
4.3.6. Pryamaya i obratnaya zadachi dlya vertikal'no namagnichennogo gorizontal'nogo cilindra beskonechnogo prostiraniya.
Pust' na glubine parallel'no osi y
raspolozhen beskonechno dlinnyi cilindr s magnitnym momentom edinicy
dliny, ravnym
, gde
- intensivnost'
namagnichivaniya, postoyannaya dlya vsego cilindra i napravlennaya vertikal'no,
- poperechnoe sechenie cilindra (ris. 2.7). Trebuetsya
opredelit' napryazhennost' polya vdol' osi
. Pole takogo cilindra
mozhno schitat' ekvivalentnym polyu beskonechnogo chisla vertikal'nyh
magnitnyh dipolei, centry kotoryh raspolozheny po osi cilindra.
![]() |
Ris. 2.7. Magnitnoe pole gorizontal'nogo cilindra beskonechnogo prostiraniya |
Potencial v tochke
ot elementarnogo dipolya opredelyaetsya soglasno uravneniyu (2.5):
![]() |
gde
Potencial vsego cilindra raven potencialu ot sistemy dipolei, raspolozhennyh vdol' osi beskonechnogo cilindra, ili integralu po ob'emu cilindra ot vyrazheniya dlya potenciala elementarnogo dipolya:
![]() |
Tak kak , to
i
![]() | (2.14) |
Legko videt', chto pri budet maksimum
a pri
Pri
znacheniya
budut
otricatel'ny, pri
- polozhitel'ny.
V plane nad gorizontal'nym cilindrom budut vytyanutye anomalii dvuh znakov.
Pri reshenii obratnoi zadachi glubinu zaleganiya cilindra
mozhno opredelit' po formulam: , gde
i
- abscissy tochek, v kotoryh
i
. Znaya
, mozhno naiti pogonnuyu massu cilindra
Zameniv
, poluchim
. Znaya
i
mozhno rasschityvat'
ploshad' secheniya cilindra.
4.3.7. Chislennye metody resheniya pryamyh i obratnyh zadach magnitorazvedki.
Pol'zuyas' formuloi (2.6), mozhno reshat' pryamye zadachi dlya tel drugih form i nevertikal'noi namagnichennosti. Prakticheski eti raschety realizuyutsya s pomosh'yu EVM. Obratnye zadachi mozhno reshat' metodom sravneniya nablyudennyh grafikov ili kart anomal'nyh magnitnyh polei s teoreticheski rasschitannymi dlya menyayushihsya geometricheskih parametrov i magnitnyh svoistv. Poluchiv naimen'shie rashozhdeniya mezhdu nimi, teoreticheskie parametry sovpavshei modeli perenosyatsya na real'nye ob'ekty. Oni igrayut rol' odnogo iz ekvivalentnyh reshenii (sm. 6.1).
5. Apparatura i metodika magnitorazvedki
5.1. Principy izmerenii parametrov geomagnitnogo polya i apparatura dlya magnitorazvedki
5.1.1. Izmeryaemye parametry geomagnitnogo polya.
Izmereniya magnitnogo polya Zemli i ego variacii provodyat kak
na stacionarnyh punktah - magnitnyh observatoriyah, kotoryh naschityvaetsya
na Zemle okolo 150, tak i pri magnitorazvedochnyh rabotah. Absolyutnye
opredeleniya polnogo vektora napryazhennosti geomagnitnogo polya svodyatsya
k izmereniyu, kak pravilo, treh ego elementov (naprimer, ). Dlya etogo primenyayut slozhnye trehkomponentnye
magnitnye pribory, kotorye nazyvayutsya magnitnymi teodolitami i variacionnymi
stanciyami.
Pri geologicheskoi razvedke izmeryayut absolyutnye
i otnositel'nye (po otnosheniyu k kakoi-nibud'
ishodnoi (opornoi) tochke
) elementy.
Pribory dlya magnitnoi razvedki (magnitometry) harakterizuyutsya raznoobraziem principov ustroistva. V osnovnom ispol'zuyutsya chetyre tipa magnitometrov - optiko-mehanicheskie, ferrozondovye, protonnye i kvantovye.
5.1.2. Optiko-mehanicheskie magnitometry.
Chuvstvitel'naya magnitnaya sistema optiko-mehanicheskih magnitometrov
sostoit iz magnita, kotoryi mozhet vrashat'sya libo vokrug vertikal'noi
osi (podobno magnitnoi strelke v kompase) dlya izmerenii prirashenii
gorizontal'noi sostavlyayushei v dvuh tochkah (), libo
vokrug gorizontal'noi osi dlya izmereniya prirashenii vertikal'noi sostavlyayushei
(
). Ugly otkloneniya
, proporcional'nye
ili
, opredelyayutsya s pomosh'yu special'noi
opticheskoi sistemy. Snyav otschety po magnitometru v dvuh tochkah (
i
), mozhno opredelit' prirashenie, naprimer,
,
gde
- cena deleniya magnitometra. Ee opredelyayut putem
graduirovki s pomosh'yu etalonirovochnyh magnitov. Na etom principe
byl postroen magnitometr, nazvannyi vesami Shmidta, primenyavshiisya
v magnitorazvedke dlya izmereniya
svyshe 50 let. Sredi
otechestvennyh magnitometrov k etomu tipu otnosilis' polevye pribory
M-2, M-18, M-27, a takzhe pribory dlya izmereniya magnitnyh cvoistv
obrazcov M-14 i astaticheskie magnitometry. Pogreshnosti v opredeleniyah
s pomosh'yu takih magnitometrov sostavlyayut
nTl.
