а
СП
СО
о:
rrvx Изобретение относитс к области геоэлектрораззедки индуктивными методами с использованием в качестве источников и приемников переменного магнитного пол петель, раскладываемых на пов.ерхности земли. Известно устройство дл геоэлектроразведки , в котором измерени магнитного пол производ тс с помощью двух рамочных антенн, подключенных к дифференциальному измерителю, позвол ющему определ ть отношение амплитуд и разность фаз сигналов в антен нах 13. Недостатком данного устройства вл етс его невысока глубинность исследований. Наиболее близким техническим решением к изобретению по числу существенных признаков вл етс устройство дл геоэлектроразведки, содержа щее генераторную и приемную петли, генератор переменного напр жени , дифференциальный измеритель и трансформатор , первична обмотка которого -включена последовательно с генератсфной петлей и генератором, а вторична обмотка - последовательно с приемной петлей и дифференциальным |Иэмерителем 2. Спецификой двухпетлевого метода, в котором используетс известное уст ройство, отличающего его от других индуктивных методов, вл етс использование генераторных и приемных петель больших размеров, сравнимых а размералш искомых провод щих рудных тел (пор дка первых сотен метро Это приводит к увеличению глубииности разведки, но одновременно увели чивает вли ние на результаты измерв НИИ помех за счет дефс змации петель возникающей под действием ветра, и помех за счет емкости и утечек между приемной петлей и землей. Указанные недостатки в силу боль шого размера петель и расположени их непосредственно на поверхности земли устранить простыми средствами например защитой проводов от действи ветра экранами, применением выс кокачественной изол ции и т.п., зат руднительно. Цель изобретени - повышение точности измерений путем ослаблени вли ни помех, вызванных деформаци -ми петель и токами утечек между при емной петлей и землей. Поставленна цель достигаетс тем, что в устройстве дл геоэлектро развалки, состо щем из генераторной и приемной петель, генератора пере- менного напр жени , дифференциального измерител и трансформатора, первична обмотка которого включена последовательно с генераторной петлей и генера тором, а вторична обмот ка трансформатора включена последовательно с приемной петлей и дифференциальным измерителем, генераторна и приемна петл вьтолнены из одного коаксиального кабел , причем экран кабел образует генераторную петлю, а жила кабел - приемную петлю. На фиг, 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - его эквивалентна схема. Устройство содержит генераторную 1 и приемную 2 петли, генератор 3 переменного напр жени , трансформатор, имеющий первичную 4 и вторичную 5 обмотки, и дифференциальный измеритель 6. Выход дифференциального измерител вл етс выходом устройства. Генераторна и приемна петли выполнены из одного коаксиального кабел . Жила кабел образует приемную петлю 2, а наружный экран - генераторную петлю 1. Генераторна петл 1, подключенна к генератору 3 последовательно с первичной обмоткой трансформатора, создает в окружакнцем пространстве переменное низкочастотное магнитное поле. Это поле, называемое первичным, а также вторичное поле от искомых провод щих объектом, наводит ЭДС в приемной петле 2. Сигнал с приемной петли поступает на вход дифференциального измерител 6. На другой вход этого измерител поступает сигнал со вторичной обмотки трансформатора 5, пропорциональный первичному полю. ЕСЛИ подобрать коэффициент св зи между обмотками трансформатора таким образом, чтобы сигналы засчет первичного пол на входах дифференци- ального измерител 6 были равны, то сигнал на его выходе, равный разности входных сигналов, будет характеризовать только вторичное магнитное поле. Дл достижени большой точности измерений : лубина компенсации первичного пол дoJiжнa быть как можно больше. Однако этому преп тствуют помехи, вызванные непрерывно измен ющейс деформацией петель за счет ветра и токами утечек между приемной петлей и землей. Дл оценки вли ни этих помех рассмотрим эквивалентную схему устройства (фиг. 21. Генераторна цепь состоит из генератора , имеющего ЭДС U , генераторной петли, имеющей сопротивление Rj,, индуктивность рассе ни tj заимоиндуктивность с приемной петлей Uj, и трансформатора, первична обмотка которого имеет сопротивление индуктивность 1, и индуктивность рассе ни L. Измерительна цепь состоит из приемной пе.