NO119678B

NO119678B -

Info

Publication number: NO119678B
Application number: NO151810A
Authority: NO
Inventors: R Fariss; R Johnson; M Baizer; C Campbell
Original assignee: Monsanto Chemicals
Priority date: 1963-02-01
Filing date: 1964-01-31
Publication date: 1970-06-22
Also published as: GB1030051A; FR1415524A; DE1468306B2; NL6400836A; DE1468306A1; LU45327A1; BE643247A; US3193480A

Description

Fremgangsmåte og anordning for oppdagelse og undersøkelse av malmer og andre geologiske formasjoner m. m. Procedure and device for the discovery and investigation of ores and other geological formations, etc.

Foreliggende oppfinnelse går ut på en The present invention is based on a

forbedret fremgangsmåte og en anordning for induktiv elektromagnetisk prospekting dvs. oppdagelse og undersøkelse av malmer og andre geologiske formasjoner, samt andre under jordoverflaten værende metallgjenstander og lignende. improved method and a device for inductive electromagnetic prospecting, i.e. discovery and examination of ores and other geological formations, as well as other metal objects and the like located below the earth's surface.

Der finnes beskrevet et stort antall forskjellige metoder for induktiv elektromagnetisk prospektering, ved hvilke et magnetisk vekselfelt av audiofrekvens, primærfelt, utsendes fra en senderanordning, bestående av et solenoid som gjennom-strømmes av en vekselstrøm, eller en opp-hengt eller på marken utlagt kabel-løkke som er gjennomstrømmet av en veksel-strøm, eller en på marken utlagt rett kabel, som er gjennomstrømmet av vekselstrøm og som er jordet i begge ender. Primærfeltets kraftlinjer trenger ned i fjellgrunnen og danner hvirvelstrømmer i de elek-triske ledere f. eks. visse malmlegemer, som de derunder gjennomtrenger. Det magnetiske vekselfelt fra slike hvirvelstrømmer, sekundærfelt, har samme frekvens som primærfeltet, men kan være mere eller mindre faseforskjøvet i forhold til dette. Sekundærfeltet eller — feltene forårsaker lokale forstyrrelser i primærfeltet, hvilke kan oppdages og måles hvorved ledende legemer i fjellgrunnen kan lokaliseres. For slike målinger av såkalte anomalier f. eks. i reelle og/eller imaginære komponenter av feltet, anvendes ofte den såkalte kompen-satormetode, hvorunder den spenning, som av det totale felt, nemlig primær- og sekundærfeltet, induseres i et solenoid, såkalt mottager-ramme, sammenlignes med en referense-spenning som pr. kabel over-føres fra senderanordningen. Hvis der i en senderanordning anvendes et solenoid som ovenfor anført, en såkalt sender-ramme, kommer primærfeltets amplitude til å variere omvendt med tredje potens av avstanden fra senderrammen. For nøyaktig måling er det naturligvis særlig viktig at den innbyrdes orientering og avstand mellom sender-ramme og mottagerramme bestemmes med stor nøyaktighet, da f. eks. allerede en prosents feil i avstanden med-fører en feil av 3 % i amplituden av det oppmålte felt. Dette gjelder naturligvis såvel når senderramme som mottager-ramme flyttes langs en måleprofil, hvorunder man søker å holde konstant avstand mellom disse rammer, som når senderrammen ved detaljmålinger holdes stasjonær, mens mottager-rammens avstand til denne suk-sessivt endres. For de metoder som er foreslått for induktiv elektromagnetisk prospektering fra fly, har de nettopp nevnte forhold vært en vanskelig anstøtssten, for-di de innbyrdes orienterings- og avstandsendringer blir forholdsvis store mellom f. eks. en sender-ramme i et fly og en mottager-ramme som bugseres etter flyet. (En anordning med innbyrdes stivt festete sender- og mottager-rammer kan derunder ikke anvendes, idet avstanden mellom rammene isåfall blir altfor liten i forhold til den nødvendige flyhøyde, hvorved ledende legemer i fjellgrunnen ikke mere gir seg tilkjenne). For å overvinne disse vanskeligheter er blant annet foreslått den sam-tidige anvendelse av et system av flere inntil hverandre anbragte og stivt forbunne sender-rammer, som utsender flere frekvens-adskilte primærfelt, samt et tilsvarende system av flere inntil hverandre anbragte, stivt forbunne mottager-rammer, hvorunder den induserte spenning for hver og en av mottager-rammene registreres bare for en av frekvensene (separasjons-filter). Skjønt dette byr en mulighet for korreksjon av avstandsendringer, gjenstår hovedsakelig feilen som skriver seg fra endringer i den innbyrdes orientering mellom sender- og mottager-rammer. For å råde bot på dette har det vært foreslått å innføre meget kompliserte anordninger med «korreksjonsrammer», servostyring av sender- og mottager-rammer og til og med kontinuerlig «vugging» av en mottager-ramme til gjentatte innstillinger i en slik stilling, at primærfeltet ikke induserer noen spenning i rammen. There are described a large number of different methods for inductive electromagnetic prospecting, in which an alternating magnetic field of audio frequency, primary field, is emitted from a transmitter device, consisting of a solenoid through which an alternating current flows, or a cable suspended or laid out on the ground -loop through which an alternating current flows, or a straight cable laid out on the ground, which has an alternating current flowing through it and which is grounded at both ends. The power lines of the primary field penetrate into the bedrock and form eddy currents in the electrical conductors, e.g. certain bodies of ore, which those below penetrate. The alternating magnetic field from such eddy currents, the secondary field, has the same frequency as the primary field, but may be more or less phase-shifted in relation to this. The secondary field or fields cause local disturbances in the primary field, which can be detected and measured, whereby conductive bodies in the bedrock can be located. For such measurements of so-called anomalies, e.g. in real and/or imaginary components of the field, the so-called compensator method is often used, during which the voltage induced by the total field, namely the primary and secondary field, in a solenoid, so-called receiver frame, is compared with a reference voltage as per cable is transferred from the transmitter device. If a solenoid as stated above, a so-called transmitter frame, is used in a transmitter device, the amplitude of the primary field will vary inversely with the third power of the distance from the transmitter frame. For accurate measurement, it is of course particularly important that the mutual orientation and distance between transmitter frame and receiver frame is determined with great accuracy, as e.g. even an error of one percent in the distance leads to an error of 3% in the amplitude of the measured field. This naturally applies both when the transmitter frame and the receiver frame are moved along a measurement profile, during which one seeks to keep a constant distance between these frames, as when the transmitter frame is kept stationary during detailed measurements, while the receiver frame's distance to it is successively changed. For the methods proposed for inductive electromagnetic prospecting from aircraft, the conditions just mentioned have been a difficult stumbling block, because the mutual orientation and distance changes are relatively large between e.g. a transmitter frame in an aircraft and a receiver frame towed behind the aircraft. (A device with mutually rigidly attached transmitter and receiver frames cannot be used there, as the distance between the frames will in any case be far too small in relation to the required flight height, whereby conductive bodies in the mountain bed no longer make themselves known). In order to overcome these difficulties, the simultaneous use of a system of several side-by-side and rigidly connected transmitter frames, which emit several frequency-separated primary fields, as well as a corresponding system of several side-by-side, rigidly connected receivers has been proposed frames, during which the induced voltage for each of the receiver frames is recorded only for one of the frequencies (separation filter). Although this offers an opportunity for the correction of distance changes, the error mainly resulting from changes in the mutual orientation between transmitter and receiver frames remains. To remedy this, it has been proposed to introduce very complicated devices with "correction frames", servo control of transmitter and receiver frames and even continuous "cradling" of a receiver frame to repeated settings in such a position that the primary field does not induce any voltage in the frame.

