FI60450C - SAETT ATT DETECTOR LED MATERIAL - Google Patents

SAETT ATT DETECTOR LED MATERIAL Download PDF

Info

Publication number
FI60450C
FI60450C FI301174A FI301174A FI60450C FI 60450 C FI60450 C FI 60450C FI 301174 A FI301174 A FI 301174A FI 301174 A FI301174 A FI 301174A FI 60450 C FI60450 C FI 60450C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
primary
electromagnetic
frequency
field
primary field
Prior art date
Application number
FI301174A
Other languages
Finnish (fi)
Other versions
FI60450B (en
FI301174A (en
Inventor
Anthony Rene Barringer
Original Assignee
Barringer Research Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Barringer Research Ltd filed Critical Barringer Research Ltd
Priority to FI301174A priority Critical patent/FI60450C/en
Publication of FI301174A publication Critical patent/FI301174A/fi
Publication of FI60450B publication Critical patent/FI60450B/en
Application granted granted Critical
Publication of FI60450C publication Critical patent/FI60450C/en

Links

Landscapes

  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Description

EÄSr^l [B1 (11)KUULUTUSjULKAISU ^n/rnEÄSr ^ 1 [B1 (11) ANNOUNCEMENT ^ n / rn

Jfä&A l J < ' UTLAGGNiNGSSKRIFT O U 4 0 0 C Patentti ojronnetty 11 01 1932Jfä & A l J <'UTLAGGNiNGSSKRIFT O U 4 0 0 C Patent granted 11 01 1932

Patent seddelat ^ (51) Kv.ik.3/Int.ci.3 G 01 V 3/12, 3/38 SUOM I —Fl N LAN D (21) Putunttlhtkumu* — Pituntanrfknlni 3011/71 (22) Hakumlspllv· — An*eknlng*d«g 15.10.7l ' (23) Alkupilvi—Glltighetsdag 15.10.7^ (41) Tullut |ulklMksl — Bllvlt offantllg 16.0U J6Patent seddelat ^ (51) Kv.ik.3 / Int.ci.3 G 01 V 3/12, 3/38 SUOM I —Fl N LAN D (21) Putunttlhtkumu * - Pituntanrfknlni 3011/71 (22) Hakumlspllv · - An * eknlng * d «g 15.10.7l '(23) Primary Cloud — Glltighetsdag 15.10.7 ^ (41) Tullut | ulklMksl - Bllvlt offantllg 16.0U J6

Patentti- ia rekisterihallitus .... ...... ,__, ......National Board of Patents and Registration .... ......, __, ......

' (44) Nihtivlktlpuion |i kuuL|ulkaltun pvm. —'(44) Date of leak in the Nihtivlktlpuion | -

Patent- och regUterstyrelsen AnsOkan utlagd och utl.skrifMn publkerad 30.09.81 (32)(33)(31) Pyydetty Muoikeu*—Bvjlrd prloritet (71) Barringer Research Limited, 30U Carlingview Drive, Rexdale, Ontario,Patent and Regulatory Authority AnsOkan utlagd och utl.skrifMn published 30.09.81 (32) (33) (31) Requested Muoikeu * —Bvjlrd prloritet (71) Barringer Research Limited, 30U Carlingview Drive, Rexdale, Ontario,

Kanada(CA) (72) Anthony Rene Barringer, Willowdale, Ontario, Kanada(CA) (7*0 Leitzinger Oy (5*0 Menetelmä johtavien aineiden havaitsemiseksi - Sätt att detektera ledande material Tämä keksintö kohdistuu menetelmään johtavien ainesten havaitsemiseksi jollakin alueella erityisesti geofyysisen malminetsinnän suorittamiseksi ja metallien, miinojen ja aseiden havaitsemiseksi, jossa kehitetään primäärinen sähkömagneettikenttä ja ohjataan mainittu pri-määrikenttä kohti kyseistä aluetta, jolloin primäärikentän määrää tunnetun taajuinen ja tunnetulla vaiheyhdistelmällä varustettu ajallisesti muuttuva aaltomuoto, jolloin kenttä sisältää useita tajuus-komponentteja, jotka mahdollistavat alueella olevan johtavan kappaleen tunnistamisen ja jolloin primäärikenttä aiheuttaa pvörrevirto-jen indusoitumisen mainitulla alueella läsnäolevaan johtavaan kappaleeseen, jonka primäärikenttä leikkaa ja jolloin pyörrevirrat aiheuttavat sekundääristen sähkömagneettikenttien muodostumisen, ja jossa menetelmässä sähkömagneettiset signaalit vastaanotetaan primäärisen sähkömagneettikentän läheisyydessä, joiden vastaanotettujen signaalien ensimmäinen osa käsittää mainituilta alueilta lähtevät signaalit, jotka vaiheeltaan ja amplitudiltaan vastaavat mainittujen sekundääristen sähkömagneettikenttien kutakin taajuuskomponenttia ja toinen osa johtuu suorasta kytkennästä mainittuun primääriseen sähkömag-neettikenttään.This invention relates to a method for the detection of conductive materials in a region, in particular in geophysical fields. to conduct mineral exploration and detect metals, mines and weapons by generating a primary electromagnetic field and directing said primary field towards that region, the primary field being determined by a time-varying waveform of known frequency and phase combination, the field containing a plurality of frequency components identification of the body, wherein the primary field causes induction of eddy currents in a conductive body present in said region which is intersected by the primary field and wherein the eddy currents cause the formation of secondary electromagnetic fields, and in which method the electromagnetic signals are received in the vicinity of a primary electromagnetic field, the first part of the received signals comprising signals from said regions corresponding in phase and amplitude to each frequency component of said secondary electromagnetic fields and the second part due to direct coupling to said primary electromagnetic field.

2 604502 60450

Arvokkaiden mineraaliesiintymien monet luokat sisältävät riittävän sulfidimalmien pitoisuuden niiden tulemiseksi voimakkaasti johtaviksi verrattuna ne sisäänsä sulkevaan kivilajiin. Monia vuosia geofysikaalisissa järjestelmissä on käytetty näiden esiintymien havaitsemiseksi sähkömagneettisia kenttiä, jotka on kehitetty vaihtovirtoja johtavilla lähetyskäämeillä, jotka vaihtovirrat indusoivat pyörre-virtoja maanalaisissa johtavissa aineissa. Nämä pyörrevirrat kehittävät sähkömagneettisia toisiokenttiä, jotka yhdistyvät indusoivan ensiökentän kanssa sähkömagneettisten resultanttikenttien aikaansaamiseksi. Nämä sähkömagneettiset resultanttikentät voidaan ilmaista sopivilla vastaanottokäämeillä ja niiden vaihetta ja magnitudia, mitä tulee ensiökenttään, voidaan tarkkailla jatkuvan ylikulun aikana tai ryhmästä ennalta määrättyjä asemia.Many classes of valuable mineral deposits contain a sufficient concentration of sulfide ores to become highly conductive compared to the rock type that encloses them. For many years, geophysical systems have used electromagnetic fields developed by alternating current conducting coils, which alternate currents induce eddy currents in underground conductive materials, to detect these occurrences. These eddy currents generate secondary electromagnetic fields that combine with the inducing primary field to produce electromagnetic resultant fields. These electromagnetic resultant fields can be expressed by suitable receiving coils and their phase and magnitude with respect to the primary field can be monitored during continuous override or from a group of predetermined positions.

