SU603935A1 - Способ импульсной индуктивной аэроэлектроразведки в движении - Google Patents

Description

что s вроаессе ЙБЙЖКНЙЯ (полета) происхо- дат х гижческие изменени  электрических soffraKTOB между агрегатами носнте з, т.е. носитель sas объект, возбуждаемый электромагнитным генераторного контура, хао-щчесгзг измен ет свое состо ние. В результате взмен ютсй амалитуда и форма перехо ного пронесса от BifxpeBbsx токов в корпусе носител  (этот щзоыесс от импзльса к нх пульсу  е Еовтораетс ). Тогда установле иа  иэвестньт сирсобом компенсаци  СйГ11ала от а хревых токов в корпус;е носите л  дл  некоторого нсходного ег-о состо ни  (например, до начала авнжен  ) будет произвольным образом нарушатьс  в процесс движени (полета), Возникаюша  при этом рас компенсаци  про вл етс  на регнстрируемой записи сигнала как помеха, которую дл  кратности при н то называть помехой К. Эксперименталь- но установлено, что помеха К имеет выраженный нестационарный случайный характер. Иногаа на значительных участках эта помех равна нулю и про вл етс  только на коротких интервалах, напомина  по форме аномал от рудных тел (;.ложные аномалии). В других случа х помеха К становитс  очень интенсивной, так что запись на значительны участках вообще нечитаема. Трудность компенсации сигнала от вихре вых токов в корпусе носител  заключеатс  в том, что этот сигнал  вл етс  дво копеременным . Он зависит от изменений геометрического положени  приемного контура относительно носител , а также и от изменений контактов между -агрегатами носител  Очевидно, что реализаци  аналоговой модели котора . , .следила бы не только за изменени ми геометрии, но и за изменени ми контактов , представл етс  весьма затруднительной . Целью изобретени  $ вл етс  повышение точности работ путем компенсации сигнала от вихревых токов в корпусе носител  независимо от изменений геометрического положени  его относительно приемного контура и от изменений электрических контактов между агрегатами носител . Это достигаетс  тем. что в способе импульсной индуктивной аэроэлектроразведки в движении генераторным контуром возбуждают импульсы электромагнитного пол  сигнал в приемном контуре, стробируют дважды во врем  токового импульса и в паузе с задерж кой по времени, относительно конца, импульса а сигнал, возникающий в установленном на носителе компенсационном контуре стробируют в те же моменты времени, что и сиг нал в приемном контуре, смешивают его с сигналом приемного контура во врем  токового импульса и подают в измерительный канал в протавофазе с сигналом приемного контура в паузе. Регулиру  амплитуды смешанных сигналов, добиваютс  компенсации вли ни  носител , а по по влению сигнала раскомпенсации и его зависимости от времени суд т о наличии в 3-емле провод щих объектов, их ра змерах и электропроводности, На фиг. 1 схематически и.зображена уста но&ка, размещенна  на вертолете, дл  реализации предлагаемого способа; на фаг, 2 показана последовательность . импульсов тока и св занных с ними сигналов. На носителе 1 укреплен генераторный контур. 2, в котором при помощи генераторного устройства 3 Возбуждают импульсы тока чередующейс  пол рности и полусинусоидальной формы J (i ).В гондоле 4, буксируемой на кабель-тросе 5, находитс  приемный контур 6 с предусилителем 7, на выходе которого под действием названных импульсов тока возникает сигнал в виде напр жени  U (i) . Сигнал U (i) во врем  токового импульса представл ет собой . сигнал первичного пол , так как вли нием носител  и изменений контактов в нем, а также вли нием провод щих объектов в Земле, по сравнению с вкладом от первичного пол  можно пренебречь.. Сигнал и.„ (fc J в. паузе представл ет сумму сигнала от вихревых токов в корпусе носител , который зависит и от изменений контактов между агрегатами носител  и от изменений геометрического положени  приемного контура относительно носител , с полезным сигналом от провод щих объектов в Земле, скорость затухании, которого во времени зависит от размеров и электропроводности объекта. Изменени  геометрического положени  приемного контура одинаково оказываютс  на сигнале ) во врем  импульса и в паузе, так как частота колебаний гондолы много ниже частоты повторени  импульсов. Кроме генераторного контура, на носителе установлен компенсационный контур 8, в котором поц действием импульсов тока также возникает сигнал в виде напр жени  ) Этот сигнал отличаетс  о-г Сигнала .1 независимостью от изменений геометрического положени  приемного контура вследствие того, что компенсационный контур так же, как и генераторный, жестко укреплен на корпусе носител . Кроме того, вкладом в этот сигнал провод щего объекта в Земле по. сравнению с вкладом от носител  можно полностью пренебречь, так как этот контур по сравйению с приемным находитс  гораздо ближе к носителю и дальше от объектов в Земле.

Сигналы UfjCi) . UK Ct) поступаютна входное устройство-смеситель 9, а за- тем на измерительное устройство Ю.