Foreliggende oppfinnelse går ut på en forenklet og forbedret fremgangsmåte for induktiv elektromagnetisk prospektering, hvorved de foran nevnte vanskeligheter, som følge av ukontrollerbare endringer i den innbyrdes avstand og orientering mellom sender- og mottagerrammer overvin-nes, hvilke vanskeligheter særlig oppstår ved fly-prospektering. The present invention is based on a simplified and improved method for inductive electromagnetic prospecting, whereby the above-mentioned difficulties, as a result of uncontrollable changes in the mutual distance and orientation between transmitter and receiver frames, are overcome, which difficulties particularly arise in aerial prospecting.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er i første rekke karakterisert ved at man ved hjelp av en stasjonær eller bevegelig sender utsender et roterende magnetisk felt og ved hjelp av en eller flere mottagere, som flyttes over undersøkelsesom-rådet måler og/eller registrerer de i det roterende magnetisk felt innen undersøk-elsesområdet opptredende anomalier. Målingen og/eller registreringen av anomalier kan skje under mottagerens eller motta-gernes flytning over undersøkelsesområdet. Denne flytning kan skje langs en under-søkelsesprofil i et av en stasjonær sender fremkalt roterende magnetisk felt under suksessiv eller fortløpende endring av avstanden mellom senderen og mottageren resp. mottagerne. Målingen eller registreringen av anomalier i det roterende magnetiske felt kan også skje idet såvel senderen som mottageren resp. mottagerne, under bibehold av hovedsakelig uforandret avstand dem imellom forflyttes langs en undersøkelsesprofil med sendere og mottagere etter hverandre, hvorunder sendere og mottagere forflyttes f. eks. av bærere eller i terreng-gående transportmidler, i fartøyer eller i fly. Ifølge en annen utfør-else av fremgangsmåten utføres målingen og/eller registreringen idet senderen forflyttes over undersøkelsesområdet i en be-vegelsesretning, og mottageren resp. mottagerne samtidig forflyttes i en annen, med førstnevnte retning hovedsakelig parallell retning på en slik måte at senderen og mottageren herunder befinner seg på en linje tilnærmet vinkelrett på bevegelsesretningen. Under målingen og/ eller registreringen holdes ifølge oppfinnelsen en aksel i senderen, i hvis forleng-else det av senderen utsendte roterende elektromagnetiske felt er sirkulært polarisert, rettet mot mottageren resp. mottagerne. The method according to the invention is primarily characterized by using a stationary or mobile transmitter to emit a rotating magnetic field and using one or more receivers, which are moved over the survey area, to measure and/or record those in the rotating magnetic field anomalies occurring within the survey area. The measurement and/or registration of anomalies can take place during the movement of the recipient or recipients across the survey area. This movement can take place along a survey profile in one of the rotating magnetic fields produced by a stationary transmitter during successive or continuous changes of the distance between the transmitter and the receiver resp. the recipients. The measurement or registration of anomalies in the rotating magnetic field can also take place when both the transmitter and the receiver resp. the receivers, while maintaining an essentially unchanged distance between them, are moved along a survey profile with transmitters and receivers one after the other, during which transmitters and receivers are moved, e.g. by carriers or all-terrain means of transport, in vessels or in aircraft. According to another embodiment of the method, the measurement and/or registration is carried out while the transmitter is moved over the survey area in a direction of movement, and the receiver or the receivers are simultaneously moved in another direction, with the first-mentioned direction mainly parallel direction in such a way that the transmitter and the receiver below are located on a line approximately perpendicular to the direction of movement. During the measurement and/or recording, according to the invention, a shaft is held in the transmitter, in the extension of which the rotating electromagnetic field emitted by the transmitter is circularly polarized, directed towards the receiver or the recipients.