Maanalaisten esiintymien havaitsemisongelma kasvaa oleellisesti, kun ne ovat yli noin 60 m:n syvyydellä ja kun niitä peittää johtava pääl-lyskerros. Tällainen päällyskerros voi olla glasiaalisen saviaineen muodossa, joka on tavallisesti varsin johtavaa johtuen saviosasten kyvystä kuljettaa varauksia. Lisäksi kuivilla alueilla päällyskerros voi tulla hyvin johtavaksi johtuen suolojen läsnäolosta, jotka ovat uuttuneet pintaan vaihtelevan sateen ja suurten haihtumismäärien yhdistettyjen vaikutusten johdosta. Kun sähkömagneettisia tutkimusjärjestelmiä käytetään johtavan päällyskerroksen läsnäollessa, voimakkaita pyörrevirtoja indusoidaan päällyskerrokseen, millä kehitetään toisiokenttiä, jotka pyrkivät peittämäään alla olevista mineraali-esiintymistä alkunsa saavat toisiokentät. Lisäksi johtava päällys-kerros pyrkii vaimentamaan sähkömagneettisten kenttien lähetystä ja vähentämään sähkömagneettisten geofysikaalisten tutkimusjärjestelmien tehokasta tunkeutumissyvyttä.The problem of detecting underground deposits increases substantially when they are at a depth of more than about 60 m and when they are covered by a conductive cover layer. Such a coating layer may be in the form of a glacial clay material, which is usually quite conductive due to the ability of the clay particles to carry charges. In addition, in dry areas, the topcoat can become very conductive due to the presence of salts that have been extracted on the surface due to the combined effects of varying rainfall and high evaporation rates. When electromagnetic research systems are used in the presence of a conductive cover layer, strong eddy currents are induced in the cover layer, thereby developing secondary fields that tend to mask the secondary fields originating from the mineral deposits below. In addition, the conductive cover layer tends to dampen the transmission of electromagnetic fields and reduce the effective penetration depth of electromagnetic geophysical survey systems.

Nykyään on käytössä kaksi päätyyppiä ilmassa tapahtuvia sähkömagneettisia tutkimusjärjestelmiä. Toisessa tyypissä käytetään lähetys-ja vastaanottokäämien jäykkää asennusta ja toisessa tyypissä ei-jäykkää sovitusta. "Jäykissä" järjestelmissä lähetys- ja vastaanotto-käämit on asennettu lentokoneen siipien kärkiin, keulaan tai perään tai pitkän jäykän puomin vastakkaisiin päihin, jota puomia hinataan helikopterin alapuolella. Kummassakin järjestelmässä käämit ovat harvoin enemmän kuin 25 m toisistaan erillään ja usein paljon vähemmän. Tällaisissa järjestelmissä on välttämätöntä parhaita tuloksia varten 60450 kannattaa käämejä hyvin suurella jäykkyvsasteella niin, ettei käämien väli- ja kulmamuutokset ylitä enempää kuin muutaman miljoonasosan. Tämä on käytännössä vaikea saavuttaa. Seurauksena yleensä on haluttua käyttää jäykkiä järjestelmiä tyynissä ilmaolosuhteissa.Today, there are two main types of airborne electromagnetic research systems in use. One type uses a rigid mounting of the transmit and receive windings and the other type uses a non-rigid fit. In "rigid" systems, the transmit and receive coils are mounted on the tips, bow or stern of the wings of an aircraft or on opposite ends of a long rigid boom which is towed below the helicopter. In both systems, the windings are rarely more than 25 m apart and often much less. In such systems, for best results, it is necessary for the 60450 to support the coils with a very high degree of stiffness so that the intermediate and angular changes of the coils do not exceed more than a few parts per million. This is difficult to achieve in practice. As a result, it is generally desirable to use rigid systems in calm air conditions.

Toisena pulmana useissa tavallisissa jäykissä järjestelmissä on se, että kun vastaanottokäämi on asennettu lentokoneen siivenkärkiin tai perään, lentokoneen metallikuoren pienet liikkeet aiheuttavat lisä-häiriöitä, koska tällaiset liikkeet pyrkivät muuttamaan lentokoneessa olevan lähettimen indusoimien pyörrevirtojen luonnetta. Lisäksi lentokoneen generaattoreista ja muista sähkövarusteista peräisin olevat hajamaavirrat aiheuttavat lentokoneessa lisähäiriöitä, joita joskus on vaikea poistaa.Another problem with many common rigid systems is that when the receiving coil is mounted on or behind the wingtips of an aircraft, small movements in the metal shell of the aircraft cause additional interference because such movements tend to change the nature of the eddy currents induced by the aircraft transmitter. In addition, stray currents from aircraft generators and other electrical equipment cause additional interference in the aircraft, which is sometimes difficult to eliminate.

Ei-jäykissä ilmassa tapahtuvissa sähkömagneettisissa järjestelmissä vastaanottokäämiä hinataan yleensä lentokoneen takana ei-metalli-sessa virtaviivaisessa aerodynaamisessa säiliössä tai "linnussa", joka tyypillisesti on yhdistetty lentokoneeseen ainakin noin 50 m pitkällä hinauskaapelilla. Tämän sovitelman etuna on se, että se poistaa linnun lentokoneen välittömästä läheisyydestä ja siten eliminoi eräät edellä mainitut häiriölähteet. Kuitenkin kun hinattu vastaanttokäämi tai -käämit jatkuvasti muuttavat kytkentäänsä ensiökentän kanssa, on välttämätöntä eliminoida ensiökenttä esimerkiksi ilmaisemalla ainoastaan ne toisiokentät, jotka ovat tarkalleen vaiheen neljäsosan vaihe-erossa, ts. 90° pois vaiheesta ensiökentän suhteen. Kuitenkin tällaisten neljäsosajärjestelmien eräänä epäkohtana on se, että paljon toisiokenttää jää käytöstä pois, koska se on vaiheessa ensiökentän kanssa. Lisäksi neljäsosajärjestelmäs-tä saatujen tiedotusten verraten rajoitettu määrä ei salli alla olevan maaston kompleksista johtavuusanalyysiä.In non-rigid airborne electromagnetic systems, the receiving windings are generally towed behind the aircraft in a non-metallic streamlined aerodynamic tank or "bird" typically connected to the aircraft by a tow cable at least about 50 m long. The advantage of this arrangement is that it removes the bird from the immediate vicinity of the aircraft and thus eliminates some of the above-mentioned sources of interference. However, when the towed receiving coil or coils continuously change their connection with the primary field, it is necessary to eliminate the primary field, for example, by expressing only those secondary fields that are exactly one-quarter phase difference, i.e. 90 ° out of phase with the primary field. However, one disadvantage of such quadrant systems is that a large number of secondary fields are out of order because it is in phase with the primary field. In addition, the relatively limited amount of information received from the Quarter System does not allow for a complex conductivity analysis of the terrain below.

Toisena tekniikkaana ensiökentän suhteen muuttuvan kytkennän vaikutusten poistamiseksi on käyttää sarjaa suurtehoisia sysäyksiä ja ilmaista lyhytaikainen toisiokenttä, joka seuraa jokaista sykäystä. Näin saavutetaan aikaerotus ensiö- ja toisiokenttien välille. Tämä sovitelma on tunnettu lyhytaikaisen indusoituneen sykäyksen tekniikkana. Tämän tekniikan pääepäkohtana on se, että toisiokentän 60450 hyvin suuri osa jää käytöstä pois, koska se on kehitetty ensiösy-käyksen jakson aikana. Seurauksena on välttämätöntä käyttää hyvin paljon suuritehoisempaa lähetintä kuin mitä tyypillisesti käytetään muissa järjestelmissä sen tosiasian kompensoimiseksi, että suurin osa toisiokentästä jää käytöstä pois. Tämän tyyppinen järjestelmä on esitetty USA-patenttijulkaisussa 3.105.934.Another technique to eliminate the effects of variable coupling with respect to the primary field is to use a series of high-power pulses and express a short-term secondary field that follows each pulse. This achieves a time difference between the primary and secondary fields. This arrangement is known as the short-term induced pulse technique. The main point of this technique is that a very large part of the secondary field 60450 is obsolete because it was developed during the primary pulse period. As a result, it is necessary to use a very much more powerful transmitter than is typically used in other systems to compensate for the fact that most of the secondary field is out of order. A system of this type is disclosed in U.S. Patent 3,105,934.

Tämän keksinnön mukaan on yhdistetty sekä jäykkien että ei-jäykkien ilmassa toteutettavien sähkömagneettisten järjestelmien edut, jotta saavutettaisiin korkeat signaali/häiriösuhteet ja huomattava eroavuus johtavaan päällyskerrokseen nähden kompleksisissa johta-vuusolosuhteissa. Keksintö on sovellettavissa sekä jäykkiin että ei-jäykkiin ilmassa toteutettaviin sähkömagneettisiin muotoihin.According to the present invention, the advantages of both rigid and non-rigid airborne electromagnetic systems have been combined to achieve high signal-to-interference ratios and a significant difference from the conductive coating under complex conductivity conditions. The invention is applicable to both rigid and non-rigid airborne electromagnetic shapes.

