Методы на основе гармонически изменяющегося поля
Под гармоническим понимается поле, все элементы которого изменяются во времени по закону косинуса или синуса. Возбуждение (создание) поля производится как гальваническим, так и индуктивным способами. Исследования выполняются преимущественно в диапазоне частот от первых сотен герц до единиц мегагерц.
Модификация ЭП включает не менее десятка методов и способов, которые основаны на установках индукционного или смешанного, например гальваническое возбуждение-индуктивный прием, способов возбуждения и приема сигналов электромагнитного поля. Широко известен метод дипольного электромагнитного профилирования (ДЭМП). Профилирование заключается в передвижении электроразведочной установки источник-приемник (И-П), где в качестве излучателя используется индукционная рамка, а в качестве приемника - магнитная антенна (рис. 2.22).
Рис. 2.22. Схема работы методом дипольного электромагнитного профилирования
1 – генератор электромагнитного поля; 2 – передающая антенна;
3 – приемная антенна; 4 – измеритель электромагнитного поля.
Генератор имеет узел периодического выключения тока. В моменты выключения производятся измерения фоновой составляющей вертикальной компоненты магнитного поля Hzест , а при работе генератора такой же компоненты наведенного поля Hzнав.
По результатам ЭП строятся графики и карты (см. рис. 68).
Следует подчеркнуть, что наблюденные значения Hzест априори можно рассматривать в качестве показателей электромагнитной загрязненности изучаемой территории на применяемой частоте. При этом, взаимодействие естественного электромагнитного поля с тектонически-нарушенными и близкими к ним по физико-геологическим особенностям зонами имеет наибольшую активность.
Модификация ЭЗ выполняется двумя способами. Первый из них относится к малоглубинной электроразведке и носит название радиально-частотного зондирования. Оно основано по аналогии с ВЭЗ на последовательном изменении размера питающей линии на фиксированной частоте (рис. 2.23).
Рис. 2.23. Схема установки радиально-
частотного зондирования
Другой способ это частотное зондирование (ЧЗ). Суть ЧЗ в том, что расстояние между питающим и измерительным модулем является постоянным, а частота изменяется от высоких значений до инфранизких. Происходит “задавливание” вихревых электрических токов в глубь земли. Метод относится к разряду глубинных. Функцией проникновения электрического тока на глубину является частота, т.е. в основе лежит явление скин-эффекта суть, которого в том, что на высоких частотах токи концентрируются у поверхности Земли, а на низких, наоборот, все более проникают на глубину. Исследования относят к так называемой дальной зоне, где формируются на удалении от источниковю плоские электромагнитные волны, проникающие в землю по вертикали. Установка ЧЗ показана на рис. 62.
Рис.2.24. Установка частотного зондирования
В процессе зондирования частота f изменяется с коэффициентами 1.2 – 1.5.
На каждой частоте измеряют U() и I и вычисляют к:
(2.12), где
(2.13)