тли, индуктивно св занной с генераторной петлей посредстBOM общей индуктивности Ц , и вторич ной обмотки трансформатора, индуктив ность которой, пересчитанна к первичной обмотке, равна 1,. Так как приемна и генераторна петли имеют по одному витку, то индуктивность ;рассе ни сопротивление Rп7,пpиeмной петли не требуют пересчета. Инду ктивность рассе ни , сопротивление вторичной обмотки трансформа тора пересчитаны пропорционально ква рату отношени числа-витков обмоток h. Индуктивности Lт первичной и вторичной обмоток трансформатора могут быть объединены, однако при таком объединении следует помнить о сдвиге на 180, вносимом трансформатором . Ток в генераторном контуре создает падение напр жени на индуктивност х петли Lf, и первичной обмотки трансформатора L. Если U .,, то напр жени , приложенные к входам дифференциального измерител , равны Это приводит к компенсации ЭДС первичного магнитного пол . Вторичное магнитное поле представлено на эквивалентной схеме генератором УцтНапр жение .Ug может быть измерено либо по величине остаточного нескомпенсированного сигнала, либо путем дополнительной компенсации, осуществл емой изменением амплитуды и фазы сигнала с приемной петли. Нарушение компенсации первичного пол согласно этой эквивалентной схеме может происходить в результате следующих трех причин: изменени индуктивности рассе ни LO , что измен ет коэффициент св зи между генераторной и приемной, петл ми; ) изменени индуктивности петель t, что нарушает условие компенсации Ц-пЧт . по влени напр жени помех в петл х за счет посто нного магнит-. ного пол земли. Так как трансформатор легко защитить от ветра, то изменение его параметров не рассматриваетс . Оценим относительную величину помех за счет действи каждой из этих причин дл конкретного примера. Пусть генераторна петл имеет форму окружности с радиусом м. Радиус приемной петли больше на , мм, ток в генераторной петле CJ 1А, частота 100 Гц, ЭДС первич ного пол в петле ,8. В. Пусть участок приемной петли длиной fe 10 м сместилс под действием ветра на ве лнчину йЪ 1 мм- Это приводит к изменению потока первичного магнитного пол через петлю и изменению ЭДС в ней на величину AEn-A-o fj наших условий 230 мкВ, что значительно больше допустимой величины 0,8 мкВ, равной первичного пол . Предположим теперь, что рассто ние между проводами петель не измен етс , а радиус обеих петель на .участке м увеличиваетс на то же самое рассто ние мм. Это приводит к увеличению индуктивности L,|,. Индуктивность петли дл нашего примера можно рассчитать,задав радиус провода петли J 1 мм. Заметим, что другие значени радиуса провода слабо измен ют результат. Индуктивность петли равна () В результате изменени размеров петли она измен етс на величину .o-v., что приводит к раскомпенсации относительно сигнала первичного пол Еп уЧ/-п Еп- о .. Такой величиной оиибки компенсации можно пренебречь. Мала величина помехи в данном случае объ сн етс тем, что собственный поток через петлю измен етс пропорционально не площади, а радиусу петли. Рассмотрим теперь Ьеличину помехи за счет посто нного магнитного пол земли, вертикальную составл ющую которого положимравной , 5 А/м. Если тот же самый участок провода петли длиной м колеблетс от ветра с частотой f,10 Гц и амплитудой 13 1 мм, то в петле генерируетс ЭДС, равна (,H.j tibx30A«KB,; Несмотр на относительно большую величину этой помехи, она легко может быть устранена, например путем частотной фильтрации измер емого напр жени или путем увеличени тока в петле.Дл первых двух случаев такие простые способы непригодны. Проведенный анализ показывает, что основной помехой, определ ющей точность измерений, вл етс за счет изменени взаимного расположени петель. Предлагаема форма выполнени петель из коаксиального кабел (причем внешний экран включен в генераторную цепь, а внутренн