RU2191412C2

RU2191412C2 - Magnetometer

Info

Publication number: RU2191412C2
Application number: RU2000131236/28A
Authority: RU
Inventors: ненко Т.И. Емель; Т.И. Емельяненко; Р.С. Тахаутдинов; В.Ф. Сарычев; ев Ю.А. Бод; Ю.А. Бодяев; Б.В. Котов; Г.Н. Сусоева
Original assignee: Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат"
Priority date: 2000-12-13
Filing date: 2000-12-13
Publication date: 2002-10-20

Abstract

FIELD: magnetic geological prospecting, prospecting for iron ore deposits. SUBSTANCE: proposed magnetometer has coils with core made of magnetically soft T-shaped plates. Measurement coils are positioned in symmetry on horizontal part of core and supply coil is located on its vertical part or vice versa. Coils placed on horizontal part of core are connected in opposition. Coils have pulse rectangular supply. EFFECT: precise definition of center of ore body, increased sensitivity, directivity and simplified design of magnetometer. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области магнитной геологоразведки и может быть использовано при разведке железорудных месторождений. The invention relates to the field of magnetic exploration and can be used in the exploration of iron ore deposits.

Известен магнитометр феррозондового типа, включающий электрическую катушку с сердечником, питаемую переменным током, чувствительную к величине и направлению внешнего магнитного поля. В подключенной к источнику синусоидального напряжения катушке с сердечником в момент магнитного насыщения последнего происходит резкое падение магнитной проницаемости и индуктивного сопротивления катушки. Ток в цепи и напряжение на активном сопротивлении резко возрастает, а напряжение на индуктивном сопротивлении катушки падает скачкообразно. При отсутствии внешнего магнитного поля скачки напряжения на индуктивном сопротивлении и зажимах катушки симметричны в течение обоих полупериодов. При подмагничивании сердечника внешним постоянным полем Земли происходит нарушение симметрии скачков на зажимах катушки и равенство знакопеременных пиков в диагонали моста нарушается. Величина и направление магнитного поля Земли определяют характер рабочего сигнала и направление ассиметрии пиков (Магниторазведка. Справочник геофизика. / Под ред. В.Е. Никитинского, Ю.С. Глебовского. -М.: Недра, 1980 г. с.30). Known magnetometer flux-gate type, comprising an electric coil with a core, powered by alternating current, sensitive to the magnitude and direction of the external magnetic field. In a coil with a core connected to a sinusoidal voltage source at the moment of magnetic saturation of the latter, a sharp drop in the magnetic permeability and inductive resistance of the coil occurs. The current in the circuit and the voltage across the active resistance increase sharply, and the voltage across the inductive reactance of the coil drops abruptly. In the absence of an external magnetic field, the voltage jumps on the inductance and the terminals of the coil are symmetrical during both half-periods. When the core is magnetized by an external constant field of the Earth, the symmetry of the jumps at the terminals of the coil is violated and the equality of the alternating peaks in the diagonal of the bridge is violated. The magnitude and direction of the Earth’s magnetic field determines the nature of the working signal and the direction of peak asymmetry (Magnetic prospecting. Geophysics Handbook. Edited by V.E. Nikitinsky, Yu.S. Glebovsky. -M .: Nedra, 1980, p.30).

Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является магнитометр феррозондового типа по схеме второй гармонии. Прибор состоит из схемы с двумя зондами, обмотки катушек которых соединены последовательно, но так, чтобы магнитные поля в них при пропускании электрического тока были прямо противоположны. Общий магнитный поток в отсутствие внешнего поля равен нулю. Вторичная обмотка охватывает одновременно оба зонда. При наличии внешнего магнитного поля в выражении для индукции одного из зондов все члены будут иметь положительный знак, в другом зонде ввиду обратного направления амплитуды переменного тока нечетные гармоники входят с отрицательным знаком, а четные - с положительным (Магниторазведка. Cправочник геофизика. / Под ред. В.Е. Никитинского, Ю.С. Глебовского. - М.: Недра, 1980 г., с.31-32). The closest analogue to the present invention is a flux-gate magnetometer according to the second harmony scheme. The device consists of a circuit with two probes, the windings of the coils of which are connected in series, but so that the magnetic fields in them when passing an electric current are directly opposite. The total magnetic flux in the absence of an external field is zero. The secondary winding covers both probes at the same time. If there is an external magnetic field in the expression for the induction of one of the probes, all terms will have a positive sign, in the other probe, due to the opposite direction of the AC amplitude, the odd harmonics come in with a negative sign, and the even ones with a positive sign (Magnetic exploration. Geophysics handbook. Ed. V.E. Nikitinsky, Yu.S. Glebovsky. - M .: Nedra, 1980, p.31-32).