Oppfinnelsen gir mulighet for å opp-måle og/eller registrere blant annet følg-ende størrelser: 1. En ubalanse-spenning som fås fra en mottager, når feltets polarisasjon endres fra sirkulær til elliptisk. 2. Den deriverte med hensyn til tiden av en forandring i en ubalansespenning fra en mottager. 3. Fasevinkelen mellom to spenninger The invention makes it possible to measure and/or record, among other things, the following quantities: 1. An imbalance voltage obtained from a receiver, when the field's polarization changes from circular to elliptical. 2. The derivative with respect to the time of a change in an unbalance voltage from a receiver. 3. The phase angle between two voltages

i en mottager. in a receiver.

4. Den deriverte med hensyn til tiden 4. The derivative with respect to time

av fasevinkelvariasjonen i en mottager. of the phase angle variation in a receiver.

5. Spenningsforskjellen mellom to ubalansespenninger fra to forskjellige mottagere. 6. Den deriverte med hensyn til tiden av en spenningsforskjell mellom to ubalansespenninger fra to mottagere. 7. Fasevinkel-forskj ellen mellom to mottagere (fasevinkelens gradient over avstanden mellom mottagerne). 8. Den deriverte med hensyn til tiden av fasevinkelforskjellen mellom to mottagere. 5. The voltage difference between two unbalance voltages from two different receivers. 6. It derived with respect to the time of a voltage difference between two unbalance voltages from two receivers. 7. The phase angle difference between two receivers (the gradient of the phase angle over the distance between the receivers). 8. The derivative with respect to time of the phase angle difference between two receivers.

Med ubalansespenning skal herunder forstås den resulterende vektorielle spen-nings-forskjell mellom spenningene som frembringes i to mottagere når en elektrisk ledende geologisk formasjon passeres. Imbalance voltage shall hereunder be understood as the resulting vectorial voltage difference between the voltages produced in two receivers when an electrically conductive geological formation is passed.

En anordning for utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen karakteri-seres i første rekke av at senderen er innrettet til å utsende et roterende magnetisk felt, og at mottageren eller mottagerne er bestemt til å måle og/eller registrere anomalier i et roterende magnetisk felt. Mottageren eller mottagerne kan være innrettet til, uten å være elektrisk tilkoblet til senderen, å måle og/eller registrere anomalier i det av senderen frembragte roterende magnetiske felt. Senderen kan bestå av en magnetisk dipol, som er anordnet tiL å rotere om en mot dipolens magnetiske akse vinkelrett akse. Ifølge en annen ut-førelse kan senderen bestå av to rammer (solenoider) montert i rett vinkel til hverandre og over strømregulerings- og fase-dreiningsanordninger tilkoblet til en oscillator eller generator på en slik måte, at strømmene i rammene er faseforskjøvet 90° i forhold til hverandre, og slik at produktet av ampere-vinninger og overflate er like stor for begge rammer, eller slik at produktet av ampere-vinninger og overflate for den ene ramme er dobbelt så stor som samme produkt for den annen ramme. Mottageren eller mottagerne består hensiktsmessig av to rammer (solenoider) montert i rett vinkel til hverandre og tilkoblet til faseomdreiningsnett, hvormed spenninger, som er indusert av et sirkulært polarisert felt i rammene, kan Jiase-forskyves, slik at spenningene kan kom-pensere for hverandre. A device for carrying out the method according to the invention is characterized primarily by the fact that the transmitter is designed to emit a rotating magnetic field, and that the receiver or receivers are intended to measure and/or register anomalies in a rotating magnetic field. The receiver or receivers can be arranged to, without being electrically connected to the transmitter, measure and/or record anomalies in the rotating magnetic field produced by the transmitter. The transmitter can consist of a magnetic dipole, which is arranged to rotate about an axis perpendicular to the magnetic axis of the dipole. According to another embodiment, the transmitter can consist of two frames (solenoids) mounted at right angles to each other and over current regulation and phase rotation devices connected to an oscillator or generator in such a way that the currents in the frames are phase-shifted by 90° in relation to each other, and so that the product of ampere-gains and surface is equal for both frames, or so that the product of ampere-gains and surface for one frame is twice as large as the same product for the other frame. The receiver or receivers conveniently consist of two frames (solenoids) mounted at right angles to each other and connected to a phase rotation network, with which voltages, which are induced by a circularly polarized field in the frames, can be offset, so that the voltages can compensate for each other .

På vedlagte tegning viser fig. 1 og 2 et blokkskjema over en utførelsesform av en anordning for utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, hvor fig. 1 viser to mottagere og koblingene mellom disse, og fig. 2 viser en sender. Fig. 3 viser et vektor-diagram av i en mottager induserte spenninger. Fig. 4 viser skjematisk og sett ovenfra et fly, som bukserer to beholdere som inneholder mottagere, og fig. 5 viser skjematisk og sett ovenfra to fly, av hvilke det ene bærer en sender og det annet bærer en eller flere mottagere. The attached drawing shows fig. 1 and 2 a block diagram of an embodiment of a device for carrying out the method according to the invention, where fig. 1 shows two receivers and the connections between them, and fig. 2 shows a transmitter. Fig. 3 shows a vector diagram of voltages induced in a receiver. Fig. 4 shows a schematic and top view of an aircraft, which pants two containers containing receivers, and fig. 5 shows schematically and seen from above two aircraft, one of which carries a transmitter and the other carries one or more receivers.

