CS239550B1

CS239550B1 - Zařízení pro magnetotelurické sondování

Info

Publication number: CS239550B1
Application number: CS846131A
Authority: CS
Inventors: Jiri Stetina
Original assignee: Jiri Stetina
Priority date: 1984-08-13
Filing date: 1984-08-13
Publication date: 1986-01-16
Also published as: CS613184A1

Abstract

Zařízení pro magnetotelurické sondování, jehož účelem je umožnit sondování v podmínkách výskytu rušivých impulsních signálů, zvláště v prostředí silného průmyslového rušení. Účelu se dosahuje tim, že před vyhodnocovacím obvodem (VO) je zařazen omezovač impulsních poruch (OP) s magnetickou větví (MV), na jejíž sledovač (SM) je zapojen magnetický spínač (MS) a s telurickou větví (TV), na jejíž diferenciální zesilovač (AT) jsou zapojeny měřicí elektrody (M? N). Vstupní sledovač (SM) i diferenciální zesilovač (AT) je v každé větví (MV, TV) samostatně zapojen přes derívátor (DM, ΏΤ) navporovnavací vstup (IP, Pl) a přes usměrňovač (UM, UT) na rozsahový vstup (IR, RI) komparátoru (KM, KT), jehož nominální vstup ~ζΙΝ, NI) je uzemněn a výstup spojen s příslušným koncovým spínačem (VM, VT) přes jeden ze samostatných řídicích obvodů (RM, RT), obousměrně propojených. Zařízení lze využít v oboru geofyziky.

Description

Zařízení pro magnetotelurické sondování

Zařízení pro magnetotelurické sondování, jehož účelem je umožnit sondování v podmínkách výskytu rušivých impulsních signálů, zvláště v prostředí silného průmyslového rušení. Účelu se dosahuje tim, že před vyhodnocovacím obvodem (VO) je zařazen omezovač impulsních poruch (OP) s magnetickou větví (MV), na jejíž sledovač (SM) je zapojen magnetický spínač (MS) a s telurickou větví (TV), na jejíž diferenciální zesilovač (AT) jsou zapojeny měřicí elektrody (M_? N). Vstupní sledovač (SM) i diferenciální zesilovač (AT) je v každé větví (MV, TV) samostatně zapojen přes derívátor (DM, ΏΤ) na_vporovnavací vstup (IP, Pl) a přes usměrňovač (UM, UT) na rozsahový vstup (IR, RI) komparátoru (KM, KT), jehož nominální vstup ~ζΙΝ, NI) je uzemněn a výstup spojen s příslušným koncovým spínačem (VM, VT) přes jeden ze samostatných řídicích obvodů (RM, RT), obousměrně propojených. Zařízení lze využít v oboru geofyziky.

239 550

239 550 (11) (B!) (51) Int Cl.’·

G 01 V 3/08

239 550

Vynález se týká zařízení pro magnetotelurické sondování, které sestává z měřicích elektrod k měření elektrické složky magnetotelurického pole, z magnetického snímače k měření jeho magnetických variací a z vyhodnovacího obvodu, k němuž jsou měřicí elektrody a magnetický snímač připojeny. Účelem vynálezu je úprava zařízení pro sondování v podmínkách výskytu rušivých impulsních signálů, zvláště v prostředí silného průmyslového rušení.

Při geofyzikálním průzkumu vodivostních poměrů zemské kůry zvláště odporových poměrů ve velkých hloubkách až přes 100 kra, se využívá přirozeného elektromagnetického pole země, jehož zdrojem jsou elektrické výboje ve vodivé ionosféře. Elektrická složka tohoto pole je označována jako telurická. Teorie roagnetoteluriky vychází z předpokladu rovinné elektromagnetické vlny dopadající vertikálně na zemský povrch. Poměr kolmých složek elektrické a magnetické intenzity není závislý na zdroji a nese informace o odporových poměrech prostředí. Při magnetoteluriekém sondování se měří magnetickými snímači magnetické variace magnetotelurického pole a uzemněnými měřicími elektrodami varia ce jeho telurické složky. Z naměřených variací se odečítají pro příslušné frekvenční složky jejich amplitudy. Pomocí vypočteného zdánlivého měrného odporu se sestavuje magnetotelurická sondážní křivka, z níž se usazuje na vodivost geologických vrstev a nepřímo na jejich fyzikálně chemickou strukturu.