Keksintö käyttää hyväksi induktiivista sähkömagneettista ensiökent-tää, jolla on kompleksinen aallon muoto, ts. aallon muoto käsittää useita taajuuksia, pyörrevirtojen indusoimiseksi johtavissa aineissa, jotka ovat kentän läheisyydessä, jotka taas vuorostaan tulevat toistosäteilemään sähkömagneettisia toisiokenttiä. Näillä sähkömagneettisilla toisiokentillä tulee olemaan aallon muoto, joka on vääristynyt vastaavaan ensiökentän aallon muotoon nähden määrässä, joka riippuu malmion tai johtavan aineen koosta, muodosta, johtavuudesta, polarisoitavuudesta ja permeabiliteetista. Tällainen vääristymä johtuu siitä tosiasiasta, että kompleksinen aallon muoto sisältää useita taajuuskomponentteja, joista kaikkia toistosäteillään (seurauksena pyörrevirroista) erilaisilla suhteellisilla amplitudeilla ja vaihesiirroilla primääriseen aallon muotoon nähden. Toisiokentän amplitudin ja vaihesiirron jokaiselle taajuuskomponentille määrää johtavan aineen ominaispiirteet. Lisäksi päällyskerroksella ja mi-neraaliesiintymillä on yleensä tietyt erikseen identifioitavat vastausten ryhmät, jotka voidaan laajalti luokitella ja erottaa toisistaan.The invention utilizes an inductive primary electromagnetic field having a complex waveform, i.e., the waveform comprises multiple frequencies, to induce eddy currents in conductive materials in the vicinity of the field, which in turn will repeatedly radiate electromagnetic secondary fields. These electromagnetic secondary fields will have a waveform that is distorted relative to the corresponding primary field waveform by an amount that depends on the size, shape, conductivity, polarizability, and permeability of the ore or conductive material. Such a distortion is due to the fact that the complex waveform contains several frequency components, all of which have different repetitions (as a result of eddy currents) with different relative amplitudes and phase shifts with respect to the primary waveform. The amplitude and phase shift of the secondary field for each frequency component is determined by the characteristics of the conductive substance. In addition, the overlay layer and mineral deposits generally have certain separately identifiable groups of responses that can be broadly classified and distinguished from each other.

Tämän keksinnön mukaiselle, alueella olevan johtavan aineen havait-semistavalle on tunnusomaista se, että varastoidaan joukko referenssi- tai vertailusignaaleja, joille ovat ominaisia (i) mainitun pri-määrikentän ennalta määrätyt komponentit ja (ii) sekundäärikenttien ennalta määrätyt komponentit, jotka lähtevät useista ennalta määrättyä tyyppiä olevista johtavista kappaleista, kun primäärikenttä 60450 leikkaa näitä kappaleita, jolloin vastaanotettujen sähkömagneetti-signaalien ensimmäisiä ja toisia osia verrataan varastoituihin re-ferenssiaaltomuotoihin ja ilmaistaan ne referenssiaaltomuodot, jotka vastaavasti antavat optimikorrelaation mainittujen vastaanotettujen signaalien yhteen tai useampaan valittuun komponenttiin.The detection of a conductive substance in the region of the present invention is characterized by storing a plurality of reference or reference signals characterized by (i) predetermined components of said primary field and (ii) predetermined components of secondary fields emanating from a plurality of predetermined of the type of conductive bodies when the primary field 60450 intersects these bodies, wherein the first and second portions of the received electromagnetic signals are compared to the stored reference waveforms and the reference waveforms that provide optimal correlation to one or more selected components of said received signals are detected, respectively.

Tietokoneella varustettujen signaalien käsittelytekniikoita käytetään parhaiten vertailun saamiseksi vastaanotettujen signaalien aallon muotojen ja varastoitujen niiden vertailu-aallon muotojen välillä, jotka vastaavat tunnettuja geologisia rakenteita tai olosuhteita. Tämän keksinnön eräänä etuna järjestelmiin, esimerkiksi USA-pa-tenttijulkaisussa 3.105.934 esitettyyn lyhytaikaisen indusoituneen sykäyksen tekniikkaan nähden on se, että koko toisiokenttä voidaan haluttaessa analysoida, ts. kenttä, joka on vastaanotettu aikana, kun ensiökenttä toimii. Tämä keksintö aikaansaa itse asiassa myöskin haluttujen aallon muotojen kapeakaistaisen suodatuksen ja häi-riösignaaleiden, kuten vastaanottokäämissä esiintyvän temisen häiriön, vastaanottimessa olevat mikroäänet, läheisen ja etäisen ukonilman aiheuttaman sfeerisen interferenssin jne. poistamisen.Computer-aided signal processing techniques are best used to obtain a comparison between the waveforms of the received signals and the stored waveforms of the reference corresponding to known geological structures or conditions. One advantage of the present invention over systems, e.g., the short-term induced pulse technique disclosed in U.S. Patent No. 3,105,934, is that the entire secondary field can be analyzed if desired, i.e., the field received while the primary field is operating. In fact, the present invention also provides narrowband filtering of the desired waveforms and the elimination of spherical interference caused by near and far thunderstorms, etc., by interference signals such as thematic interference in the receiving coil, microwaves in the receiver.

Piirustuksissa:In the drawings:

Kuvio 1 esittää kaavioll.isesti tutkimuslentokonetta, joka kuljettaa lähetys- ja vastaanottolaitetta.Figure 1 schematically shows a research aircraft carrying a transmitting and receiving device.

Kuviot 2-10 ja 12-15 esittävät graafisia kuvia, havainnollistaen seuraavas-sa viitattuja aallon muotoja.Figures 2-10 and 12-15 show graphical illustrations, illustrating the waveforms referred to below.

Kuvio 11 esittää keksinnön erään edullisen sovellutusmuodon pääosien lohkokaaviota.Figure 11 shows a block diagram of the main parts of a preferred embodiment of the invention.

Keksintöä selitetään viitaten ensiökentän käyttöön, jonka ensiöken-tän määrää nopeasti pyyhkäisevä jaksottainen taajuusmoduloitu signaali, esimerkiksi signaali, jonka taajuus vaihtelee jatkuvasti välillä 165 Hz - 5280 Hz, jolloin toistonopeus on noin 80 Hz. Tällainen signaali voidaan kehittää sarjalla kondensaattoreita, jotka peräkkäin kytketään värähtelypiiriin nopeasti pyyhkäisevän taajuusmodu-loidun signaalin aikaansaamiseksi. Piityristorit ovat erittäin sopi- 6 60450 via kondensaattoreiden kytkemiseen virran nollaanmenokohdissa ja pystyvät käsittelemään erittäin suuria tehoja.The invention will be explained with reference to the use of a primary field, the primary field of which is determined by a fast-scanning periodic frequency modulated signal, for example a signal whose frequency varies continuously between 165 Hz and 5280 Hz, with a repetition rate of about 80 Hz. Such a signal can be generated by a series of capacitors that are sequentially coupled to the oscillation circuit to provide a fast sweep frequency modulated signal. Silicon resistors are very suitable for connecting capacitors at zero current consumption points and are capable of handling very high powers.

Viitaten piirustuksiin sähkömagneettinen ensiökenttä, jonka aallon muoto on esitetty kuviossa 2, kehitetään johtamalla lähettimen 14 kehittämä virta monikerroksisen kehäantennin 10 läpi, joka on asennettu lentokoneeseen 11 tai muuhun kulkuneuvoon. Lähettimen 14 syöttämän tehon pitäisi olla ainakin noin yksi kilowatti. Ensiökenttä ja alla olevassa maastossa olevista johtavista aineista heijastuneet toisiokentät vastaanotetaan yhteen tai useampaan vastaanottokäämiin 15, joita hinataan rivoista tehdyssä torpedon muotoisessa lentävässä välineessä, jota jäljempänä nimitetään linnuksi ja joka on merkitty kuviossa 1 viitenumerolla 12. Haluttaessa lintu voi olla varustettu pienillä siivillä aikaansaamaan sen jonkin verran kohoamisen tavalliseen hinausasemaan lentokoneen takana, jossa asemassa se ei tartu puihin, kun lennetään matalilla korkeuksilla. On tavallista sijoittaa vastaanottokäämit suorakulmaisesti toisiinsa nähden, yhden käämin ollessa maksimikytkennässä kehäantennin 10 kehittämän ensiö-kentän kanssa. Vastaanottokäämit on kytketty esivahvistimiin, joiden lähtöteho siirretään lentokoneessa 11 olevaan singaalin käsittelylaitteeseen hinauskaapelissa 13 olevia sähköjohtoja pitkin.Referring to the drawings, a primary electromagnetic field, the waveform of which is shown in Figure 2, is generated by conducting a current generated by the transmitter 14 through a multilayer circumferential antenna 10 mounted on an aircraft 11 or other vehicle. The power supplied by the transmitter 14 should be at least about one kilowatt. The primary field and the secondary fields reflected from the conductive materials in the terrain below are received in one or more receiving coils 15 towed by a ribbed torpedo-shaped flying vehicle, hereinafter referred to as a bird, indicated at 12 in Figure 1. If desired, the bird may be provided with small wings. ascent to a normal towing position at the rear of the airplane, where it does not catch on trees when flying at low altitudes. It is common to place the receiving windings at right angles to each other, with one winding in maximum coupling with the primary field generated by the circumferential antenna 10. The receiving windings are connected to preamplifiers, the output power of which is transferred to the signal handling device in the aircraft 11 via the electrical wires in the tow cable 13.