При помощи устройства 9 сигнал Uj. Ci) стробируют дважды: в начале .интервала токового импульса J CCs) и в паузе между импульсами в некоторый моментС-U CC Здесь и далее t обозначает текущее врем , а 1Г - врем , отсчитываемое,

каждый раз ох конца предществующего токового импульса.

Сигнал U (t ) стробируют в те же моменты времени и .h Затем процедуру стробировани  повтор;:ют после токового импульса противоположной пол рности и т.д. Соответствующа  последовательность

строб-импульсов показана на фиг, 2.

Сигналы Uf,(tc,). и UKC-CS) смещивают во входном устройстве 9 и подают в противофаэе сигналу ) и измерьтельное устройство 10.

Дл  того, чтобы описать процесс смешивани  и компенсации сигналов, представим их фоцмуиами, котооые в общем СПУЧАС ж.ПРИ отсутствии искомого объекта имеют вид

U Ct:s-)),(Л)

и„с1г.)--и„ 1 гау 1+акш -и (t)tAKtt)..(.t)Гtt)I, U)

СЗ)

С4) .JK. где п, исходные значени  рассматриваемых сигналов в неко торый момент времени, например, до начала движени : r(t ). К ( t ) - функции, описьтаюшие изменени  рассматриваемых сигналов во времени в зависимости от изменений геометрического положени  приемного контура относительно носител  и от изменений контактов между агрегатами носител ; ( Л- и Р) - соответственЬо произвольные коэффициенты. cL и Ь завис т от конфигурации носител  и установки в целом, в частности, дл  идеально соосной установки, размеры которой существенно больше размеров носител , так что можно полагать, что последний находитс  в однородном возбуждающем поле, очевидно, Л. р . Однако в общем случае полагаем, эти коэффициенты произвольными . Таким образом, подлежащий компенсации сигнал у ) CCi) состоит из четырех слагаемых; посто нной составл ющей, изменеНИИ геометрии (независимо от контактов),

изменений контактов (независимо от геомет рии) и дво коперемепнрго слагаемого, завис щего как от изменений контактов, так и от изменений геометрии одновременно. Последние два слагаемых как раз и составл ют помеху К. Главна  часть помехи К определ етс  Членом с К (t) , так как

из опыта известно, что величина Г (-fc ) измен етс  обычно в пределах+ (О,О2-Ю,О5) Дл  получени  компенсации по предлагаемому способу смешаем сигналы U Cfs) .

и 1 СТ) и и ( (5 ), подав их через соответствукщие делители. Смешивание

иожно производить по разному:

1. Простое смешивание, при котором формируетс  Компенсирующий сигнал вида

J.,tT.,), (5Т

где. К rj , К и К - коэффициенты

регулировкк1 соответствующих напр жений.

В этом случае измер емый сигнал

исс.)и„Сс)-и,,)-K (U,

+ K(t)(dlU -KjbU.) + cK.rtt)K(.t)U.. (6)

Очевидно, независимой регулировкой можн установить

jU

П1

Ст)

К

ТГ,

ns .

