Правила работы с комплектом икс-1.

Проверка готовности комплекта к работе:

1. Переключатель «питание-контроль» микровольтметра перевести в положение «бат», а переключатель «I-0-ΔU-RMN» в положение «0». Таким образом проверяется напряжение батарей питания. Напряжение должно составить не менее 15В, в противном случае батареи должны быть заменены.

2. Переключатель «работа-батарея» генератора перевести в положение «батарея». Стрелка индикатора должна занять положение в правой части шкалы за красной чертой, в противном случае батареи должны быть заменены.

Изменение разности потенциалов ΔU.

1. Переключатель «I-0-ΔU-RMN» установить в положение ΔU. При этом измеряемый сигнал ΔU подается к индикатору.

2. Вращая грубый и плавный регуляторы усиления, установить стрелку прибора против делений шкалы 30-50. Положение стрелки запомнить.

3. Поставить переключатель «I-0-ΔU-RMN» в положение I (в этом положении на индикатор подается сигнал с опорного генератора)

4. Действуя ручками отсчетного устройства α, β, Υ, добиться, чтобы стрелка индикатора заняла положение, в котором она стояла при подключении к индикатору измеряемой разности потенциалов.

5. Указатели α, β, Υ отсчетного устройства покажут величины, которые следует подставить в формулу.

ΔU=α ( β+γ) (2.6)

Отсчет производится по внешней шкале.

Измерение отношения ΔU/I (в мВ/мА) не отличается от рассмотренной техники ΔU (в мВ). Отсчет α в этом случае производится по внутренней шкале, а измеряемое отношение вычисляется по формуле ΔU/I= α(β+γ).

Градуировка прибора ИКС-1.

Для градуировки прибора, которая должна проводиться не менее 1 раза в неделю, применяется градуировочное устройство. Оно позволяет устанавливать эталонные значения ΔU/I от 10^-6 – до 10³ мВ/мА.

Для производства градуировки прибора ИКС-1 следует:

1. Собрать схему.

2. Установить переключатель градуировочного устройства в положение соответствующее надписи на колодке, к которой подключен генератор.

3. Установить в произвольное положение переключатели α,β,Υ, градуировочного устройства, произвести замер ΔU/I с помощью микровольтметра.

4. Вычислить погрешность (не более 3 %).

Рисунок 4 - Принципиальная схема измерителя кажущегося сопротивления.

Рисунок 5 - Лицевая панель микровольтметра (комплекс ИКС-1).

Рисунок 6 - Лицевая панель генератора 1ВА (комплекс ИКС-1).

1 – генератор, 2 – градуировочное устройство, 3 – микровольметр.

Рисунок 7- Схема градуировки комплекса ИКС1.

Контрольные вопросы:

1. Охарактеризуйте аппаратуру для работы на переменном токе низкой частоты.

2. Объясните принцип схемы ИКС-1.

3. Изложите проверку готовности прибора

4. Изложите принцип измерения разности потенциалов.

5. Охарактеризуйте градуировку прибора ИКС-1.

Лабораторная работа № 4 Методика проведения измерений методом электропрофилирования

Цель: Изучение методики проведения полевых работ методом ЭП. Расчет коэффициента установки и кажущегося сопротивления для различных методов электропрофилирования.

Оборудование: калькулятор.

Порядок работы:

1. Изучить теоретические основы.

2. Привести расчеты коэффициента установки и кажущегося сопротивления.

3. Ответить на контрольные вопросы.

Оформление работы:

После выполнения работы составляется отчет, в котором приводятся:

1. Тема работы.

2. Цель работы.

3. Ход работы

4. Расчеты коэффициента установки кажущегося сопротивления.

5. Ответы на контрольные вопросы.

Проведение измерений методом электропрофилирования.

При электропрофилировании применяются следующие аппаратура и оборудование.

1. Измерительные приборы - ЭСК-1, ЭСК-2, АЭ-72 при работе на постоянном токе и АНЧ-1, АНЧ -3, ИКС - на переменной токе.

2. Источники питания - специальные электоразведочные батареи 69 – ГРМЦ6 и 29-ГРМЦ-13, а при работе с небольшими электроразведочными установками (АВ=1000 м) и в труднопроходимых районах могут использоваться облегченные батареи сухих элементов 102 – АМЦГ – у – 1,0; 100 – АМЦГ – 2,0 др.

3. Соединительные провода - легкие провода полевой связи в хлорвиниловой изоляции (при работе с АВ=500 - 1000м), а также специальные. геофизические провода типа ГПСМО и ГПСМП.