Ensiökenttä ilmaistaan vastaanottokäämillä 15 derivaattansa muodossa, koska käämi 15 on herkkä magneettisen vuon muutoksen asteelle. En-siökentän vastaanotettu aallon muoto on esitetty kuviossa 3. Johtavan aineen, esimerkiksi maanalaisen malmion, läsnäollessa toisioken-tän, jonka kehittää tällainen johtava aine, vastaanotettu aallon muoto on vääristynyt kuviossa 4 esitetyllä tavalla. Aallon muodon nollakohtien asemat ovat siirtyneet ja aallon muodon alhaisten ja korkeiden taajuuskomponenttien suhteelliset amplitudit ovat muuttuneet vastaanotetussa signaalissa verrattuna ensiökenttään.The primary field is expressed by the receiving coil 15 in the form of its derivative, because the coil 15 is sensitive to the degree of change in the magnetic flux. The received waveform of the primary field is shown in Figure 3. In the presence of a conductive substance, for example an underground ore, the received waveform of the secondary field generated by such a conductive substance is distorted as shown in Figure 4. The positions of the waveform zero points have shifted and the relative amplitudes of the low and high frequency components of the waveform have changed in the received signal compared to the primary field.

Eräs sopiva tapa kuvata tyypillisen johtavan aineen vastausta on ilmaista sen johtavuuspaksuustulo. Näin vastaus on aineen, jossa pyörrevirta virtaa, absoluuttisen johtavuuden funktio kerrottuna pyörrevirran sisältävän johtavan kerroksen paksuudella. Tämä tarkoittaa sitä tosiasiaa, että maassa olevien luonnontilassa esiintyvien johtavien aineiden tai muodostumien suurella määrällä on levymäinen muoto.One suitable way to describe the response of a typical conductive substance is to express its conductivity thickness product. Thus, the answer is a function of the absolute conductivity of the substance in which the eddy current flows multiplied by the thickness of the conductive layer containing the eddy current. This means the fact that a large number of naturally occurring conductive substances or formations in the ground have a plate-like shape.

7 604507 60450

Toisiokenttävasteet, jotka on herätetty pyyhkäisevällä taajuusaallon muodolla johtavien kerrosten sarjassa, joiden johta-vuus-paksuustulot 1.6,3.2,6.4, 12.8,25.6 ja 51.2 siemensiä on esitetty vastaavasti kuvioissa 4-9. On huomattava kuviossa 4, jossa johta-vuus-paksuustulo on alhaisin, että esiintyy pientaajuisen komponentin huomattava vaimeneminen verrattuna suurtaajuuskomponenttiin. Myöskin esiintyy nollakohtien vaihesiirtymät kaikilla taajuuksilla. Kuvioiden 8 ja 9 mukaan alueen suuren johtavuus-paksuustulon päässä on toisiokentän amplitudin vääristyminen hyvin pieni korkeiden ja matalien taajuuskomponenttien välisiin eroihin nähden ja nollakohtienvaihesiirtymät rajoittuvat alimpiin taajuuskomponent-teihin.Secondary field responses excited by a scanning frequency waveform in a series of conductive layers with conductivity-thickness inputs of 1.6,3.2,6.4, 12.8, 25.6, and 51.2 The seeds are shown in Figures 4-9, respectively. It should be noted in Figure 4, where the conductivity-thickness input is the lowest, that there is a considerable attenuation of the low frequency component compared to the high frequency component. There are also zero phase shifts at all frequencies. According to Figures 8 and 9, at the end of the high conductivity-thickness input, the distortion of the secondary field amplitude is very small with respect to the differences between the high and low frequency components, and the zero phase shifts are limited to the lowest frequency components.

Suhteellisen suuren johtavuus-paksuustulon omaavan aineen, sellaisen kuin malmion, jonka johtavuus-paksuustulo on esimerkiksi 12.8 siemensiä ja joka on johtavan päällyskerroksen alla, jonka johta-vuus-paksuustulo on pienempi (esim. 1,6 sianensiä) yhdistetty toisiokentän vastaus ilmenee kuviosta 10.For a material with a relatively high conductivity-thickness input, such as an ore having a conductivity-thickness input of, for example, 12.8 Seeds and below a conductive cover layer with a lower conductivity-thickness input (e.g., 1.6 sianens), the combined secondary field response is shown in Figure 10.

On huomattava, että jokaisen johtavuus-paksuustulon aallon muodoilla on selvästi erilaiset ominaispiirteet ja yhdistetyn aallon muodon kuva, joka esittää malmiota päällyskerroksen alapuolella, on myös erilainen kuin pelkän johtavan päällyskerroksen vastaus. Keksinnön mukaisessa signaalien kehitysjärjestelmässä on useita lähtökanavia, jotka vastaavasti osoittavat vastaanotetun signaalin ja useiden varastoitujen signaaleiden välisen vastaavuussuhteen olemassaolon, jotka signaalit ovat tyypillisiä useille erilaisille päällyskerroksen ja malmion johtavuus-paksuustuloille. Kun malmio on johtavan päällyskerroksen alapuolella, ulostulo saadaan kahdesta kanavasta, joista toinen vastaa päällyskerroksen johtavuusominaispiirteitä ja toinen malmion johtavuusominaispiirteitä.It should be noted that the waveforms of each conductivity-thickness input have distinctly different characteristics, and the image of the combined waveform showing the ore below the cover layer is also different from the response of the conductive cover layer alone. The signal generation system of the invention has a plurality of output channels, respectively, indicating the existence of a correspondence between the received signal and a plurality of stored signals, which signals are typical of a variety of coating and ore conductivity thickness inputs. When the ore is below the conductive cover layer, the output is obtained from two channels, one corresponding to the conductivity characteristics of the cover layer and the other to the conductivity characteristics of the ore.

Keksinnön mukaisen signaalien kehitysjärjestelmän erään edullisen sovellutusmuodon lohkokaavio on esitetty kuviossa 11. Linnussa 12 olevalla vastaanottokäämillä 15 on suunniteltu olevan riittävä kaistanleveys uskollisesti seuraamaan ensiökentän aallon muotoa ja se on kytketty esivahvistimeen 16. Esivahvistimen 16 lähtöteho syötetään lentokoneessa olevaan analogia-digitaali-muuttajaan. 17 kaapelissa 13 olevia sähköjohtoja pitkin.A block diagram of a preferred embodiment of the signal generation system of the invention is shown in Figure 11. The receiving coil 15 in the bird 12 is designed to have sufficient bandwidth to faithfully follow the waveform of the primary field and is connected to a preamplifier 16. The output power of the preamplifier 16 is 17 along the electrical wires in the cable 13.

8 604508 60450

Analogia-digitaali-muuttaja 17 on kytketty ositusmuistivarastoon 19, joka synkronisesti osoittaa toistavasti aallon muodon ja varastoi sen digitaaliseen puskumuistiyksikköön 20. Puskumuistiyksik-kö 20 puretaan jaksottaisin välein, esimerkiksi kaksi kertaa scKunnissa ja on digitaalisesti liitetty yhteen pienen tietokoneen 21 kanssa, varastoitujen aallon muotojen, jotka ovat ominaisia tyypillisille päällyksen ja malmion vastauksille, ryhmää varten.The analog-to-digital converter 17 is connected to a partition memory store 19 which synchronously reproduces the waveform and stores it in a digital buffer memory unit 20. The buffer memory unit 20 is discharged at periodic intervals, e.g. twice in scKun and digitally connected to a small computer 21. which are characteristic of typical cladding and ore responses, for the group.