5.1.3. Ferrozondovye magnitometry.
Izmeritelem polya v ferrozondovom magnitometre yavlyaetsya ferrozond (ili magnitomodulyarnyi datchik), predstavlyayushii soboi katushku s ferromagnitnym serdechnikom. Pervichnaya obmotka serdechnika vozbuzhdaetsya ot vspomogatel'nogo zvukovogo generatora chastotoi 200 gc. Pod ego vozdeistviem menyaetsya magnitnaya pronicaemost' materiala serdechnika, a eto, vsledstvie zakonov indukcii, privodit k tomu, chto vo vtorichnoi obmotke katushki voznikaet elektrodvizhushaya sila, proporcional'naya vektoru napryazhennosti magnitnogo polya Zemli, napravlennomu vdol' osi serdechnika.
Dlya izmereniya vertikal'noi sostavlyayushei ferrozond
orientiruetsya po vertikali osobym mayatnikom, pomeshennym v kardanovom
podvese. Poslednii snabzhen dempfiruyushim ustroistvom dlya bystrogo
zatuhaniya kolebanii. Ferrozond podklyuchaetsya k izmeritel'nomu bloku.
V nem pomeshen zvukovoi generator, pereklyuchatel' poddiapazonov, pereklyuchatel'
kompensacii magnitnogo polya, izmeritel'nyi indikatornyi pribor.
Sredi otechestvennyh magnitometrov k etomu tipu otnositsya magnitometr
M-17, prednaznachennyi dlya izmereniya s tochnost'yu
do 1
5 nTl.
Na ferrozondovom principe izgotovlyalis' otechestvennye
aeromagnitometry - AEM-49, AM-13, AMM-13, AST-46, AMF-21 i dr.
V aeromagnitometrah izmeritel'nyi ferrozond s pomosh'yu osobyh kardannyh
ustroistv i dvuh dopolnitel'nyh vzaimno perpendikulyarnyh ferrozondov
ustanavlivaetsya vdol' polnogo vektora napryazhennosti magnitnogo polya
Zemli. On pomeshaetsya v special'noi gondole i buksiruetsya za samoletom
na kabele dlinoi 40 - 50 m. Elektricheskii signal s etogo bloka
po kabelyu popadaet na pul't magnitometra, ustanovlennyi na samolete,
gde usilivaetsya elektronnym usilitelem, vypryamlyaetsya i popadaet na
avtomaticheskoe kompensacionnoe ustroistvo i osobyi samopisec. Na
lente, krome napryazhennosti polya , zapisyvayutsya vysota
poleta, marki vremeni, otmetki orientirov ili sinhronnyh aerofotosnimkov.
Aeromagnitometry ustanavlivayutsya na samoletah legkogo tipa ili na
vertoletah. Pogreshnosti izmerenii
-aeromagnitometrami
ne prevyshayut
20 nTl.
5.1.4. Yaderno-precessionnye (protonnye) magnitometry.
Chuvstvitel'nym elementom protonnogo magnitometra yavlyaetsya zhidkost',
bogataya protonami (voda, spirt). Sosud s etoi zhidkost'yu pomeshaetsya
vnutri pitayushei (polyarizacionnoi) katushki, v kotoroi s pomosh'yu postoyannogo
toka ot batareiki sozdaetsya magnitnoe pole. Ego nado napravit' perpendikulyarno
polnomu vektoru magnitnogo polya Zemli v dannoi tochke ( ).
Zhidkost' "namagnichivaetsya" v techenie primerno dvuh sekund, i vse
protony, kotorye mozhno schitat' elementarnymi magnitikami, ustanavlivayutsya
vdol' namagnichivayushego polya. Zatem namagnichivayushee pole bystro vyklyuchaetsya.
Protony, stremyas' ustanovit'sya vdol' vektora
, koleblyutsya
(precessiruyut) vokrug nego i induciruyut v izmeritel'noi katushke ochen'
slabuyu EDS, chastota kotoroi proporcional'na velichine napryazhennosti
polya
. Na etom principe byli izgotovleny otechestvennye
magnitometry: polevoi (MPP-203) s pogreshnost'yu izmerenii
do
2 nTl, a takzhe aeromagnitometr (MSS-214) i gidromagnitometr
(MMP-3) s pogreshnostyami poryadka
3 nTl.
Publikacii s klyuchevymi slovami:
geofizika - Zemlya - zemnaya kora
Publikacii so slovami: geofizika - Zemlya - zemnaya kora | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> |