4. Электроды в питающих линиях - стальные стержни диаметром 1,5-2см и длиной 0,5-1м, в измерительных линиях - медные (латунные) стержневые и трубчатые электроды.

5. Вспомогательное оборудование и снаряжение - катушки электроразведочные с подставками, кувалды, полевые вилки, клеммы, изоляционный материал и ремонтный инструмент.

Подготовка к полевым работам методами электропрофилирования заключается в проверке аппаратуры и оборудования и составлении монтажных схем измерительных установок. При подготовке ЭСК к началу полевых работ необходимо провести следующие проверки.

1. Проверка напряжения источников питания: прибора. Если при положениях «Н₁», «Н₂», «Н₃», «А» переключателя: Питание-контроль стрелка измерительного прибора не устанавливается на необходимые деления, отмеченные на шкале, то соответствующие элементы и батарея питания необходимо заменить. Эта проверка проводится ежедневно по нескольку раз.

2. Проверка работы вибропреобразователя проводится на слух, в случаях ненормальностей в работе проводят регулировку реле с помощью электронного осциллографа. Проверка эта выполняется ежедневно.

3. Проверка работы усилителя. Для этого закорачивают клеммы М и N включают прибор и при помощи рукояток компенсатора поляризации устанавливают стрелку прибора на пределе 1 мВ в правой части шкалы. Вместо обычной закоротки клеммы М и N соединяют через сопротивление порядка 100 кОм. Если при этом стрелка подбора отклоняется от первоначального положения не более чем на 5 -10 %, то усилитель считается исправным. Проверку нужно проводить 1 раз в неделю.

4. Проверка правильности градуировки шкал прибора по напряжению сводится к изменению одной и той же разности потенциалов, подаваемой от компенсатора поляризации, на двух смежных пределах. Расхождения при этом не должны превышать 5%. Проверка проводится по мере необходимости.

5. Проверка работы компенсатора поляризации. Закорачивают клеммы М и N, включают прибор и тумблер КП и вращают рукоятки компенсатора поляризации "Грубая", "Средняя", "Точная". Стрелка прибора при этом должна плавно перемещаться по шкале в сторону вращения рукоятки "КП". При этом должна быть обеспечена компенсация ЭДС поляризации грубая - в пределах  500 мВ, средняя - в пределах 30 мВ и точная - в пределах 3 мВ. Проверка проводится 1 раз в неделю и по мере необходимости. При работе с автокомпенсатором АЭ-72 вначале необходимо установить батареи 333.6Л,т.к. завод изготовитель их не комплектует. Затем проводят следующие проверки. Проверка напряжения источников питания. При положении переключателя "Питание-контроль" напряжение V1 должно находится в пределах от 14 до 22 В. а напряжение V2 - в пределах 1,2-1,5 В. В противном случае необходимо заменить батареи 3336Л или элемент РЦ 85 У.

6. Проверка работы автокомпенсатора:

   1. работа блока установки нуля - установить тумблерV-I в положение I, включить "КП", установить предел 1000 и включить прибор. Вращая ручку "Уст.0", .установить стрелку прибора на нулевую отметку шкалы. Последовательно изменяя пределы измерения от 1000 до 1, проверить на них установку нуля;

   2. работа "КП";

   3. градуировка шкал прибора по напряжению. Последние две проверки производятся аналогично проверкам прибора ЭСК1. При эксплуатации автокомпенсаторов необходимо в целях безопасности перед каждым выходом в поле проверить изоляцию цепей автокомпенсатора относительно его корпуса. Для этого соединяют клеммы А,В,М и N одной общей надежной перемычкой, к которой подключают одну клемму мегомметра с напряжением 1000 В, а вторую его клемму подсоединяют к любой неокрашенной детали корпуса. Сопротивление изоляции прибора должно быть не ниже 1000 МОм. При работе в поле эту проверку можно выполнить с помощью самого автокомпенсатора.

Вид схем установок зависит от разновидности электропрофилирования и используемой при этом аппаратуры. На рис. 1 - 4 приведены схемы наиболее употребляемых установок. Схему установки АМNВ (рис.8) легко преобразовать в установки АА' MN В' В или А А'А" МN B"В'В поставив дополнительные пары электродов A'B' и A"B",расположенные симметрично относительно центра установки. Размеры установки выбирают из условий АВ/А'B'= 2/4 и. МN=1/3 А'В'. При работе с установкой срединного градиента и дипольного профилирования удобнее и экономичнее вести наблюдения с аппаратурой ИКС-1, ИКС-50 (рис.8, 9) Конструкция электродов и число батарей рассчитываются исходя из размеров установки, величины и сопротивления поверхностных отложений.

