного тока имеет только амплитудную регулировку компенсирующего напряжения, что позволяет обеспечить стабильность во времени уровня остаточного сигнала первичного магнитного поля и резко снизить флуктации выходного сигнала первого суммирующего устройства

5, так как наиболее существенное влияние на их величину оказывают флуктуации фазы компенсирующего напряжения.

Величина напряжения компенсации, пос- ts тупающего на второй вход первого суммирующего устройства 5, устанавливается управляемым делителем 11 напряжения, коэффициент преобразования которого определяется выходным сигналом фильтра 12. 2о

Установка необходимого уровня остаточного нескомпенсированного сигнала осуществляется с помощью третьего регулируемого источника 16 опорного напряжения, выходной сигнал которого подается на второй вход компараторв 13. Применение фильтра 12 с большой постоянной времени, вкоц которого подключен к выходу компаратора 13 а выход соединен с входом ynf ,о рввления управляемого делителя 11 напряжения, обеспечивает компенсацию временного дрейфа остаточного сигнала пер вичного поля.

Выходное напряжение демодулятора 7 5 подается íâ oQNH из входов второго суммирующего устройства, второй вход которого соединен с выходом первого регулируемого источника 14. опорного напряжения. .о

Значение выходного напряжения источника

1 4 опорного напряжения устанавливается таким, чтобы в отсутствии в зоне поиска аномальных обьектов выходной сигнал второго суммирующего устройства. был равен нулю. Преобразованное первым усилителем 9 постоянного тока выходное напря жение второго суммирующего устройства

8 поступает нв один из входов блока 22 измерения и регистрации. Второе суммы рующее устройство 8 и первый регулируе мый источник 14 опорного напряжения выполняют роль компенсвтора постоянного тока, обеспечивая измерение и регистрацию амплитуды чисто вномальнык сигналов. Вы1 ходное напряжение генератора 1 переменного напряжения поступает на вкод второй схемы АРУ 17, совмещающей функции масштабного преобразователя и стаби лиэатора переменного напряжения, исполь» зуемого в качестве опорного сигнала фвзометра 18. На сигнальный вход фвэометрв 18 через первую схему АРУ 15, аналогичную второй, поступает напряжение с выхода избирательного усилителя 6. Пос тоянное выходное напряжение фазометрв

18, абсолютнсе значение í э ак которого определяются фазовым сдвигом между входными сигналами, поступает на один иэ входов третьего суммирующего устройства 19, которое совместно со вторым регулируемым источником 21 опорного напряжения, выходное напряжение которого поступает на другой вход третьего сум» мирующего устройства 19, выполняет роль компенсаторв постоянного тока, обеспечивая измерение и регистрацию фвэы чисто вномвльнык сигналов. По аналогии с каналом измерения амплитуды уровень выходного напряжения второго источника 21 опорного нвпряженйя устанавливается таким чтобы в присутствии в зоне поиска предлагаемого устройства для электрораэведки аномальных обьектов выкодной сигнал третьего суммирующего устройства 19 был равен нулю, Преобразованное вторым усилителем 20 постоянного тока выходное напряжение третьего суммирующего устройства 19 подается на другой вход блока 22 измерения и регистрации.

В известных устройствах, используемык для решения аналогичных задач, применяется компенсация мешающего первичного г магнитного поля исключительно по переменному току, осуществляемая по первой гармонике сигнала генератора переменного напряжения. В связи с нелинейностью передаточных характеристик функциональных узлов и блоков устройств, наличия собственных шумов и неидеальности передаточных характеристик узкополосных фильтров и избирательных усилителей достичь полной компенсации мешающего первичного поля невозможно.

Применение в предлагаемом устройстве наряду с частичной компенсацией мешающего первичного паля по переменному току компенсаторов постоянного тока в канвлак измерения амплитуды и фазы дает возможность осуществить полную компен» сацию мешающего поля, что обеспечивает значительное повышение чувствительности устройства и измерение в регистрацию амплитудно - фаэовык характеристик аномальнык полей в чистом виде.

Предлагаемое устройство для электро» разведки может найти применение при ре7 8426 шении зацач наземной и морской геофизической развецки электромагнитными метоцами. Оно может быть также использовано для поиска и обнаружения локальных или протяжнык металлических обьектов (труб, кабелей и т.п.) в слабопровоця щей срем и локальных диалектрических аномальных включений в массе высокопроводящего материала.

Формула изобретения

Усгройство для электрораэвецки, содержащее генератор переменного напря3S жения, излучатель, дифференциальный приемник магнитного поля, предварительный усилитель, компенсатор переменного тока, избирательный усилитель, демодулятор, усилитель постоянного тока и блок измеm рения и регистрации, о т л и ч а ю щ е— е с я тем, что, с целью повышения чувствительности и измерения и регистрации амплитудно - факовых характеристик чисто аномальных полей, оно дополнительно содержит три суммирующих устройства, две схемы АРУ, два регулируемые источника опорного напряжения, фаэометр и второй усилитель постоянного тока, а компенса- ° тор переменного тока состоит иэ третьего регулируемого источника опорного напряжения, компаратора, фильтра с бапьшой постоянной времени, управляемого делителя напряжения и третьей схемы АРУ, причем выход предварительного избиратель5 ного усилителя одновременно подключен ко вхоцу третьей схемы АРУ и одному из вхоцов первого суммирующего устройства, второй вход которого соединен с выходом делителя напряжения, выкоц первого сум80 8 мируюшего устройства через избирательный усилитель оцновременно поцключен ко входам первой скемы АРУ и цемоцулятора, выкоц демоцулятора оцновременно соединен с одним иэ входов компаратора, второй вхоц которого подключен к выходу третьего регулируемого источника опорного нап» ряжения, выхоц компаратора подключен ко входу фильтра с большой постоянной времени, выхоц которого подключен ко входу управления управляемого делителя напряжения, сигнальный вкоц которого подсоединен к выкоцу третьей схемы АРУ, выхоц первого регулируемого источника опор-. ,ного напряжения соецинен со вторым входом второго суммирующего устройст- . ва, выход которого через первый усилитель постоянного тока поцключен к одному иэ входов регистрирующего устройства, выход генератора через вторую схему АРУ подключен . к опорному! входу фаэометра, сигнальный вход которого соединен с выходом первой схемы АРУ, выход фаэометра поцключен к одному из входов третьего суммирующего устрой ства, второй вход которого поцсоецинен к выходу второго регулируемого источника опорного напряжения, а выход третье го суммирующего устройства через второй усилитель постоянного тока подключен ко второму вкоду регистрирующего устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 Авторское свидетельство СССР

%483636, кл G 01Ч 3100 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

%600496, .кл. G 01 Ч 3/10, 1978 (прототип).

842680

Составитель Е.Гороцничев

Редактор Л.Филь ТекредМ.ТабаковнчКорректор Л.Иван

Заказ 5091/54 Тираж 732 Подписюе

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4