På fig. 2 er 1 en oscillator, som leverer vekselstrøm f. eks. med en frekvens av 2 000 p/s, til en vertikal sender-ramme 2 og til en til denne vinkelrett horisontal sender-ramme 3, hvilke rammer er så like hverandre som mulig. Rammens 2 aksel y—y er vinkelrett mot rammens 3 aksel x—x og disse to aksler står vinkelrett til rammenes skjæringslinje z—z. Med 4 og 5 be-tegnes faseomdreiningsnettet, som fase-dreier strømmen slik at faseforskyvningen mellom strømmene i de to rammer blir 90°. Derved frembringes et roterende magnetisk felt, hvis rotasjonsakse er skjærings-linjen mellom de to rammers 2 og 3 plan. Hvis strømstyrken er like stor i begge rammer, blir tydeligvis det magnetiske felt i alle punkter på den nevnte akse, z-aksen på fig. 2, sirkulært polarisert, dvs. like sterkt i alle til z-aksen vinkelrette retninger fra et og samme punkt på aksen. I alle punkter på x-aksen på fig. 2 er det magnetiske felt derimot elliptisk polarisert, slik at dets horisontale vektor (feltkomponent fra sender-ramme 2) er dobbelt så stor som dets vertikale vektor (feltkomponent fra senderramme 3). Hvis strømstyrken i den vertikale ramme 2 gjøres halvt så stor som i den horisontale ramme 3, blir feltet sirkulært polarisert i alle punkter på x-aksen, dvs. like sterkt i alle retninger i planet gjennom x- og y-aksene. In fig. 2 is 1 an oscillator, which supplies alternating current e.g. with a frequency of 2,000 p/s, to a vertical transmitter frame 2 and to a perpendicular to this horizontal transmitter frame 3, which frames are as similar to each other as possible. The frame's 2 axis y—y is perpendicular to the frame's 3 axis x—x and these two axes are perpendicular to the frame's intersecting line z—z. 4 and 5 denote the phase reversal network, which phase-rotates the current so that the phase shift between the currents in the two frames is 90°. Thereby, a rotating magnetic field is produced, whose axis of rotation is the line of intersection between the 2 and 3 planes of the two frames. If the current strength is the same in both frames, the magnetic field at all points on the aforementioned axis, the z-axis in fig. 2, circularly polarized, i.e. equally strong in all directions perpendicular to the z-axis from one and the same point on the axis. At all points on the x-axis in fig. 2, on the other hand, the magnetic field is elliptically polarized, so that its horizontal vector (field component from transmitter frame 2) is twice as large as its vertical vector (field component from transmitter frame 3). If the current strength in the vertical frame 2 is made half as great as in the horizontal frame 3, the field is circularly polarized at all points on the x-axis, i.e. equally strong in all directions in the plane through the x- and y-axes.

I de to mottageranordninger som er vist på fig. 1 danner de to innbyrdes like mottager-rammer i hver anordning en rett vinkel med hverandre og er orientert ana-logt med senderrammene ifølge fig. 2, slik at de to mottager-anordningers vertikale rammer 6 og 7 med sine sentrumsakser (x-akser) peker mot senderanordningen, hvis x-akse er rettet mot mottagerne. In the two receiver devices shown in fig. 1, the two identical receiver frames in each device form a right angle with each other and are oriented analogously to the transmitter frames according to fig. 2, so that the vertical frames 6 and 7 of the two receiver devices with their center axes (x-axes) point towards the transmitter device, whose x-axis is directed towards the receivers.

De spenninger, som av et sirkulært polarisert felt induseres i f. eks. mottager-rammene 6 og 8, er like store og ligger 90° faseforskjøvet fra hverandre, hvilket er vist i vektordiagrammet, fig. 3, hvor 9 er den spenning, som induseres i den vertikale ramme 6, og 10 er den spenning som induseres i den horisontale ramme 8. Hvis en mottager-anordning f. eks. 6,8 dreies rundt en horisontal, til planet x—y vinkelrett akse, dvs. rundt z-akslen, oppnås ingen endring av fase- eller amplitudeverdien av de i mottageren induserte spenninger, da feltet jo er sirkulært polarisert. Dreining av mottageranordningen rundt den mot senderen rettete horisontale akse (x-aksen) eller rundt en vertikal akse (y-aksen) forminsker bare amplitudeverdien for spenningen i den horisontale ramme 8, resp. den vertikale ramme 6 med cosinus for dreiningsvinkelen, mens spenningens fasevinkel forblir uforandret. De spenninger som fås fra mottager-rammene 8 og 6 forsterkes i de to like oppbyggete forsterkere 11 og 12, hvoretter spenningene fase-dreies i faseomdreiningsnettet 13 og 14 slik at de kommer til å ligge i fase med hverandre. Ubalansespenningen mellom disse to spenninger blir på det nærmeste 0, og bestemmes av overhøringen «kretssusing» «crossfeed» etc. På fig. 3 er 15 og 16 vektor-ene for de spenninger som fås etter forsterkningen og faseforskyvningen. Når anordningen føres over en elektrisk ledende geologisk formasjon eller annen ledende gjenstand på eller under jorden, fås et sekundærfelt, som i et bestemt øyeblikk, i den vertikale ramme 6 induserer spenningen 17 og i den horisontale ramme 8 spenningen 18. Disse spenninger ligger i fase med eller er faseforskjøvet 180° fra hverandre, beroende på sekundærfeltets retning. Disse spenninger vil forsterkes i forsterkerne 12 og 11 og faseforskyves i faseomdreiningsnettet 14 og 13, hvilket er vist i vektordiagrammet, hvor 19 er den fase-forskjøvne spenning fra den horisontale ramme og 20 er tilsvarende spenning fra den vertikale ramme. Den ubalansespenning som derunder fås, svarer til vektoren 21. Amplitudeverdien av denne ubalanse-spenning oppmåles eller registreres kontinuerlig av en automatisk skriveanordning. Skriveorganets følsomhet er hensiktsmessig slik avpasset at det direkte registrerer verdien av ubalansespenningen i f. eks. prosent av den spenning fra rammene, som foreligger når elektrisk ledende, geologiske formasjoner ikke finnes i nærheten. The voltages induced by a circularly polarized field in e.g. the receiver frames 6 and 8 are the same size and are 90° out of phase from each other, which is shown in the vector diagram, fig. 3, where 9 is the voltage induced in the vertical frame 6, and 10 is the voltage induced in the horizontal frame 8. If a receiver device e.g. 6.8 is rotated around a horizontal axis perpendicular to the plane x—y, i.e. around the z axis, no change in the phase or amplitude value of the voltages induced in the receiver is achieved, as the field is circularly polarized. Turning the receiver device around the horizontal axis directed towards the transmitter (x-axis) or around a vertical axis (y-axis) only reduces the amplitude value of the voltage in the horizontal frame 8, resp. the vertical frame 6 with the cosine of the angle of rotation, while the phase angle of the voltage remains unchanged. The voltages obtained from the receiver frames 8 and 6 are amplified in the two similarly constructed amplifiers 11 and 12, after which the voltages are phase rotated in the phase rotation network 13 and 14 so that they come to be in phase with each other. The unbalance voltage between these two voltages is almost 0, and is determined by the crosstalk "circuit hissing" "crossfeed" etc. In fig. 3, 15 and 16 are the vectors for the voltages obtained after the amplification and the phase shift. When the device is passed over an electrically conductive geological formation or other conductive object on or under the earth, a secondary field is obtained, which at a certain moment, in the vertical frame 6 induces the voltage 17 and in the horizontal frame 8 the voltage 18. These voltages are in phase with or are phase shifted 180° from each other, depending on the direction of the secondary field. These voltages will be amplified in the amplifiers 12 and 11 and phase-shifted in the phase rotation network 14 and 13, which is shown in the vector diagram, where 19 is the phase-shifted voltage from the horizontal frame and 20 is the corresponding voltage from the vertical frame. The unbalance voltage obtained thereunder corresponds to the vector 21. The amplitude value of this unbalance voltage is continuously measured or recorded by an automatic recording device. The sensitivity of the writing device is suitably adjusted so that it directly registers the value of the unbalance voltage in e.g. percent of the voltage from the frames, which exists when electrically conductive, geological formations are not found nearby.