Tietokoneessa 21 käytetty menetelmä aikaansaa vertailu-aallon muotojen optimisovituksen yhdessä aallon ensiömuodon kanssa puskumuis-tiin 20 varastoituja, vastaanotettuja aallon muotoja varten. Johdonmukaisesti lasketaan vastaanotettujen aallon-muotojen keskiarvo jokaista vastaanottokäämiä varten noin 32 jaksosta niiden sanoma/ häiriösuhteen parantamiseksi. Sitten jokainen saatu aikakeskiarvoi-tettu aallon muoto esitetään matemaattisesti ensiöaallon muodon ja useiden vertailuaallon muotojen summana, jolloin ensiö- ja vertailu-aallon muotojen amplitudeja pidetään optimoitavina parametreinä. Sopiva optimointitapa on pienimmän neliösumman tapa, jossa vastaanotetun aallon muodon ja sen matemaattisen esityksen välisten erojen neliöiden summa tehdään mahdollisimman pieneksi aallon muodon kaikilla ordinaatoilla.The method used in computer 21 provides an optimal matching of the reference waveforms, together with the primary waveform, for the buffered 20 stored, received waveforms. Consistently, the average of the received waveforms is calculated for each of the receiving windings from about 32 cycles to improve their message / interference ratio. Each time-averaged waveform obtained is then represented mathematically as the sum of the primary waveform and the plurality of reference waveforms, with the amplitudes of the primary and reference waveforms being considered as optimizable parameters. A suitable optimization method is the least squares method, in which the sum of the squares of the differences between the received waveform and its mathematical representation is made as small as possible for all the ordinates of the waveform.

Lennon aikana linnun jatkuva värähtely keskiasemansa ympäri aikaansaa ensiökenttäamplitudin ajasta riippuvan vaihtelun jokaisessa vastaan-ottokäämissä. Linnun likkeen vaikutuksen kompensoiminen aikaansaadaan pitämällä ensiökentän amplitudia ajan lineaarisena funktiona samalla lisäten yksi pienimmän neliösumman optimoinnin aikana määrättävä lisäparametri.During flight, the continuous oscillation of the bird around its center position causes a time-dependent variation of the primary field amplitude in each receiving coil. Compensation for the effect of bird motion is achieved by keeping the amplitude of the primary field as a linear function of time while adding one additional parameter to be determined during the least squares optimization.

Eräissä lähetys- ja vastaanottokäämien tietyissä muodoissa maasta tuleva vastaus on aina positiivisesti kytketty yhteen vastaanottokäämeis-tä, jossa tapauksessa vertailu-aallon muotojen amplitudit on pakotettu positiivisiksi. Pakotusten epätasaisuuksien esiintyessä neliöiden summalla on useita paikallisia minimejä, joita arvostellaan so-pivuuskriteerion hyvyyden mukaan antamaan optimaalisen ratkaisun.In some forms of the transmission and reception windings, the response from the ground is always positively connected to one of the reception windings, in which case the amplitudes of the reference waveforms are forced to be positive. When constraint irregularities occur, the sum of squares has several local minima that are judged according to the goodness of the fit criterion to provide the optimal solution.

Muut tekijät, jotka on sisällytetty haluttuun optimointiskaalaan, ovat lentokoneen siivissä olevista pyörrevirroista vastaanottokää-meihin indusoituneen magneettisen kentän korjaus ja taajuudesta riippuva vaiheen siirto vertailuaaltomuodoissa syvällä olevia johtavia ai- 9 60450 neita varten, mikä johtuu johtavan päällyskerroksen vaikutuksesta.Other factors included in the desired optimization scale are the correction of the magnetic field induced from the eddy currents in the aircraft wings to the receiving coils and the frequency dependent phase shift in the reference waveforms for deep conductive materials due to the effect of the conductive coating.

Keksintö on selitetty sovellettuna pyyhkäisevän taajuustyyppiseen aallon muotoon mutta yleensä on suuri valikoima ensiö-aallon muotojen tyyppejä, joita voidaan käyttää. Vaaditaan, että ensiökentän aallon muoto on tunnettu ja ajan mukaan vaihteleva ja sen on sisällettävä taajuuskomponenttien riittävä määrä ja alue malmion identifioimisen mahdollistamista varten.The invention has been described as being applied to a scanning frequency type waveform but there is generally a wide variety of types of primary waveforms that can be used. It is required that the waveform of the primary field be known and vary over time and include a sufficient number and range of frequency components to enable ore identification.

Kun yleensä on toivottavinta käyttää ensiökenttää, jolla on jaksollinen ja toistuva aallon muoto, niin on myöskin mahdollista käyttää ensiökenttää, jolla on aallon muoto, joka on muodostunut "pseudo-satunnaisesta" kohinasta, jolla on taajuuskomponenttien sopiva alue. Tässä tapauksessa kehäantennin 10 lähettämän pseudosatunnai-sen kohinan kentän jaksottaisia aikanäytteitä muutetaan tietokoneessa 21 vertailu-aallon muotojen sarjojen saamiseksi, jotka edustavat johtavan aineen alueen vastausta. Näitä verrataan tietokoneessa 21 vastaanottimen ilmaisemaan pseudosatunnaissignaar;While it is generally most desirable to use a primary field having a periodic and repetitive waveform, it is also possible to use a primary field having a waveform formed of "pseudo-random" noise having a suitable range of frequency components. In this case, the periodic time samples of the pseudorandom noise field transmitted by the circumferential antenna 10 are modified in the computer 21 to obtain a series of reference waveforms representing the response of the conductive region. These are compared in computer 21 by a pseudo-random signal detected by the receiver;

Iin aallon muotoon tämän signaalin analysoimiseksi ensiö- ja toisio-kentän komponenteiksi, kuten pyyhkäisevän taajuus-aallon muodon yht^dessä on esitetty.Iin waveform for analyzing this signal into primary and secondary field components, as shown in conjunction with the scanning frequency waveform.

Ilmassa tapahtuvassa johtavien malmiesiintymien tutkimista varten suunnitellussa järjestelmässä ensiökentän taajuuksien käytännöllisinä rajoina ovat 100 - 10000 Hz. Kuitenkin järjestelmä voidaan soveltaa muihinkin erikoisiin geologisiin käyttöihin, kuten pinta-geologian johtavuuden kartoittamiseen, jossa voi olla toivottavaa nostaa ylätaajuus niinkin korkeaksi kuin 100 kilohertsiä. Maajär-jestelmässä malmin tutkimista varten taajuusrajat voivat olla edullisesti pienennetyt alapäässä ja joissakin tapauksissa niinkin pieniin taajuuksiin kuin 10 Hz.In a system designed for the study of conductive ore deposits in air, the practical limits of the frequencies in the primary field are 100 to 10,000 Hz. However, the system can be applied to other special geological applications, such as surface geology conductivity mapping, where it may be desirable to raise the upper frequency as high as 100 kilohertz. In a ground system for ore exploration, the frequency limits may be advantageously reduced at the lower end and in some cases to frequencies as low as 10 Hz.