Рисунок 8 - Схема установки для симметричного электропрофилирования.

Б - батарея сухих элементов 29-ГРМЦ-13 или 69-ГРМЦ-6; ИП – измерительный прибор; 1, 2 – соединительные провода.

Рисунок 9 - Схема установки для съемки срединных градиентов.

Г – генератор ИКС-50; ИП₁ и ИП₂ – измерительные приборы (микровольметры); Б – батарея сухих элементов или бензоэлектрический агрегат.

При комбинированном электропрофилировании (Рис. 9) линию бесконечности лучше всего относить от середины МN в перпендикулярном направлении. Для заземления этой линии устраивается сложное заземление, которое по возможности помещается в увлажненных местах.

Для выбора длины "бесконечность" в методе КЭП замеряют с двумя встречными установками и вычисляют для симметричной установки.

(3.1)

Затем отключают "бесконечность" и делают замер симметричной установкой. Различие между ними не должно превышать 5%.В противном случае необходимо увеличить длину "бесконечности" и повторить измерения.

При электропрофилировании размеры измерительной установки должно быть оптимальными, т.е. такими, чтобы полезные аномалии четко отмечались на фоне аномалий-помех и позволяли при минимальных затратах времени и средств решить поставленную задачу. Размеры измерительных установок определяются на основании опытных работ для конкретных геологических условий. В таблице 1 приводится зависимость между размерами питающих и измерительных установок для различных видов электропрофилирования.

Рисунок 10 - Схема установки для комбинированного электропрофилирования.

ИП – измерительный прибор; Б – батарея сухих элементов; К_А и К_С – катушка с приводами.

Техника полевых измерений методами электропрофилирования зависит от применяемой аппаратуры и типа измерительной установки в таблице 1 приведены данные для каждого вида электропрофилирвания.

Таблица 3.1

Вид электропрофилирования	Разнос установки	Размеры приёмной линии	Примечание
Симметричное (СЭП)	АВ= (3 ÷ 10)Н	МN ≤ 1/3АВ	АВ выбирается или на основании опытных работ, или по данным ВЭЗ
Комбинированное (КЭП)	АО=(3 ÷ 5)Н	МN ≤ 1/3АО	То же
Дипольное осевое (ДП)	0,7Н	МN ≤ 0,2	АВ определяется опытными работами.
Срединных градиентов (СГ)	АВ=(2 ÷ 5)Н	МN=(1/40÷1/60)АВ	МN меньше мощности искомых тел

Н – мощность перекрываемых отложений.

Коэффициент установок вычисляют по следующим формулам:

Для СЭП к = π (АМ АN)/MN

Для КЭП к = 2π (АМ АN)/MМ

Для СГ к = 0,2/MN(cosφ₁/AO²+cosφ₂/BO²)

Для ДП к = 2π/(1/АМ – 1/АN – 1/ВМ – 1/ВN)

Для осевых дипольных установок с равной длиной питающего и измерительного диполей и расстоянием между сближенными электродами кратным длине диполей коэффициент можно рассчитать по более простой формуле:

к = πni(n+1)(n+2) (3.2)

где n – 1, 2, 3… - число кратности.

Техника полевых измерений методами электропрофилирования зависит от применяемой аппаратуры и типа измерительной установки перед началом измерений необходимо провести все проверки и регулировку аппаратуры.

Результаты проверок записываются в полевой журнал затем составляют монтажную схему установки и располагают её таким образом, чтобы центр установки находился над пикетом, в котором будут осуществляться измерения после этого оператор дает сигнал о начале измерений.V и I значения которых записываются в полевой журнал специальной формы.

Вычислитель рассчитывает _к и наносит полученное значение на график после этого по команде оператора установка отключается от измерительного прибора и передвигается по профилю на расстояние, равное шагу профилирования.

Задание.

При поисках стройматериалов с целью оконтуривания зон распространения известняков и определения их сохранности на глубине решено проводить: (задание преподавателя). По геологическим сведениям известно, что интересующие зоны должны быть не менее 2,5км. По простиранию (северо-восточное) и 0,5км. по ширине примерная глубина залегания известняков 10-15м, их удельное сопротивление 150 Ом.м, сопротивление почвенного слоя 20Ом.м. Требуется установить сеть наблюдения, разносы измерительной установки, рассчитать коэффициент установки, необходимую мощность источника тока и конструкцию заземлений.