Ubalansespenningens 21 amplitude kommer, ved passering av et malm-legeme, til å variere relativt hurtig med tiden. I en annen automatisk skrive-anordning 23 registreres den deriverte med hensyn til tiden av forandring i ubalansespenningen. En stor fordel oppnås ved denne registrering, da det konstante forstyrrelsesnivå, som ikke helt kan elimineres, ikke kommer til å registreres. Videre vil langsomme endringer i sender- og mottager-rammenes innbyrdes stillinger ha liten innvirkning på måleresultatet. The amplitude of the unbalance voltage 21 will, when passing an ore body, vary relatively quickly with time. In another automatic writing device 23, the derivative with respect to the time of change in the unbalance voltage is recorded. A great advantage is achieved by this recording, as the constant disturbance level, which cannot be completely eliminated, will not be recorded. Furthermore, slow changes in the relative positions of the transmitter and receiver frames will have little effect on the measurement result.

Som tidligere nevnt ligger spenningene 15, 16 fra de to rammer 6 og 8 etter faseforskyvningen i fase med hverandre, uavhengig av denne mottagers retning, når senderen er rettet mot mottagerne på den ovenfor angitte måte. Når der opptrer et sekundærfelt, kommer de etter forsterk-ning av faseforskyvningen oppnådde spenninger 24 og 25 til å være faseforskjøvne fra hverandre. På fig. 1 er en måle- og registreringsanordning av kjent art, som bare måler eller registrerer fasevinkelen mellom de to spenninger 24 og 25, fig. 3. Registrering i denne anordning 26 oppnås derfor bare når mottageranordningen pas-serer en elektrisk ledende geologisk formasjon (f. eks. malmlegemer) som er opp-havet til et sekundærfelt. As previously mentioned, the voltages 15, 16 from the two frames 6 and 8 are in phase with each other after the phase shift, regardless of this receiver's direction, when the transmitter is aimed at the receivers in the manner indicated above. When a secondary field occurs, the voltages 24 and 25 obtained after amplification of the phase shift will be phase-shifted from each other. In fig. 1 is a measuring and recording device of a known type, which only measures or records the phase angle between the two voltages 24 and 25, fig. 3. Registration in this device 26 is therefore only achieved when the receiving device passes an electrically conductive geological formation (e.g. ore bodies) which is the origin of a secondary field.

Fasevinkelen mellom spenningene 24 og 25 kommer ved passeringen av et malm-legeme, til å variere forholdsvis hurtig med tiden. Et til måle- og registreringsanord-ningen 26 koblet automatisk skriveorgan 35 registrerer derivatet med hensyn til tiden av fasevinkelvariasjonen. Herunder oppnås samme fordeler som tidligere nevnt i forbindelse med registrering av derivatet med hensyn til tiden av ubalansespenningens forandring, nemlig at det konstante forstyrrelsesnivå ikke kommer til å bli re-gistrert og at langsomme endringer i sender-rammeris og mottagerrammenes innbyrdes stillinger bare har liten innvirkning på måleresultatet. The phase angle between the voltages 24 and 25 comes to vary relatively rapidly with time during the passage of an ore body. An automatic recording device 35 connected to the measuring and recording device 26 records the derivative with respect to the time of the phase angle variation. Below, the same advantages are achieved as previously mentioned in connection with registration of the derivative with regard to the time of the unbalance voltage change, namely that the constant disturbance level will not be registered and that slow changes in the transmitter frame and the relative positions of the receiver frames have only a small impact on the measurement result.