Недостатками данных приборов являются низкая точность, искажение результирующего сигнала. Питающий и результирующий сигналы имеют синусоидальный характер, что приводит к усложнению получения результирующего сигнала, требует сложной аппаратуры для этого, усложняется конструкция приборов. Кроме того, приборы не обладают направленностью и не могут определить расположение центра рудного тела. The disadvantages of these devices are low accuracy, distortion of the resulting signal. The supply and resulting signals are sinusoidal in nature, which leads to the complication of obtaining the resulting signal, requires complex equipment for this, the design of the devices is complicated. In addition, the devices do not have a directivity and cannot determine the location of the center of the ore body.

Технический результат предлагаемого изобретения - точное определение центра рудного тела, повышение чувствительности и направленности устройства, простота конструкции. The technical result of the invention is an accurate determination of the center of the ore body, increasing the sensitivity and direction of the device, simplicity of design.

Технический результат достигается тем, что в магнитометре, содержащем катушки с сердечником, сердечник выполнен из магнитомягких пластин, имеющих Т-образную форму, причем измерительные катушки расположены симметрично на горизонтальной части сердечника, а питающая - на вертикальной его части или питающие катушки расположены симметрично на горизонтальной части сердечника, а измерительная - на вертикальной его части, при этом катушки, расположенные на горизонтальной части сердечника, включены встречно, а питание катушек является импульсным, прямоугольным. The technical result is achieved in that in a magnetometer containing coils with a core, the core is made of magnetically soft plates having a T-shape, the measuring coils being located symmetrically on the horizontal part of the core, and the supplying coil on its vertical part or the feeding coils symmetrically on the horizontal parts of the core, and measuring - on its vertical part, while the coils located on the horizontal part of the core are turned on in the opposite direction, and the power of the coils is an impulse th rectangular.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 показан схематично общий вид магнитометра, на фиг.2 дана схема определения направления на рудное тело. The invention is illustrated in the drawing, where figure 1 shows a schematic general view of a magnetometer, figure 2 shows a diagram for determining the direction of the ore body.

Магнитометр состоит из питающей или измерительной катушки 1 и измерительных или питающих катушек 2, сердечника 3, выполненного в виде Т-образных пластин из магнитомягкого материала, на горизонтальных частях которого симметрично расположены измерительные или питающие катушки 2, а на вертикальной его части расположена питающая или измерительная катушка 1. Магнитометр снабжен чувствительным гальванометром 4. Питание катушек является импульсным, прямоугольным, благодаря чему датчик магнитометра является фазочувствительным к внешнему магнитному полю рудного тела. Катушки измерительные или питающие, расположенные на горизонтальной части сердечника, включены встречно. The magnetometer consists of a feeding or measuring coil 1 and measuring or feeding coils 2, a core 3 made in the form of T-shaped plates of magnetically soft material, on the horizontal parts of which are measuring or feeding coils 2 symmetrically, and on the vertical part there is a feeding or measuring coil 1. The magnetometer is equipped with a sensitive galvanometer 4. The power of the coils is pulse, rectangular, so that the magnetometer sensor is phase-sensitive to an external magnet tnom field orebody. Coils measuring or feeding, located on the horizontal part of the core, are included in the opposite direction.