Keksintö on esitetty sovellettuna vastaanotettuun koko aallon muotoon. Kuitenkin on mahdollista käytettäessä sykkivää ensiökenttää käyttää ainoastaan ensiösykäystä välittömästi seuraavan vastaanotetun signaalin transienttiosaa. Tämä poistaa hyvin laajan ensiö-aallon muodon ja tekee tehtävän vastaanotetun aallon muodon ja vertailu-aallon muodon vertaamisen saavuttamiseksi jonkin verran vähemmän kriittiseksi. Kuitenkin tämä keino pienentää signaali-häiriösuhdetta, sillä toisiokentän se osa, joka on ensiö-aallon muodon peittämä ei enää ole käytössä. Sykäys-aallon muotoihin, 10 60450 joita voidaan käyttää, käytettäessä vastaanotetun aallon muodon lyhytaikaista osaa, kuuluu puolisinisykäykset, sahahampaiset ja suorakulmaiset sykäykset sekä kaikki muun muotoiset sykäykset, joissa pääsignaalia seuraa äkkiä jakso, jona virranlähetyskehä-antennissa on joko nolla, pysyvä virta tai sillä on vakio muutosnopeus. Näissä kummassakin tapauksessa vastaanottokäämissä ilmaistulla differentioidulla aallon muodolla on nollamuuttumisnopeus jakson aikana, jota käytetään toisiokentän transienttiosien ilmaisemiseen.The invention has been shown to be applied to a received full waveform. However, when using a pulsating primary field, it is possible to use only the transient portion of the received signal immediately following the primary pulse. This eliminates a very broad primary waveform and makes the task of achieving a comparison of the received waveform and the reference waveform somewhat less critical. However, this means reduces the signal-to-noise ratio because the part of the secondary field covered by the primary waveform is no longer in use. Pulse waveforms that can be used with the short-term portion of the received waveform include half-blue pulses, sawtooth and rectangular pulses, and all other pulses in which the main signal is suddenly followed by a period in which it has either constant rate of change. In either case, the differentiated waveform expressed in the receiving winding has a zero rate of change during the period used to detect the transient portions of the secondary field.

Vaikka keksinnössä käytetyt vastaanottovälineet on esitetty kääminä, niin on selvää, että riittävän suurella herkkyydellä varustettua magnetometriä voidaan käyttää vaihtoehtona. Useimmat magnetometrit eivät ole tarpeeksi herkkiä tätä tarkoitusta varten, mutta kun alan taso kehittyy, niin kehitetään uusia magnetometrejä, joidenAlthough the receiving means used in the invention are shown as windings, it is clear that a magnetometer with a sufficiently high sensitivity can be used as an alternative. Most magnetometers are not sensitive enough for this purpose, but as the state of the art evolves, new magnetometers will be developed to

- Q- Q

herkkyys on 10 gaussin läheisyydessä 3a parempi.the sensitivity in the vicinity of 10 Gauss 3a is better.

Yhden ainoan vaakasuora-akselisen vastaanottokäämin käyttö on esitetty edellä. Kuitenkin on joitakin etuja käytettäessä kahta tai kolmea suorakulmaista vastaanottokäämiä, kuten USA-patenttijulkaisussa 3.105.934 on esitetty lisätiedon saamiseksi ilmaistun johtavan aineen geometriasta. Niinpä pysty johtava kerros voidaan helpommin erottaa kaltevasta kerroksesta käyttämällä vastaanotto-käämejä, joilla on pystyt ja vaakasuorat akselit ja vertaamalla tietokoneessa kahta ulostuloa varastoitujen merkkien signaalien pareihin .The use of a single horizontal axis receiving coil is described above. However, there are some advantages to using two or three rectangular receiving coils, as disclosed in U.S. Patent 3,105,934 for additional information on the geometry of the expressed conductive material. Thus, the vertical conductive layer can be more easily separated from the inclined layer by using receiving coils with vertical and horizontal axes and comparing the two outputs on the computer to pairs of signal signals stored.

Mitä kehäantenniin 10 tulee, on myöskin mahdollista käyttää pystyakselista lähetyskäämiä vaaka-akselisen käämin sijasta, joka on esitetty kuviossa 1. Tällainen käämi voi ympäröidä lentokonetta ja olla kiinnitetty keulaan, siivenkärkiin ja perään.With respect to the circumferential antenna 10, it is also possible to use vertical axis transmission coils instead of the horizontal axis winding shown in Figure 1. Such a coil may surround the aircraft and be attached to the bow, wingtips and stern.

Keksintö on esitetty digitaalisen tietokoneen sisältävänä vastaanotti-messa tapahtuvaa aallon muodon vertailua varten, ja on selvää, että tämä tietokone voidaan sijoittaa joko lentokoneeseen signaalien laskemisen suorittamiseksi välittömästi sen jälkeen, kun ne on vastaanotettu tai se voidaan sijoittaa maahan. Viimeksi mainitussa tapaukseessa vastaanotetut signaalit voidaan joko kaukomitata radiolinkillä maa-asemalle, jossa käsittely voidaan suorittaa tai ne voidaan ottaa nauhalle lentokoneessa myöhempää analyysiä varten. Sopiva nauhalle ottotapa on käyttää osittavaa ja synkronisesti integroitua 11 60450 puskuvarastoa, joka kokoaa ja keskiarvottaa paluusignaalit noin 1/4 sekunnin jaksojen aikana ja sitten purkaa varastoidut signaalit digitaaliseen magneettiseen nauhuriin. Tämä pienentää tarvittavaa nauha-määrää ja antaa dynaamisen laaja-alueisen ulostulon, joka on valmis käsiteltäväksi maan pinnalla käyttämällä esitettyä järjestelmää. Kuitenkin on mahdollista ottaa talteen raakasignaali käyttämällä nauhan taajuusmodulointitekniikkaa vastakohtana edellä mainitulle digitaaliselle integrointitävälle. Edellä olevassa selityksessä on viitattu lentokoneen käyttöön, mutta on selvää, että keksintö on samoin sovellettavissa maan pinnalla toteutettaviin järjestelmiin, joissa lähetyskehäantennia kannattaa maa-ajoneuvo tai se on asennettu maahan. Vastaanotettu! signaalin analyysi voidaan jälleen suorittaa heti tai signaali \ri.daan kaukomitata tai taltioida nauhalle keskusasemalla tapahtuvaa käsittelyä varten.The invention has been presented for the purpose of comparing a waveform in a receiver comprising a digital computer, and it is clear that this computer can be placed either on an aircraft to perform the calculation of signals immediately after they are received or it can be placed on the ground. In the latter case, the received signals can either be remotely measured by radio link to a ground station where processing can be performed or they can be recorded on a tape in an aircraft for later analysis. A suitable way to record on tape is to use a partitioned and synchronously integrated 11,60450 buffer pool that collects and averages the return signals over periods of about 1/4 second and then decompresses the stored signals into a digital magnetic recorder. This reduces the amount of tape required and provides a dynamic wide area output that is ready to be processed on the ground using the system shown. However, it is possible to recover the raw signal using the band frequency modulation technique as opposed to the digital integration method mentioned above. In the above description, reference has been made to the use of an aircraft, but it is clear that the invention is also applicable to ground-based systems in which the orbital antenna is supported by a land vehicle or is mounted on the ground. The received! the signal analysis can again be performed immediately or the signal can be remotely measured or recorded on tape for processing at a central station.

Keksinnön mukaisessa tavallisessa ilmassa tapahtuvassa sovellutuksessa suoritetaan yhdensuuntaisia ylilentoja tavallisesti 60 m:n läheisyydessä olevassa korkeudessa lentojen välin ollessa 300 m:n läheisyydessä. Profiilikarttoja valmistetaan eri lähtötehojen amplitudeista piirrettynä graafiseen muotoon lentoratoja pitkin. Tietojen piirtomenefelmät ilmassa tapahtuvan geofysikaalisen tutkimisen alalla ovat hyvin tunnetut.In the normal air application according to the invention, parallel overflights are performed, usually at an altitude in the vicinity of 60 m, with a flight distance in the vicinity of 300 m. Profile maps are produced from the amplitudes of different output powers drawn in graphical form along flight paths. Data drawing methods in the field of airborne geophysical research are well known.

Vaikka keksintö on selitetty viitaten digitaaliseen tietokoneeseen, on ymmärrettävää, että analogisia käsittelymenetelmiä voidaan käyttää sen sijasta. Kuitenkin digitaalinen käsittely on joustavampi taltioitavien vertailu-aallon muototyyppeihin nähden ja käytettävässä matemaattisessa analyysitekniikassa.Although the invention has been described with reference to a digital computer, it will be appreciated that analog processing methods may be used instead. However, digital processing is more flexible compared to the reference waveform types of the recorders and the mathematical analysis technique used.