в результате чего все слагаемые Б формуле 6, кроме последнего, будут скомпенсированы Остаточный (нескомпенсированный) сигнал при отсутствии искомого объекта )(3l.r(t)Ktt)U Как уже говорилось, этот сигнал составл ет незначительную часть помехи К и на его фоне различить полезный сигнал оказываетс  гораздо легче, чем в способе, не предусматривающем компенсации помехи К. 2. Смешивание с перемножением, при котором формируетс  компенсирующий сигнал другого вида в эсом случае измер емый сигнал U(r.) U«(t,)-U(U r nUnsl-KU tU rKKU J «)Ии„гк.и,,ьки„,еи,гк,и)+ кикли.-к(ьи„,и.) ГйЖиНЛи„ .-К1Ъи„ и. 10) Очевидно,, также -независимой регулировй можно установить в результате чего получитс  полна  компе саци  и измер емый сигнал при отсутствии искомого объекта U (Т,-) О. Получение компенсаини возможно также и при других комбинаци х рассмотренных выше сигналов, но это не имеет принципиального значени . Кроме того, описанна  комбинаци   вл етс  одной из наиболее удо ных с точки зрени  практической реализации предлагаемого способа. При по влении провод щего объекта в пределах зоны чувствительности установки, работающей по предлагаемому способу, по  витс  сигнал, завис щий от размеров объек его-электропроводности и рассто ни  tio не Например, над изомерным объектом ( в ви шара радиуса О. и проводимости 6 ) сигнал раскомпенсации Т1ТаГ; г- иТ.Т, где 3 и Т - амплитуда и длительность токового импульса полусинусоидальной форм соответственно; 5р S| -«эффективные площади генера торного и приемного контуров, соответстве Z. и Н - рассто ни  от приемного конт ра до генераторного и до центра шара, соответственно. Mg-4n-10 гн/м, VUT,T./T) .QolTSe кч -лтсвк) +e 01Т№К (1ГК)а. 1Г -1 ««-СМ„б-а) . функци  Ч(oLT ,) характеризует скорость затухани  сигнала с ростом време ни . При oLT ОД функции ф достаточной дл  практики точностью описываетс  одной экспонентной с номером , т.е. с точностью до амплитудного множител .Q. (15 Така  завис1 мость позвол ет легко опре делить показатель оС , например, из отношени  функции Ц и ее производной по времениi V -o.W-r:r-v S(16) При более сложной зависимости (формула 13) .показатель oL также может быть определен путем наложени  экспериментальной кривой затухани  сигнала на теоретические и подбора кривых, совпадающих наилучшим образом. Показатель- oL характеризует суммарное качество вы вленного объекта, определ емое его электропроводностью и размерами. Чем больше электропроводнисть, тем богаче руда возможного месторождени , а чем больше размеры, тем больше запасы руды, Таким образом потенциальна  промьгшлен на  ценность обнаруженного объекта тем выше, чем меньше значение показател  cL а дл  определени  показател  сзС необходимо изучить зависимость полезного сигнала от времени задержки t,{ . Одним из достоинств способа  вл етс  возможность построени  на его основе многоканальной измерительной аппаратуры дл  одновременной регистрации сигнала на нескольких задержках Г , 2 1 Г ... и т.д., поскольку описанный выше процесс компенсации сигнала U (,) на какой-либо одной задержке не вли ет на значение сигнала на какой-либо другой задержке. Другим достоинством способа  вл етс  простота его реализации, поскольку в нем вместо.создани  сложной аналоговой модели носител , об занной следить за .хаотическими изменени ми состо ни  носител , используетс  сигнал самого носител . Кроме того, еще одним достоинством способа  вл етс  возможность компенсации сигнала от вихревых токов в корпусе носител  не по одной пространственной составл ющей этих токов, как дл  простоты изложени  описано выше, а по двум или трем пространственны составл ющим. Например, дл  установки, изображенной ни фиг. 1, наибольшей интенсивностью обладают горизонтальные вихревые токи в корпусе носител , компенсаци  сигнала которых описана выше, а также вертикальные вихревые токи в плоскост х,. перпендикул рнь1х к направлению, полета. Дл  компенсации по следних на носителе дополнительно укрепл ют вертикальные генераторный и компенсационный контуры, в вертикальный генераторный контур посылают токовый импульс в конце паузы между импульсами в основном генепаторном контуре, т.е. в то врем , когда полезный сигнал практически полностью затухает, стробируют сиг-. нал. в приемном контуре и в вертикальном компенсационном контуре во врем  токового импульса в вертикальном генератор ном контуре, а далее производ т операции смешивани  и регулировки амплитуд сигналов , аналогичные описанным выше. В результате добиваютс  более глубокой компенсации сигнала от вихревыхтоков в корпусе носител  и их изменений, что обеспечивает возможность регистрации полезного сигнала от объектов меньших размеров и проводимости, либо (что наиболее ьахао) от крупных промышленных объектов, залегающих на большой глубине.

Исключение вли ни  переменного электросопротивлени  контактов между агрегатами носител .-, позвол ет:

резко уменьшить количество ложных аномалий и тем самым исключить непроизводительные затраты на их проверку наземными геофизическими и горно-буровь и работами}

повысить реальную чувствительность разведки и обнаруживают искомые объекты при большой глубине их залегани ,

формула изобретени 

Claims (2)

1. Способ импульсной индуктивной .аэроэлектроразведки в движении, э которой генераторным контуром возбуждают импульсы электромагнитного пол , а сигнал, возникающий в приемном контуре, стробируют дважды - во врем  токового импульса и в паузе с задержкой по времени относительно конца импульса, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности аэроэлектроразведки путем компенсации сигнала от вихревых токов в корпусе носител  независимо от изменений геометрического положени  его относительно приемного контура

ri от изменений электрическихконтактов между агрегатами носител , сигнал, возникающий в установленном на носителе компенсационном контуре стробируют в те же моменты времени, что и сигнал в приемном коктуре, а затем смешивают его с сигналом приемного контура во врем  токового импульса, вычитают смешенные сигналы из сигнала приемного контура, измеренного в паузе между токовыми импульсами, и, регулиру  амплитуды смешанных сигналов, устанавливают положение компенсации, а по по вившемус  сигналу раскомпенсации в процессе съемки и его зависимости от времени задержки суд т о наличии в Земле провод щих объектов, их размерах и электропроводности .

2. Способ импульсной индуктивной аэроэлектроразведки по п. 1, отличающийс  тем, что сигнал компенсационного контура перемножают с сигналом приемного контура измеренной во врем  токового импульса, и смешивают его с сигналом приемного контура во врем  токового импульса.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе:

l.BoirringfOhA-R-Newapprotph to ёхрEofat-ion Tlie INPUTcxirtorne pu&se ебесtf-fcat prespecting-svatcm.Mining Cone: Journ/-(962,A/a48,A/2W,p.49-«

2. Гончарский В. Н. и др. Технические основы азроэлектрррааэедки. Квев, Наукова думка , 1969. с. 231-234.

ипШ.