Mottageranordningen med den verti- The receiving device with the verti-

kale ramme 7 og den horisontale ramme 27 er oppbygget på samme måte som den nettopp beskrevne mottageranordning 6, 8. Avstanden mellom disse to mottageranordninger er forholdsvis kort, f. eks. 25 m, i forhold til avstanden til senderen, f. eks. 200 m. Forsterkerne 28 og 29, samt faseomdreiningsnettet 30 og 31 er også oppbygget likedan som 11 og 12 samt 13 og 14 resp. En anordning 32 svarende til skriveorganet 22, gir en ubalansespenning, som imidler-tid ikke behøver å registreres. I et skriveorgan 33 uttas og registreres spenningsforskjellen mellom de to ubalansespenninger fra 22 og 32, dvs. ytterst fra de to mottageranordninger. Denne registrering er forøvrig uavhengig av senderens innretning i forhold til mottagerne, sålenge avstanden til senderen, som ovenfor angitt, er stor i forhold til avstanden mellom mottagerne. I en hensiktsmessig registreringsanordning 34 registreres den deriverte med hensyn til bare frame 7 and the horizontal frame 27 are constructed in the same way as the receiver device 6, 8 just described. The distance between these two receiver devices is relatively short, e.g. 25 m, in relation to the distance to the transmitter, e.g. 200 m. The amplifiers 28 and 29, as well as the phase rotation network 30 and 31 are also structured similarly to 11 and 12 as well as 13 and 14 resp. A device 32 corresponding to the writing device 22 produces an unbalance voltage, which, however, does not need to be recorded. In a writing device 33, the voltage difference between the two unbalance voltages from 22 and 32, i.e. from the outermost of the two receiving devices, is extracted and recorded. This registration is otherwise independent of the transmitter's arrangement in relation to the receivers, as long as the distance to the transmitter, as indicated above, is large in relation to the distance between the receivers. In an appropriate recording device 34, the derivative is recorded with regard to

tiden av den i 33 registrerte spenningsforskjell. Denne registrering blir, i likhet med det som tidligere er nevnt, uavhengig av det konstante forstyrrelsesnivå og langsomme endringer i rammenes innbyrdes stilling. the time of the voltage difference registered in 33. This registration is, like what was previously mentioned, independent of the constant disturbance level and slow changes in the relative position of the frames.

Til faseomdreiningsnettene 30 og 31 er koblet en måle- og registreringsanordning 36, som svarer til anordningen 26 og likesom denne bare måler eller registrerer fasevinkelen mellom de to fra nettene 30 og 31 oppnådde spenninger. Disse to anordninger 26 og 36 er forbundet med en anordning 37, som måler og/eller registrerer fasevinkel-forskjellen mellom de i de to mottagere oppnådde og av anordningen 26 og 36 oppmålte fasevinkler, eller med andre ord, fasevinkelens gradient over avstanden mellom de to mottagere. Denne anordning 37 er koblet til et hensiktsmessig måle- og/eller registreringsinstrument 38, som angir derivatet med hensyn til tiden av den nevnte fasevinkelforskjell dvs. fasevinkelens gradient. 39 er et til rammen 8, hensiktsmessig etter forsterkeren 11, koblet og således anordnet indikasjonsinstrument, at dette i sin virkning er avhengig av amplituden hos den i mottagerens nevnte ramme induserte spenning. Da nevnte induserte spen-nings amplitude varierer i omvendt forhold til tredje potens av avstanden fra mottageren til senderen, utgjør nevnte instrument et middel for bestemmelse av avstanden mellom mottageren og senderen for et nedenfor angitt øyemed. A measuring and recording device 36 is connected to the phase rotation networks 30 and 31, which corresponds to the device 26 and, like this, only measures or registers the phase angle between the two voltages obtained from the networks 30 and 31. These two devices 26 and 36 are connected to a device 37, which measures and/or records the phase angle difference between the phase angles obtained in the two receivers and measured by the devices 26 and 36, or in other words, the gradient of the phase angle over the distance between the two receivers. This device 37 is connected to a suitable measuring and/or recording instrument 38, which indicates the derivative with respect to time of the mentioned phase angle difference, i.e. the gradient of the phase angle. 39 is an indicating instrument connected to the frame 8, suitably after the amplifier 11, and arranged in such a way that its effect is dependent on the amplitude of the voltage induced in the receiver's said frame. Since said induced voltage amplitude varies in inverse proportion to the third power of the distance from the receiver to the transmitter, said instrument constitutes a means for determining the distance between the receiver and the transmitter for a purpose stated below.

De i anordningen inngående elementer er av tidligere kjent utførelse og krever derfor ingen inngående beskrivelse. Forsterkerne er, for å få et lavt forstyrrelsesnivå, avstemt til senderens frekvens. Faseomdreiningsnettene kan utføres på flere forskjellige måter, f. eks. med motstand og kondensatorer. Anordningene for deriver-ing av spenningsfunksjonene består f. eks. av en kombinasjon av motstand og kon-densator på kjent måte. De registrerende instrumenter kan være direkte skrivende på en papirremse, fotografisk registrerende oscillografer etc. Senderen drives med en oscillator, hvis frekvens er stabilisert. Da der bare anvendes en frekvens for de to senderrammer, kreves der ingen nøy-aktig stabilisering av spenninger etc. The elements included in the device are of previously known design and therefore require no detailed description. The amplifiers are tuned to the transmitter's frequency to achieve a low level of interference. The phase rotation networks can be implemented in several different ways, e.g. with resistors and capacitors. The devices for deriving the voltage functions consist, for example, of of a combination of resistance and capacitor in a known manner. The recording instruments can be direct writing on a paper strip, photographic recording oscillographs etc. The transmitter is operated with an oscillator, the frequency of which is stabilised. Since only one frequency is used for the two transmitter frames, no precise stabilization of voltages etc. is required.

