КОМПЛЕКС ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ ДИПОЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОРАЗВЕДОЧНОЙ АППАРАТУРЫ

Предлагаемая полезная модель относится к технической физике, в частности, к геофизическим измерениям и может быть использована для исследования геологической структуры грунтов на участках предстоящего строительства или реконструкции существующих зданий и сооружений.
Известна система электроразведки, содержащая средства возбуждения электромагнитного поля и средство измерения, выполненное в виде группы приемников электромагнитного поля, размещенных на свободной поверхности геологической среды вдоль осевой линии исследуемого профиля, см. описание полезной модели к свидетельству Российской Федерации №14085, класс GOIV 3/12, опубликованное 27.06.2000 г. в бюллетене №18. Недостатком ее является невысокая информативность определения структурных особенностей геологической среды и сложность аппаратуры, обусловленная большим количеством приемников электромагнитного поля.
Известна электроразведочная станция, содержащая генератор сигналов и измерительные каналы, имеющие датчики электрического и магнитного поля, см. свидетельство на полезную модель №0003329, класс GOIV 3/08, опубликованное 16.12.1996 г. Электроразведочная станция имеет блок управления измерительными каналами, включающий в себя селектор адреса, регистр состояния каналов, регистр режима и состояния блока питания. Система имеет сложное устройство и не обеспечивает высокой точности определения структурных особенностей геологической среды.
Известен комплекс высокочастотной дипольной электроразведочной аппаратуры, включающий в себя передатчик и приемник с измерителем электрической составляющей высокочастотного сигнала, разнесенные друг от друга на свободной поверхности геологической среды вдоль линии разноса, см. описание к патенту на полезную модель №36534, опубликованное 10.03.2004 г. в бюллетене №7, класс GIOV 3/08.
Комплекс имеет два идентичных автономных блока электроники, каждый из которых содержит передатчик, приемник с измерителем электрической составляющей электромагнитного сигнала, дипольную приемно-передающую антенну и коммутирующее устройство, переключающее дипольную приемно-передающую антенну то к передатчику, то к приемнику. Передатчики в блоках электроники имеют одну фиксированную частоту излучаемого электромагнитного сигнала.
Недостатком известного комплекса является сложность аппаратуры, недостаточно высокие информативность и точность определения структурных особенностей геологической среды, так как разные аномалии геологической среды имеют различные резонансные частоты и при прохождении электромагнитного сигнала фиксированной частоты между двумя пунктами на ее свободной поверхности, проявляются недостаточно информативно и точно.
В предлагаемой полезной модели поставлена техническая задача создать такой комплекс высокочастотной дипольной электроразведочной аппаратуры, который бы обеспечивал:
- повышение информативности геофизических исследований;
- повышение точности определения структурных особенностей геологической среды.
Решение поставленной технической задачи в предлагаемой полезной модели обеспечивается тем, что в комплексе высокочастотной дипольной электроразведочной аппаратуры, включающий в себя передатчик и приемник с измерителем электрической составляющей высокочастотного сигнала, разнесенные друг от друга на свободной поверхности геологической среды вдоль линии разноса, передатчик выполнен сканирующим и содержит высокочастотный генератор с переключателем диапазонов, устройство сканирования частоты высокочастотного генератора в пределах каждого диапазона и усилитель мощности, выход которого подключен к передающей дипольной антенне. Приемник выполнен сканирующим и содержит приемную дипольную антенну, устройство непрерывного сканирования частоты принятого приемной дипольной антенной высокочастотного сигнала, усилитель мощности, соединенный с измерителем электрической составляющей высокочастотного сигнала, в качестве которого используется анализатор спектра электрических сигналов. Передающая и приемная дипольные антенны выполнены перестраиваемыми и снабжены переключателями элементов настройки антенн.
Заявленный электроразведочный комплекс аппаратуры обладает совокупностью существенных признаков, не известных из уровня техники для устройств подобного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна» для полезной модели.
Устройство предлагаемой полезной модели поясняется с помощью прилагаемого чертежа, на фиг.1 которого приведена функциональная схема комплекса высокочастотной дипольной электроразведочной аппаратуры.
Устройство предлагаемой полезной модели заключается в следующем.
Комплекс высокочастотной дипольной электроразведочной аппаратуры включает в себя передатчик (1) и приемник (2) с измерителем (3) электрической составляющей высокочастотного сигнала, разнесенные друг от друга на свободной поверхности геологической среды вдоль линии разноса.
Передатчик (1) выполнен сканирующим и содержит высокочастотный генератор с переключателем диапазонов (4), устройство для сканирования частоты высокочастотного генератора в пределах каждого диапазона (5) и усилителя мощности (6), выход которого подключен к передающей дипольной антенне (7).
Приемник (2) выполнен сканирующим и содержит приемную дипольную антенну (8), устройство непрерывного сканирования частоты принятого приемной дипольной антенной высокочастотного сигнала (9), усилитель мощности (10), соединенный с измерителем электрической составляющей высокочастотного сигнала (3), в качестве которого используется анализатор спектра электрических сигналов.
Передающая (7) и приемная (8) дипольные антенны выполнены перестраиваемыми и снабжены переключателями элементов настройки антенн.
Предлагаемый комплекс высокочастотной дипольной электроразведочной аппаратуры работает следующим образом. Передатчик (1) и приемник (2) располагают на свободной поверхности геологической среды на расстоянии R друг от друга вдоль осевой линии исследуемого профиля. Включают высокочастотный генератор (4), устанавливают один из его диапазонов, наиболее соответствующий исследуемому профилю, сканируют частоту генерируемого высокочастотного сигнала в пределах выбранного диапазона, усиливают высокочастотный сигнал усилителем мощности (6) и излучают его передающей дипольной антенной (7), предварительно настроенной путем переключения элементов настройки антенн на соответствующий диапазон. Излучаемый передающей дипольной антенной электромагнитный сигнал, распространяясь в геологической среде и отражаясь от зоны Френеля, достигает приемника (2). Электромагнитный сигнал, принятый приемной дипольной антенной (8) сканируется устройством непрерывного сканирования (9), усиливается усилителем мощности (10) и поступает в измеритель электрической составляющей высокочастотного сигнала (3), в качестве которого
используется анализатор спектра электрических сигналов. Анализируя спектры принятых электрических сигналов, судят об аномалиях и структурных особенностях геологической среды при данном расположении передатчика (1) и приемника (2).
Перемещая передатчик (1) и приемник (2) на свободной поверхности геологической среды вдоль осевой линии исследуемого профиля с заданным шагом, выбираемым в зависимости от требуемой точности определения структуры грунтов, производят аналогичным образом излучение, прием и регистрацию электромагнитного сигнала. По параметрам спектров электрической составляющей принятого высокочастотного сигнала судят о наличии и расположении аномалий и структурных особенностях исследуемой геологической среды.
Предлагаемая полезная модель может быть неоднократно изготовлена на базе выпускаемых отечественной промышленностью узлов и электро-радиоэлементов с применением современной освоенной технологии и может быть использована в геофизических исследованиях геологической структуры грунтов на участках предстоящего строительства или реконструкции существующих зданий и сооружений, а также для поиска захоронений опасных веществ, месторождений полезных ископаемых, водо-насыщенных слоев и источников подземных вод, что позволяет сделать вывод о соответствии полезной модели критерию «промышленная применимость».
Заявителем изготовлен макетный образец предложенного комплекса высокочастотной дипольной электроразведочной аппаратуры, испытания которого подтвердили его преимущества перед известными комплексами аппаратуры аналогичного назначения.