Je známé zařízení pro magnetotelurické sondování, sestávající z měřících elektrod, magnetického snímače a vyhodnocovacího obvodu s magnetickou a telurickou větví (PR 2 223 706).

V každé větvi je postupně za sebou zapojen předzesiiovač,vstupní filtr a detektor. Výstupy detektorů jsou přes diferenční snímač a zesilovač spojeny s čtecím přístrojem.

Nevýhodou známého zařízení je, že v prostředí s vyšší urovní rušivých signálů, v oblastech častého výskytu průmyslového rušení a poruch impulsního typu dochází při sondování

239 550 vlivem poruch k posunu hodnot měřeného odporu na nereálné hodnoty, takže získané magnetotelurické sondážní křivky je obtížné nebo zcela nemožné interpretovat.

Jsou známá také vícekanálová zařízení pro magnetotelurické sondování (US 4 210 869, SU 717 688), která jsou uzpůsobena nepravidelnému charakteru, časově, velikostně i směrově proměnnému magnetotelurickému poli, sestávajícímu z variabilních frekvencí a intenzit.

Jejich zvýšené citlivosti lze dobře využít např. při magnetotelurickém sondování na moři, kde se nevyskytuje průmyslové rušení a impulsní poruchy. V oblastech četného výskytu průmyslových a bludných proudů však dochází při použití těchto zařízení ke zkreslení výsledků měření v takové míře, že zařízení nejsou použitelná.

Uvedené nevýhody odstraňuje zařízení pro magnetotelurické sondování podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že před vyhodnocovacím obvodem je zařazen omezovač impulsních poruch s magnetickou větví, jejíž vstupní sledovač s magnetickým snímačem na vstupu, je zapojen přes prvý koncový spínač na magnetický vstup vyhodnovacího obvodu a s telurickou větví, jejíž diferenciální zesilovač, s měřicími elektrodami na vstupu, je zapojen postupně přes zeslabovač a druhý koncový spínač na telurický vstup vyhodnovacího obvodu, přitom vstupní sledovač i diferenciální zesilovač je v každé větvi samostatně zapojen přes derivátor na porovnávací vstup a přes usměrňovač na rozsáhový vstup komparátoru, jehož nominální vstup je uzeměn a výstup spojen s příslušným koncovým spínačem přes jeden ze samostatných řídicích obvodů, oboustranně propojených.

Výhody zařízení podle vynálezu vyplývají z účinku omezovače impulzních poruch, který vyloučí rušivý impulsní signál z dalšího zpracování v případě, přesáhne-li derivace signálu v magnetické nebo telurické větvi předem zvolenou hodnotu. Zařízení je zvláště vhodné pro mělké, tvz. audiomagnetolurické sondování. Omezovač irapulsivních poruch urychluje dobu sondování, vylučuje lidský faktor z režimu měření, zmenšuje nároky na pozornost operátora, snižuje rozptyl naměřených hodnot, a tím umožňuje přesnějšilnterpretaci naměřených výsledků. Kromě toho odstraňuje parazitní vliv kabelu telurické větve mezi magnetickým snímačem a vyhodnocovacím obvodem.

239 550

- 3 Příklad zařízení pro magnetotelurické sondování je znázorněn blokovým schématem zapojení na přiloženém výkres^·

Zařízení pro magnetotelurické sondování podle vynálezu sestává z magnetického snímače MS* zapojeného přes magnetickou větev MV omezovače impulsních poruch OP na magnetický vstup Ml vyhodnovacího obvodu VO a z prvé měřicí elektrody M a druhé měřicí elektrody R zapojených přes telurickou větev TV omezovače impulsních poruch OP na telurický vstup TI vyhodnovacího obvodu VO, který je uzemněn zemnicí elektrodou P* Vstupní sledovač SM magnetické vět ve MV. na jehož vstup je připojen magnetický snímač MS. je zapojen přes derivátor DM magnetické větve MN na porovnávací vstup IP komparátoru KM magnetické větve MV a paralelně přes usměrňovač UM magnetické větve MV na rozsahový vstup IR téhož komparátoru KM. jehož nominální vstup IR je uzemněn· Výstup tohoto Xpmparátoru KM je spojen přes řídicí blok RM magnetické větve MV s jejím koncovým spínačem VM. zařazeným mezi vstupní sledovač SM a magnetický vstup MI vyhodnovacího obvodu VO. Diferenciální zesilovač AT telurické větve TV, na jehož vstup jsou připojeny měřicí elektrody M, R, je zapojen jednak na zeslabovač ZT. jednak přes derivátor DT telurické větve TV na porovnávací vstup PI komparátoru KT telurické větve TV a paralelně přes usměrňovač UT magnetické větve MV na rozsahový vstup Rl téhož komparátoru KT, jehož nominální vstup NI je uzemněn· Výstup tohoto komparátoru KT je spojen přes řídicí blok RT telurické větve IV s jejím koncovým spínačem VT. zařazeným mezi zeslabovač ZT a telurický vstup TI vyhodnocovacího obvodu VO. Řídicí bloky RM· RT obou větví MV. TV jsou obousměrně propojeny.