Det er naturligvis ikke nødvendig samtidig å utføre alle de registreringer som ovenfor er beskrevet. Registreringenes antall avpasses naturligvis alt etter oppgav-ens art, ønskelige nøyaktighet av målingen etc. It is naturally not necessary to carry out all the registrations described above at the same time. The number of registrations is of course adjusted according to the nature of the task, desired accuracy of the measurement, etc.

Ved det ovenfor beskrevne utførelses-eksempel er senderens x-akse rettet mot mottagerne. Hvis man istedet retter senderens z-akse mot mottagerne, må strøm-styrken være lik i begge sender-rammene, og mottagerne bør i størst mulig utstrek-ning være slik orientert at deres z-akser er rettet mot senderen. Forsterkningen av de fra rammene kommende, svake spenninger bør utføres så nær mottager-rammene som mulig, da derved forstyrrelses-nivået ved overhøring «crossfeed» som be-kjent blir så litet som mulig. In the embodiment example described above, the transmitter's x-axis is directed towards the receivers. If you instead direct the transmitter's z-axis towards the receivers, the current strength must be the same in both transmitter frames, and the receivers should, to the greatest extent possible, be oriented so that their z-axis is directed towards the transmitter. The amplification of the weak voltages coming from the frames should be carried out as close to the receiver frames as possible, as thereby the level of disturbance in case of cross-talk "crossfeed", as it is known, becomes as small as possible.

Senderen og de to mottagere kan føres frem over jordoverflaten på flere forskjellige måter. Senderen kan f.eks. monteres i et fly 40, fig. 4, som med en line bugserer en eller to strømlinjeformete beholdere eller bæreanordninger 41 og 42, som inneholder rammer og forsterkere, som gjennom en kabel er forbundet med de øvrige i mottagerne inngående elementer, som befinner seg i flyet. Flyet flyr hensiktsmessig vinkelrett mot den geologiske strek-retning, dvs. den ventete retning av et malmlegeme 43. Registreringen av måle-resultatene, samt visse kontrollmålinger og justeringer utføres i flyet. The transmitter and the two receivers can be moved forward above the earth's surface in several different ways. The transmitter can e.g. is mounted in a plane 40, fig. 4, which with a line tows one or two streamlined containers or carrying devices 41 and 42, which contain frames and amplifiers, which are connected through a cable to the other elements included in the receivers, which are located in the aircraft. The aircraft flies appropriately perpendicular to the geological line direction, i.e. the expected direction of an ore body 43. The recording of the measurement results, as well as certain control measurements and adjustments are carried out in the aircraft.

Senderen kan også være montert i et fly, som bugserer et glidefly, i hvilket en eller flere mottagere er montert. Registreringen utføres her i glideflyet på en enkel måte, idet der ikke kreves noen direkte forbindelse mellom sender og mottager for den ovenfor beskrevne anordning. Måle-apparaturen kan også, på samme måte som nettopp beskrevet, monteres i to fra hverandre helt adskilte fly, hvorav det ene flyr etter det andre i en bestemt konstant avstand. Avstanden mellom flyene er derunder ikke kritisk. I dette tilfelle, likesom i det foregående, kan naturligvis det ene fly med en forholdsvis kort line, bugsere beholderne som inneholder mottagerne, for at disse skal komme så nær jordoverflaten som mulig, hvorved følsomheten økes. The transmitter can also be mounted in an aircraft, which tows a glider, in which one or more receivers are mounted. The registration is carried out here in the glider in a simple way, as no direct connection between transmitter and receiver is required for the device described above. The measuring equipment can also, in the same way as just described, be mounted in two completely separate planes, one of which flies after the other at a certain constant distance. The distance between the planes is not critical. In this case, as in the previous one, the one aircraft with a relatively short line can of course tow the containers containing the receivers, so that these will come as close to the earth's surface as possible, whereby the sensitivity is increased.

Sender og mottager kan også plaseres i eller bugseres av to adskilte motordrevne Transmitter and receiver can also be placed in or towed by two separate motor-driven vehicles

fly 44 og 45, fig. 5, som flyr i linjeforma-sjon i jevn høyde med hverandre, slik at det ene fly flyr en bestemt, konstant avstand tilhøyre eller tilvenstre for det annet fly. For å gjøre det lettere for flyverne å holde flyene i parallelle kurser — og således sender og mottager i mest mulig konstant avstand fra hverandre- er det hensiktsmessig å anvende det ovenfor beskrevne avstandsindikasj ons-instrument planes 44 and 45, fig. 5, which fly in line formation at the same height as each other, so that one aircraft flies a certain, constant distance to the right or left of the other aircraft. In order to make it easier for the pilots to keep the planes on parallel courses - and thus send and receive as constant a distance as possible from each other - it is appropriate to use the distance indication instrument described above

39. Senderen er f. eks. montert i det venstre 39. The sender is e.g. mounted on the left

fly 44, med samme strømstyrke i begge plane 44, with the same amperage in both

rammer og med det roterende magnetfelts rotasjonsakse manuelt rettet mot det annet fly 45, i hvilket mottagerne er montert slik at de blir orientert i rommet på samme måte som sender-rammene. Når de to fly frames and with the rotating magnetic field's axis of rotation manually directed towards the second plane 45, in which the receivers are mounted so that they are oriented in space in the same way as the transmitter frames. When the two fly

flyr vinkelrett mot den geologiske strek-retning f. eks. av et elektrisk ledende flies perpendicular to the geological line direction, e.g. of an electrically conductive

