Измерения электрического поля от искусственных источников и поля блуждающих токов проводится с помощью измерителя ЭРА и генератора тока ИКИ.
Аппаратура «ЭРА»
Серийная аппаратура ЭРА выпускается научно-производственным объединением «ЭРА» (г. Санкт-Петербург). С 1993 г. комплект аппаратуры продается вместе с программным обеспечением, разработанным в лаборатории малоглубинной электроразведки кафедры геофизики МГУ. Аппаратура используется при поисках и разведке полезных ископаемых и пресных подземных вод, а также при решении широкого круга задач инженерных изысканий: проектирование и оценка гидротехнических сооружений и подземных трубопроводов, при решении задач геоэкологии и изучении мерзлотных условий.
Аппаратура предназначена для проведения электроразведочных работ:
- методом сопротивления на частоте 4.88 Гц в различных модификациях электрических зондирований и профилирований;
- методом сопротивлений в бесконтактной модификации на частоте 625 Гц для выполнения дистанционных зондирований, аналогичных ВЭЗ, на небольшую глубину до 20 — 30 м;
- методом естественного поля и заряда в модификации измерения электрического потенциала на постоянном токе 0 Гц;
- для поиска подземных коммуникаций — труб и кабелей, — по которым протекает постоянный и переменный электрический ток.
При поверхностном покрове, благоприятном для устройства гальванических заземлений, аппаратура ЭРА на всех рабочих частотах позволяет проводить наблюдения методом сопротивлений по обычной технологии с заземленными питающими и приемными линиями. В случае плохих условий заземлений (мерзлый грунт, сухие пески и твердые искусственные покрытия) на частоте 625 Гц аппаратура дает возможность выполнения наблюдений по методике бесконтактных измерений электрического поля (БИЭП), т. е. без гальванического контакта приемных и питающих линий с землей. Применение новой методики возможно в условиях как плохих заземлений (в том числе недоступных для исследования летом — озера, болота, сельхозугодья), так и хороших, что ведет к увеличению производительности труда приблизительно в 1.5 раза. При этом главной особенностью таких бесконтактных измерений является то, что структура электрического поля подчиняется законам постоянного тока, что приводит к резкому увеличению качества геологической интерпретации результатов измерений.
Аппаратура портативна, имеет цифровую и стрелочную индикацию отсчетов, автоматическую компенсацию ЭДС поляризации электродов, расширенный диапазон стабилизированных выходных токов и повышенное выходное напряжение генераторов. Рабочие частоты аппаратуры позволяют изучать геоэлектрический разрез как на малых (0 — 10 метров), так и на больших глубинах (10 — 200 м) в зависимости от выбранных частот, типа и размеров электроразведочных установок. ЭРА является универсальной многоцелевой аппаратурой с возможностями достаточно просто и гибко менять технологию измерений, имеющих разную физическую основу. ЭРА хорошо сочетается с аналоговой аппаратурой предыдущего поколения АНЧ-3 и с электроразведочным генератором нового поколения ИКИ.
В комплект аппаратуры ЭРА входят:
- Измеритель с цифровым жидкокристаллическим индикатором работает на трех основных частотах (дополнительные платы, сделанные по нашему заказу разработчиками аппаратуры, дают возможность работать с магнитным индукционным датчиком на частоте 50, 78 и 100 Гц):
- 0 Гц — входное сопротивление 5 МОм,
- 4.88 Гц — входное сопротивление 80 МОм,
- 625 Гц — в зависимости от внешнего устройства входное сопротивление может быть увеличено до 2 ГОм,
- измеритель позволяет измерять реальные сигналы в диапазоне от 0.3 мкВ до 2 В при температуре от — 10 до +50°С; в измерителе предусмотрена функция автоматического выключения через 7 мин после любого последнего переключения; штатного питания измерителя хватает примерно на полгода работы; вес прибора 3 кг;
- Генератор 625 Гц дает ток от 0.1 мА до 100 мА (выходная мощность 15 Вт); вес генератора 3.7 кг;
- Генератор 0 и 4.88 Гц дает стабилизированный ток от 0.5 до 200 мА (выходная мощность 20 Вт в режиме длительного включения);
основное преимущество этого типа генератора в том, что он автоматически восстанавливает номинальный стабилизированный ток при улучшении условий заземления; вес генератора 4.3 кг.
Кроме этого, в комплект аппаратуры входят неполяризующиеся электроды ЭН-1, приемные, латунные и стальные электроды, катушка с проводом, комплект инструментов.
Питание аппаратуры производится от элементов типа «373», но генераторы удобнее питать от аккумуляторов, которые вместе с зарядным устройством входят в состав аппаратуры.
Активные электроды позволяют измерять электрическое поле в условиях практического отсутствия гальванического контакта, которые работают за счет высокого входного сопротивления встроенных в них усилителей. Кроме этого, электрическая антенна дает возможность измерять электрическое поле над поверхностью земли в воздухе (частота 625 Гц). При этом разнос не должен превышать 50 м, что соответствует глубинности исследования не более 25 м.
Генератор «ИКИ»
Серийный генератор «ИКИ» является одним из результатов конверсии в Российской военно-космической отрасли. Он разработан и выпускается Институтом Космических Исследований РАН с 1997 года.
Генератор вырабатывает стабилизированный ток от 1 до 100 мА (выходная мощность 30 Вт в режиме длительного включения, максимальное напряжение 300 В). Две рабочих частоты: постоянный ток и 4.88 Гц. Форма генерируемого сигнала — синус. Этим он выгодно отличается от генераторов предыдущего поколения, так как при одинаковой нагрузке потребляет в два раза меньше энергии. Другими достоинствами этого генератора являются компактность (вес с блоком питания 1,650 кг при габаритных размерах 290x105x33 мм) и набор интеллектуальных функций, которые, например, обеспечивают автоматическое включение и выключение генератора и зарядку аккумуляторов от широкого диапазона источников постоянного и переменного тока.