Vstupní sledovač SM s velkým vstupním odporem impedančně odděluje magnetický snímač MS od omezovače impuslních poruch OP. Obdobně je omezovač impulsních poruch OP impedančně oddělen od měřicích elektrod M, R diferenciálním zesilovačem AT· Vstupní signály z magnetického snímače MS jsou přiváděny do derivátoru DM a usměrňovače UM magnetické větve MV a z měřicích elektrod Μ, N do derivátoru DT a usměrňovače UT telurické větve TV. V derivátorech DM. DT se získají derivační hodnoty signálů a v usměrňovačích UM. UT jejich efektivní hodnoty. Signály s těmito hodnotami jsou přivedeny do komparátorů KM. KT jejichž okna sě středy tvořenými zemí jsou určena efektivními hodnotami signálů na rozsahových vstupech IR, Rl. Přesáhne-li derivační hodnota signálu na porovná- 4 239 550 vacích vstupech IP, PI velikost nastaveného okna některého z komparátorů KM. KT. vznikne na jeho výstupu a na jeho vstupu jednoho z řídicích obvodů RM, RT blokovací impuls. Vznikne-li na jednom z řídicích obvodů RM, RT blokovací impuls, sepnou se koncové spínače VM. VT a na výstupu obou větví MV. TV omezovače impulsních poruch OP bude po dobu trvání blokovacího impulsu nulový signál. Vyhodnovací obvod VO nebude vyhodnocovat žádné signály, nebol jsou irelevantní. Pokud žádný z komparátorů KM. KT neindikuje rušivý signál, pokud jeho derivační hodnota byla v rozsahu velikosti okna obou komparátorů KM. KT je na výstupech obou větví MV, TV stejný signál, jaký je na jejich vstupech. Zeslabovač ZT v telurické větvi TV zvyšuje dynamiku telurického kanálu, nezakresleno ve vyhodnovacím obvodu VO.

Zařízení pro magnetotelurické sondování podle vynálezu lze využít nejen při symetrickém uspořádaní měřicích elektrod Μ, N uve ném v příkladném zapojení, ale i při jejich nesymetrickém uspořádá ní, kdy vstupní signál jedné z měřicích elektrod Μ, N je přiváděn na zemnicí elektrodu P. V tom případě je diferenciální zesilovač AT zapojen jako sledovač.

Claims

PŘEDMĚT

VYNÁLEZU

239 550

Zařízení pro magnetotelurické sondování, sestávající z měřicích elektrod k měření elektrické složky magnetotelurickěho pole, z magnetického snímače k měření jeho magnetických variací a z vyhodnovacího obvodu s telurickým vstupem a magnetickým vstupem, vyznačené tím, že před vyhodnovacím obvodem (VO) je zařazen omezovač impulsních poruch (OP) s magnetickou větví (MV), jejíž vstupní, sledovač (SM), s magnetickým snímačem na vstupu, je zapojen přes prvý koncový spínač (VM) na magnetický vstup (MI) vyhodnovacího obvodu (VO) a s telurickou větví (TV), jejíž diferenciální zesilovač (AT), s měřicími elektrodami (Μ, N) na vstupu, je zapojen postupně přes zeslabovač (ZT) a druhý koncový spínač (VT) na telurický vstup (TI) vyhodnovacího obvodu (VO), přitom vstupní sledovač (SM) i diferenciální zesilovač (AT) je v každé větvi (MV, TV) samostatně zapojen přes derivátor (DM, DT) na porovnávací vstup (IP, PI) a přes usměrňovač (UM, UT) na rozsahový vstup (IR, RI) komparátoru (KM, KT), jehož nominální vstup (IN, NI) je uzemněna výstup spojen s příslušným koncovým spínačem (VM, VT) přes jeden ze samostatných řídicích obvodů (RM, RT), obousměrně propojených.