malmstrøk 46, kommer det derved oppstå,-ende sekundærfelt, og særlig sekundærfeltets og sekundærfeltgradientenes deriverte med hensyn til tiden, å bli betydelig kraftigere enn når mottagerne bukseres ore zone 46, the resultant secondary field, and in particular the derivatives of the secondary field and the secondary field gradients with respect to time, will be significantly stronger than when the receivers are

eller flyes etter senderanordningen. Ved or flown according to the transmitter device. By

denne anordning kan også en sender ifølge ovenstående, være montert i hvert fly, med tilhørende mottager i det annet fly, hvorunder den ene sender med forholdsvis lav frekvens (f. eks. 1000 p/s og den annen med forholdsvis høy frekvens (f.eks. 3500 p/s). Derved oppnås at man allerede med den første rekognoseringsflyvning over et om-råde kan skjelne mellom sekundærfelt som forårsakes av geologiske formasjoner med høy eller mindre høy eller lav elektrisk ledningsevne. Ved anvendelse av to i jevn høyde, dvs. parallelt med hverandre flyvende fly ifølge denne fremgangsmåte, dekker man med den første undersøkelse en forholdsvis bred stripe langs flyprofilen, omtrent svarende til avstanden mellom flyene, hvorimot man med mottageren buksert eller flybåret etter senderen, bare dekker en stripe med bredde av samme stør-relsesorden som flyhøyden (som igjen er sterkt begrenset). this device can also be a transmitter according to the above, mounted in each aircraft, with an associated receiver in the other aircraft, under which one transmitter with a relatively low frequency (e.g. 1000 p/s) and the other with a relatively high frequency (e.g. e.g. 3500 p/s).Thereby it is achieved that already with the first reconnaissance flight over an area one can distinguish between secondary fields caused by geological formations with high or less high or low electrical conductivity. When using two at equal height, i.e. .planes flying parallel to each other according to this method, one covers with the first survey a relatively wide strip along the flight profile, roughly corresponding to the distance between the planes, whereas with the receiver strapped or flown after the transmitter, one only covers a strip with a width of the same size order of magnitude as the flight height (which is again severely limited).

Ved anvendelse av to i jevn høyde flyvende fly ifølge denne fremgangsmåte, dekker man med den første undersøkelse en forholdsvis bred stripe av undersøkel-sesområdet langs flyprofilen, tilnærmet svarende til avstanden mellom flyene, hvorimot man med mottageren buksert When using two aircraft flying at the same height according to this method, the first survey covers a relatively wide strip of the survey area along the aircraft profile, approximately corresponding to the distance between the aircraft, whereas with the receiver

eller flybåret etter senderen bare dekker or airborne after the transmitter just covers

en stripe av undersøkelsesområdet med en a strip of the survey area with a

bredde av samme størrelsesorden som fly-høyden, som igjen er sterkt begrenset. width of the same order of magnitude as the flight height, which is again severely limited.

Oppfinnelsen er ikke begrenset til de The invention is not limited to those

ovenfor beskrevne, på tegningene illustrer-te utførelser av fremgangsmåten og av anordningen, idet alle slags variasjoner og embodiments of the method and of the device described above, illustrated in the drawings, since all kinds of variations and

modifikasjoner er mulige i disse. modifications are possible in these.

Claims

1. Procedure for discovery and

examination of ores and other geological formations as well as underground metal objects and the like using electromagnetic transmitters and receivers, characterized by using a stationary or mobile transmitter to emit a rotating magnetic field and using one or more receivers that are moved above the survey area, they measure and/or record anomalies occurring in the rotating magnetic field within the survey area.

2. Method as stated in claim 1, characterized in that the gradient of an anomaly appearing in the rotating magnetic field between two receivers moved at an essentially unchanged distance from each other is measured and/or recorded using the difference between the "unbalance voltages" that are obtained from these receivers, when the field's polarization changes from circular to elliptical.

3. Method as stated in claim 2, characterized in that the derivative with respect to time of an unbalance voltage from a receiver or of a difference between the two unbalance voltages from two receivers is measured and/or recorded.

4. Method as stated in claim 1, characterized by using a receiver, comprising two frames (solenoids) mounted at an angle to each other, measuring or recording the phase angle between the voltages in the frames in the receiver.

5. Method as stated in claim 1, characterized in that the gradient of the phase shift between the voltages appearing in two receivers is measured and/or recorded in a manner known per se by means of the difference between the phase angle lean by the tensions appearing in the receivers.

6. Method as stated in claim 4 or 5, characterized in that the derivative with respect to time of the phase angle in a receiver or the gradient of the phase shift between two receivers is measured and/or recorded.

7. Method as stated in one of the preceding claims, characterized in that a receiver's distance from the transmitter is determined by means of an indicating instrument connected to the receiver, adapted in such a way that its effect is dependent on the amplitude of the voltage induced in the receiver.

8. Device for carrying out the method mentioned in one of the preceding claims and comprising a transmitter, characterized in that the transmitter consists of a magnetic dipole, which is arranged to rotate about an axis perpendicular to the dipole's magnetic axis.

9. Device as stated in claim 8, characterized in that the transmitter consists of two frames (solenoids) mounted at right angles to each other and above current regulation and phase rotation devices connected to an oscillator or generator in such a way that the currents in the frames are phase-shifted by 90° in relation to each other, and so that the products of ampere gains and surface area are equal for both frames. 12. Device where the two frames are so constructed and thus connected to the oscillator or generator as stated in claim 9, characterized in that the product of ampere-gains and surface area for one frame is twice as large as the same product for the other frame. 13. Device for carrying out the method mentioned in one of claims 1-7 and comprising one or more receivers, characterized in that the receiver or receivers consist of two frames (solenoids) mounted at right angles to each other and connected to the phase rotation device, with which voltages that is induced by a circularly polarized field in the frames can be phase-shifted, so that the voltages can be compensated against each other.