Mitä tulee vertailu-aallon muotojen kehitykseen vertailutarkoituksia varten, on mahdollista saattaa vastaavuussuhteeseen vastaanotettu signaali aallon muotojen sarjoihin nähden, jotka edustavat johtavien kerrosten vastauksia. Pienet johtavuus-paksuustulot, jotka edustavat päällyskerrosta, voidaan verrata vaakasuorien johtavien kerrosten kanssa, kun taas suuremmat johta-vuus-paksuustulot, jotka edustavat johtavia sulfideja, voidaan muotoilla pystysuorien tai jyrkkäkaarteisten johtavien kerrosten vastauksiksi.With respect to the evolution of the reference waveforms for comparison purposes, it is possible to correlate the received signal with the sets of waveforms representing the responses of the conductive layers. Small conductivity-thickness inputs representing the top layer can be compared with horizontal conductive layers, while higher conductivity-thickness inputs representing conductive sulfides can be formed as responses to vertical or steeply curved conductive layers.

Suurempi kehittyneisyys voidaan saada järjestelmään ilmaisemalla 12 60450 johtavampien aineiden vastaukset pallomaisten tai litistyneiden soik-kopallojen vastauksella. Mallien valintaa voidaan vaihdella annetulla tutkimusalueella oletetun kohteen tyypin mukaan. Mitä täsmällisemmät aallon muodot, joita käytetään esittämään erilaisia olosuhteita, jotka on odotettu kohdattavaksi, sitä täydellisempää on erottaminen ja diskriminoiminen tietokonevertailussa ja optimaalisessa suodatuksessa.Greater sophistication can be obtained in the system by expressing the responses of 12,60450 more conductive substances with the response of spherical or flattened oval spheres. The choice of models can be varied in a given study area depending on the type of object assumed. The more precise the waveforms used to represent the different conditions that are expected to be encountered, the more complete the separation and discrimination in computer comparison and optimal filtering.

Siinä tapauksessa, kun johtavat malmiesiintymät ovat johtavan pääl-lyskerroksen alla, johtavan esiintymän vastauksen ominaispiirteiden modifikaatioita aiheuttaa vuorovaikutus johtavan päällyskerroksen kanssa.In the case where the conductive ore deposits are below the conductive cover layer, the modifications in the response characteristics of the conductive deposit are caused by the interaction with the conductive cover layer.

Taajuudesta riippuvan päällyskerroksen läpi kumpaankin suuntaan kulkevan signaalin etenemisen viivästymistä voidaan sallia tietokoneen ohjelmissa niin, että parempi ja tarkempi sopivuus saadaan maanalaisen malmiesiintymän vastaukseen nähden. Tämän tyyppinen käsittely on keksinnön eräs piirre, joka tekee mahdolliseksi johtavalla päällyskerroksellapaksulti peitetyn vaikeasti ilmaistavan mineraaliesiintymän erottamisen.Delays in the propagation of the signal passing through the frequency-dependent overburden in both directions can be allowed in computer programs so that a better and more accurate fit is obtained with respect to the response of the underground ore deposit. This type of treatment is a feature of the invention which makes it possible to separate a difficult-to-detect mineral deposit thickly covered with a conductive top layer.

Sopivien vertailu-aallon muotojen, jotka edustavat erillisiä johtavia olosuhteita tietokonevertailussa käytettäväksi, kehittäminen voidaan suorittaa matemaattisella muotoilulla tai kentän mittauksilla. Useissa tapauksissa matemaattisten mallien erät voidaan varastoida ja soveltaa erikoistilanteisiin vastausten kanssa, jotka on varastoitu kentässä tunnettujen kohteiden yläpuolella. Näin odotettaessa määrättyä luokkaa olevan malmiesiintymän uudelleen esiintymistä alueella tunnetun malmiesiintymän vastaus voidaan ensin taltioida ja käyttää vertailuarvona, johon verrataan saatuja signaaleja tutkimisohjelman aikana.The development of suitable reference waveforms representing separate conductive conditions for use in computer comparison can be accomplished by mathematical design or field measurements. In many cases, batches of mathematical models can be stored and applied to special situations with answers stored above known objects in the field. Thus, pending the re-occurrence of an ore deposit of a certain class in the area, the response of a known ore deposit can first be recorded and used as a reference value against which the signals obtained are compared during the research program.

Vaikka keksintö on selitetty toteuttamiseksi ensi sijassa mineraali-esiintymien ja sen tapaisten geofysikaalisen tutkimuksen yhteydessä, sillä on myös käyttöä metallinilmaisimena, miinanilmaisimena ja aseiden ilmaisimena. Lähetys- ja vastaanottokäämit voidaan asentaa jäykkään rinnakkaisasemaan ja käytetty taajuuspyyhkäisevä signaali peittää alueen 1.000 Hz - 20 kilohertsiä. Vastauksen luonteenomaiset piirteet voidaan analysoida samalla tavalla, mutta taajuusvaatimukset ovat paljon korkeammat johtuen ilmaistavien esineiden pienestä koosta. Pääeroavaisuus on rautaa ja ei-rautametallia olevien esinei- 13 604 50 den vastausten välillä ja vastausmerkit ovat myös hyvin paljon koon funktio. Sopivalla tietokoneella, joka vertaa merkkien muutosta, voidaan aikaansaada parempi erottaminen kuin aikaisemmilla yksitaa-juus- ja kaksoistaajuusmetallinilmaisinjärjestelmillä. Aallon muotojen esimerkkejä on esitetty kuvioissa 12-15.Although the invention has been described for implementation primarily in connection with geophysical surveys of mineral deposits and the like, it also has use as a metal detector, a mine detector and a weapons detector. The transmit and receive windings can be mounted in a rigid parallel station and the frequency sweep signal used covers the range of 1,000 Hz to 20 kilohertz. The characteristic features of the response can be analyzed in the same way, but the frequency requirements are much higher due to the small size of the objects to be detected. The main difference is between the responses of ferrous and non-ferrous metal objects, and the response marks are also very much a function of size. A suitable computer that compares the change in characters can provide better separation than previous single-frequency and dual-frequency metal detection systems. Examples of waveforms are shown in Figures 12-15.

Kuvio 12 esittää virta-aallon muotoa lähettimessä ja kuvio 13 esittää ensiökentästä tulevan jänniteaallon muotoa vastaanottimessa. Kuvio 14 esittää pienestä ei-rautametalliesineestä tulevaa toisiokentän aallon muotoa ja kuvio 15 esittää pienestä teräsesineestä tulevan aallon muotoa.Fig. 12 shows the shape of the current wave in the transmitter and Fig. 13 shows the shape of the voltage wave coming from the primary field at the receiver. Fig. 14 shows the waveform of the secondary field from a small non-ferrous metal object and Fig. 15 shows the waveform from a small steel object.

Claims (8)

