Аппаратура для работы на переменном токе низкой частоты

В теории электромагнитных полей установлено, что созданное в земле с помощью двух электродов переменное электромагнитное поле низкой частоты (первые десятки герц) при малых размерах установки не отличается от поля постоянного тока. Это послужило основанием для создания электроразведочной аппаратуры метода сопротивлений работающей на частоте 22,5 Гц. С помощью фильтров низкой частоты, установленных в измерительной цепи, значительно ослабляются промышленные и другие помехи более высоких частот, а также постоянные и плавно меняющиеся помехи. Это позволяет измерять слабые полезные сигналы, и как следствие снижать мощность источников тока в цепи питающих заземлений. В низкочастотной аппаратуре нет необходимости иметь компенсатор поляризации, что увеличивает производительность труда.

Однако следует отметить, что при работе с аппаратурой на переменном токе расстояние между питающими и измерительными заземлениями не должно превышать 0,5-1 км, в противном случае различие между постоянным и переменным полями становится недопустимо большим и в измерительной линии начинают сказываться индуктивные помехи, обусловленные переменным током питания линии АВ.

Для работы на переменном токе низкой частоты применяется измеритель кажущегося сопротивления ИКС (рис. 4.) Его основными элементами являются генератор питающей линии, микровольтметр и градуировочное устройство.

Электрический ток в линию АВ подается от транзисторного генератора питающей линии ГПЛ, который преобразует постоянное напряжение батарей или бензоагрегата в переменное в виде прямоугольных импульсов с частотой 22,5 Гц. Сила тока I_АВ стабилизирована таким образом, что в зависимости от сопротивления питающей линии отклоняется от номинального значения не более чем на 1%. Измеряемая разность потенциалов при установке переключателя П в положение 2 через калиброванный ступенчатый делитель напряжения СДН подается на усилитель У с узкой полосой пропускания, к выходу которого подключен стрелочный индикатор И. С помощью делителя СДН устанавливают некоторый коэффициент деления α, при котором стрелка индикатора И установилась бы в середине или на второй половине шкалы.

Далее переключатель П переводят в положение 1, при котором на усилитель подается опорный сигнал с генератора опорных сигналов ГОС через переключатель ступенчатого Пβ и плавного Пγ измерения сопротивления. Выходной ток генератора стабилизирован и равен величине I_ГОС.

С помощью переключателей Пβ и Пγ величину опорного сигнала выбирают таким образом, чтобы стрелочный индикатор И установился в таком же положении, что при измерении ΔUMN. Поскольку показание индикатора при измерении ΔU_MN, равно κу(ΔU_MN/α), а при измерении опорного сигнала - κу(β+γ)/гос, где κу-коэффициент усилителя, то

(2.1)

или

(2.2)

Величина кажущегося сопротивления определяется по формуле

(2.3)

Поскольку для применяемого комплекта аппаратуры установки величина

_, (2.4)

то (2.5)

Таким образом, величина кажущегося сопротивления Рк определяется путем умножения К₁ на коэффициент α делителя и сумму сопротивлений (β+γ).

В зависимости от типа и размеров электроразведочных установок применяются генераторы мощностью 1Вт (ИКС-1) и 600Вт (ИКС-600). Обычно в комплект аппаратуры входит несколько микровольметров, что позволяет измерять разность потенциалов одновременно в нескольких измерительных линиях.