В отсутствии магнитного поля рудного тела слабое магнитное поле Земли создает в горизонтальных частях сердечника встречные, взаимнокомпенсирующие друг друга магнитные потоки, и в гальванометре 4 отсутствует сигнал. In the absence of the magnetic field of the ore body, the weak magnetic field of the Earth creates countercurrent, mutually compensating magnetic fluxes in the horizontal parts of the core, and there is no signal in galvanometer 4.

Знакопеременное магнитное поле рудного тела создает асимметрию магнитных потоков в горизонтальных частях сердечника, появляется сигнал дисбаланса, фиксируемый гальванометром 4. The alternating magnetic field of the ore body creates an asymmetry of magnetic fluxes in the horizontal parts of the core, an imbalance signal appears, recorded by a galvanometer 4.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

При подходе к рудному телу (положение "в") сердечник 3 взаимодействует со знакопеременным магнитным полем рудного тела. Когда магнитные линии рудного тела входят в горизонтальную часть сердечника 3, их напряженность увеличивается в несколько раз (для магнитомягких материалов - в 50000-10000), таким образом в сердечнике происходит усиление напряженности магнитного поля. When approaching the ore body (position "B"), the core 3 interacts with the alternating magnetic field of the ore body. When the magnetic lines of the ore body enter the horizontal part of the core 3, their tension increases several times (for magnetically soft materials - 50000-10000), so the magnetic field intensifies in the core.

Кроме того, в горизонтальной части сердечника 3 происходит векторное суммирование знакопеременного магнитного поля рудного тела и поля, наведенного в сердечнике 3. В результате имеем усиленный суммарный магнитный поток, направленный вправо, фиксируемый отклонением стрелки гальванометра 4 также вправо. In addition, in the horizontal part of the core 3 there is a vector summation of the alternating magnetic field of the ore body and the field induced in the core 3. As a result, we have an amplified total magnetic flux directed to the right, fixed by the deviation of the arrow of the galvanometer 4 also to the right.

Над центром рудного тела (положение "а"), как и в случае отсутствия магнитного поля рудного тела, магнитные потоки рудного тела и наведенные в горизонтальной части сердечника 3 взаимно компенсируют друг друга, в гальванометре 4 отсутствует сигнал. Above the center of the ore body (position "a"), as in the absence of a magnetic field of the ore body, the magnetic fluxes of the ore body and induced in the horizontal part of the core 3 mutually cancel each other, in the galvanometer 4 there is no signal.

В положении "б", как и в положении "в", также происходит векторное суммирование знакопеременного магнитного поля рудного тела и поля, наведенного в сердечнике 3, в результате имеем усиленный результирующий магнитный поток, направленный влево, фиксируемый отклонением стрелки гальванометра также влево. In position "b", as well as in position "c", vector summation of the alternating magnetic field of the ore body and the field induced in the core 3 also occurs, as a result we have an amplified resulting magnetic flux directed to the left, fixed by the deviation of the galvanometer arrow also to the left.

Получая картину знакопеременных показаний магнитометра в плане, получаем центральную линию и контуры рудного тела в плане. Getting a picture of alternating magnetometer readings in the plan, we get the center line and the contours of the ore body in the plan.

Использование предлагаемого изобретения позволит точно определить центр и контуры рудного тела при поисках железорудного сырья в полевых условиях до приведения дорогостоящих буровых работ, вести бурение только в пределах рудного тела, что существенно снижает объем и время проведения буровых работ, повышает качество бурения при существенной простоте конструкции устройства. Using the invention, it will be possible to accurately determine the center and contours of the ore body when searching for iron ore raw materials in the field before bringing expensive drilling operations, to drill only within the ore body, which significantly reduces the volume and time of drilling operations, improves the quality of drilling with a significant simplicity of the design of the device .

Claims

A magnetometer comprising coils with a core, characterized in that the core is made of magnetically soft plates having a T-shape, the measuring coils being located symmetrically on the horizontal part of the core, and the supply coil on its vertical part, or the feeding coils are symmetrically on the horizontal part of the core, and the measuring one is on its vertical part, while the coils located on the horizontal part of the core are turned on in the opposite direction, and the coil power is pulsed, rectangular.