14 6045014 60450 1. Menetelmä johtavien ainesten havaitsemiseksi jollakin alueella erityisesti geofyysisen malminetsinnän suorittamiseksi ja metallien, miinojen ja aseiden havaitsemiseksi, jossa kehitetään primäärinen sähkömagneettikenttä ja ohjataan mainittu primäärikenttä kohti kyseistä aluetta, jolloin primäärikentän määrää tunnetun taajuinen ja tunnetulla vaiheyhdistelmällä varustettu ajallisesti muuttuva aaltomuoto, jolloin kenttä sisältää useita taajuuskomponentteja, jotka mahdollistavat alueella olevan johtavan kappaleen tunnistamisen ja jolloin primäärikenttä aiheuttaa pyörrevirtojen indusoitumi-sen mainitulla alueella läsnä olevaan johtavaan kappaleeseen, jonka primäärikenttä leikkaa ja jolloin pyörrevirrat aiheuttavat sekundääristen sähkömagneettikenttien muodostumisen, ja jossa menetelmässä sähkömagneettiset signaalit vastaanotetaan primäärisen sähkömagneetti-kentän läheisyydessä, joiden vastaanotettujen signaalien ensimmäinen osa käsittää mainituilta alueilta lähtevät signaalit, jotka vaiheeltaan ja amplitudiltaan vastaavat mainittujen sekundääristen sähkömagneettikenttien kutakin taajuuskomponenttia ja toinen osa johtuu suorasta kytkennästä mainittuun primääriseen sähkömagneettikenttään, tunnettu siitä, että varastoidaan joukko referenssi- tai vertailusignaaleja, joille ovat ominaisia (i) mainitun primäärikentän ennalta määrätyt komponentit ja (ii) sekundäärikenttien ennalta määrätyt komponentit, jotka lähtevät useista ennalta määrättyä tyyppiä olevista johtavista kappaleista, kun primäärikenttä leikkaa näitä kappaleita, jolloin vastaanotettujen sähkömagneettisignaalien ensimmäisiä ja toisia osia verrataan varastoituihin referenssiaaltomuotoihin ja ilmaistaan ne referenssiaaltomuodot, jotka vastaavasti antavat optimikorrelaation mainittujen vastaanotettujen signaalien yhteen tai useampaan valittuun komponenttiin.A method for detecting conductive materials in an area, in particular for geophysical mineral exploration and for detecting metals, mines and weapons, generating a primary electromagnetic field and directing said primary field towards said area, the primary field being determined by a known frequency and a combination of phases. , which allow the identification of a conductive body in the region and wherein the primary field causes the induction of eddy currents in the conductive body present in said region, which is intersected by the primary field and the eddy currents cause secondary electromagnetic fields to form, and in which electromagnetic signals are received in the vicinity of the primary the part comprises signals from said areas which phase their frequency and amplitude correspond to each frequency component of said secondary electromagnetic fields and the second part is due to direct coupling to said primary electromagnetic field, characterized by storing a plurality of reference or reference signals characterized by (i) predetermined components of said primary field and (ii) predetermined components of said primary field; emanating from a plurality of conductive bodies of a predetermined type when the primary field intersects these bodies, the first and second portions of the received electromagnetic signals being compared with the stored reference waveforms and expressing those reference waveforms that provide an optimal correlation to one or more of said received signals. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen geosyfIkaalinen tutkimustapa, tunnettu siitä, että mainittuun vertailuvaiheeseen kuuluu peräkkäiset vaiheet jokaisen mainitun varastoidun vertailuaallon muodon vähentämiseksi mainituista vastaanotetuista signaaleista optimivertailun aikaansaamiseksi pienimmän neliösumman menetelmällä.A geosyphalic survey method according to claim 1, characterized in that said comparison step comprises successive steps of subtracting the shape of each said stored reference wave from said received signals to provide an optimal comparison by the least squares method. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen geofysikaalinen tutkimustapa, tunnettu siitä, että mainittu ensiökenttä aikaansaadaan nopeasti pyyhkäisevällä, jaksottaisesti taajuusmoduloidulla aallon muodolla. 15 604503.  A geophysical survey method according to claim 1, characterized in that said primary field is provided by a fast-scanning, periodically frequency-modulated waveform.  15 60450 4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen geofysikaalinen tutkimustapa, tunnettu siitä, että ensiökenttä sisältää alueella noin 165 - 5.300 Hz olevia taajuuksien komponentteja.A geophysical survey method according to claim 3, characterized in that the primary field contains frequency components in the range of about 165 to 5,300 Hz. 5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen geofysikaalinen tutkimustapa, tunnettu siitä, että ensiökenttä aikaansaadaan jaksottaisella aallon muodolla, jolla on noin 80 Hz:n toistotaajuus.A geophysical survey method according to claim 4, characterized in that the primary field is provided by a periodic waveform having a repetition frequency of about 80 Hz. 6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen geofysikaalinen tutkimustapa, tunnettu siitä, että kuljetetaan tutkittavan maa-alueen yli ja määrätään mainitulla maa-alueella paikat, joissa mainitut sähkömagneettiset signaalit vastaanotettiin.A geophysical survey method according to claim 1, characterized in that the locations where said electromagnetic signals were received are transported over the land area to be surveyed and in said land area. 1. Sätt att detektera ledande ämnen inom nägot omräde, särskilt för utförande av geofysisk malmletning och detektering av metaller, minor och vapen, i vilket ett primärt elektromagnetiskt fält alstras och nämnda primärfält riktas mot nämnda omräde, varvid primärfältet definieras av en i tiden varierande vägform med känd frekvens och känd fassammansättning, varvid fältet innehäller flere frekvenskom-ponenter, vilka möjliggör identifiering av en ledande kropp i omrä-det och varvid primärfältet förorsakar virvelströmmarnas indusering i en närvarande ledande kropp inom det omrädet, vilket skäres av primärfältet och varvid virvelströmmarna förorsakar uppkomsten av sekundärä elektromagnetiska fält vid vilket förfarande de elektro-magnetiska signalerna emottages i närheten av det primärä elektromagnetiska fältet, vilka mottagna signalers första del omfattar frän nämnda omräde utgäende signaler, vilkas fas och amplitud motsvarar varje frekvenskomponent hos de sekundärä elektromagnetiska fälten och en andra del, som härrör frän direkt koppling med det nämnda primära elektromagnetiska fältet, kännetecknat därav, att ett flertal referens- eller jämförelsesignaler lagras, för vilka specifikt är (i) förutbestämda komponenter av nämnda primärfält och (ii) förutbestämda komponenter av sekundärfältet, vilka utgär1. The provisions of this Regulation apply to the presence of faces, in particular the use of geophysical casting and the detection of metallic, minor and vapor, and to the presence of primary electromagnetic fields. with the frequency and the frequency of the connection, the colors of the internal frequency of the source, the brightness of the identification of the power supply and the color of the primary power supply of the power supply, the power supply of the power supply the second electromagnetic signal is used to indicate the electromagnetic signal strength of the electromagnetic signal, the signal to the electromagnetic signal, the signal to the electromagnetic signal to the electromagnetic signal is limited to the second frequency and, in the case of direct direct copying of these primary electromagnetic fields, the reference voltage, the reference reference or high-voltage signal set, for which the specific specification is (i) the secondary component of the primary component (s) vilka utgär
FI301174A 1974-10-15 1974-10-15 SAETT ATT DETECTOR LED MATERIAL FI60450C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI301174A FI60450C (en) 1974-10-15 1974-10-15 SAETT ATT DETECTOR LED MATERIAL

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI301174A FI60450C (en) 1974-10-15 1974-10-15 SAETT ATT DETECTOR LED MATERIAL
FI301174 1974-10-15

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI301174A FI301174A (en) 1976-04-16
FI60450B FI60450B (en) 1981-09-30
FI60450C true FI60450C (en) 1982-01-11

Family

ID=8507892

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI301174A FI60450C (en) 1974-10-15 1974-10-15 SAETT ATT DETECTOR LED MATERIAL

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI60450C (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI60450B (en) 1981-09-30
FI301174A (en) 1976-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Palacky et al. Airborne electromagnetic methods
US3950695A (en) Geophysical prospecting method utilizing correlation of received waveforms with stored reference waveforms
CN102096113B (en) Time-domain ground-air electromagnetic detection system and calibration method
US7002350B1 (en) Marine oil and gas exploration system using telluric currents as a natural electromagnatic energy source
US4628266A (en) Apparatus for direct airborne electromagnetic prospecting of hydrocarbon deposits.
CA2144546C (en) Method and apparatus for passively detecting the depth and location of a spatial or temporal anomaly
US20100026304A1 (en) Method and Apparatus for Analysing Geological Features
US5610523A (en) Method and apparatus of interrogating a volume of material beneath the ground including an airborne vehicle with a detector being synchronized with a generator in a ground loop
US4506225A (en) Method for remote measurement of anomalous complex variations of a predetermined electrical parameter in a target zone
US20110066379A1 (en) survey system for locating geophysical anomalies
CN111257951B (en) Ground-air short-offset electromagnetic detection system and multi-source emission signal separation method
US11624852B2 (en) Natural EM source airborne geophysical surveying system
US6870370B2 (en) Electromagnetic induction detection system
US3852659A (en) Geophysical prospecting method and apparatus utilizing correlation of received waveforms with stored reference waveforms
EP0532604B1 (en) Sub-audio magnetics instrument
US4629990A (en) Method and apparatus for correcting the relative motion of a transmitter and a receiver in airborne electromagnetic prospecting
FI60450C (en) SAETT ATT DETECTOR LED MATERIAL
CN111060980A (en) Distributed sea wave magnetic interference compensation method
AU2005297759A1 (en) Marine oil and gas exploration system
CA2531944A1 (en) Marine oil and gas exploration system
Lo et al. Field Tests of Geotech? s Airborne AFMAG EM System
Cattach et al. Sub-audio magnetics (SAM)–ground-based and HeliSAM FLEM trials at the forrestania EM test range
CA1161113A (en) Geophysical surveying method
RU2248016C1 (en) Geophysical electric prospecting method
TYOH et al. ELECTROMAGNETIC METHODS