Применение импульсной индукции в геофизике

Такой индуктивный геофизический метод исследования земной коры как метод переходных процессов (метод нестационарного поля, англ. transients electromagnetic method (TEM)) заключается в использовании незаземленной петли (метод НП-МПП) (метод зондирования становлением поля - ЗСП) - уложенного по периметру прямоугольника/квадрата (например, 100×100 м) провода, концы которого подсоединены к генератору.

Генератор вырабатывает кратковременные (до 50 мс) импульсы постоянного тока в питающей (генераторной) петле. В той же или другой (приемной) петле регистрируется переходный процесс (значение электродвижущей силы (ЭДС) $e(t)$) в пределах 1...50 мс после прерывания тока в питающей петле.

Возникновение переходного процесса объясняется тем, что резкое изменение магнитного поля при прерывании тока в проводящих объектах, расположенных вблизи питающей петли, индуцируются вихревые токи. В начальные моменты времени они распространяются в приповерхностной части грунта, затем проникают вглубь (это процесс напоминает кольца дыма (англ. "smoke ring")):
распространение вихревых токов в грунте
распространение вихревых токов в грунте

Этот процесс называется становлением поля в земле.Магнитное поле этих токов препятствует затуханию магнитного поля питающей петли и наводит дополнительную ЭДС в приемной петле. Зависимость напряжения в приемной петле от времени, прошедшего с момента переключения тока в приемной петле называется кривой становления поля.

Упрощенная регистрация переходного процесса осуществляется путем «стробирования» сигнала, т. е. фиксации мгновенных значений амплитуды сигнала через фиксированные промежутки времени после выключения тока.

Глубинность метода равна $H = ( 2 \dots 3) L$, где $L$ - длина стороны генераторной петли.

Недостатком метода является сильная чувствительность к помехам от линий электропередач и кабелей.

Индуктивные методы электроразведки разработаны в начале 1920-х годов и применяются для поисков месторождений хорошо проводящих руд, кимберлитовых трубок и подземных вод на глубинах до 500 м и геологического картирования.

Метод переходных процессов подходит для реализации его с помощью авиации - аэровариант метода переходных процесссов (АМПП):
АМПП
вертолет Ка-26 с аппаратурой АМПП

В аэроварианте метода переходных процессов генераторная рамка располагается на вертолете, а приемная рамка - либо на подвеске либо в выносной гондоле на тросс-кабеле длиной до 50 м. Высота полетов при этом составляет 50 - 100 м.

Яндекс.Метрика