Полевой измеритель напряженности радиополя ПИНП-2

1. Принцип работы и краткая характеристика прибора. Прибор ПИНП-2 предназначен для поисков и разведки неглубоко залегающих рудных объектов, кварцевых жил, закарстованных и обводненных зон, а также для геологического картирования пород по методу радиокип.
Сущность метода радиокип заключается в изучении закономерностей изменения параметров электромагнитных полей радиовещательных и специальных длинноволновых станций, обусловленных геологическими неоднородностями исследуемой площади. Закономерности изменения параметров земных радиоволн длиной 500—2000 м, распространяющихся над поверхностью земли, в большой степени определяются электромагнитными свойствами горных пород, слагающих тот или иной участок трассы. В случае нарушения однородности пород на каких-либо участках возникают аномалии электромагнитного поля. Эти аномалии и являются объектом исследования методом радиокип и в частности — объектом изучения при помощи прибора ПИНП-2.

Прибор ПИНП-2 позволяет измерять вертикальную (Hz) и горизонтальную (Hp) составляющие вектора H переменного магнитного поля и угол а наклона вектора H к горизонту, а в отдельных случаях — радиопеленг 0 (направление на радиостанцию) в диапазоне частот 150—400 кгц (или длины волн 666—2000 м).
Полупроводниковая схема прибора питается от двух батарей типа 3,7-ФМЦ-0,5, которые обеспечивают работу прибора по 3—5 ч в сутки в течение 1—2 месяцев.
Все элементы радиосхемы, питание и органы управления прибора сосредоточены в одном блоке в металлическом корпусе, панель управления которого в нерабочем положении закрывается крышкой. Прибор снабжен ручкой для переноса в нерабочем положении; в рабочем положении он закрепляется при помощи заплечных ремней на груди оператора. Прибор ПИНП-2 вместе с источниками питания весит около 3 кг.
2. Устройство панели управления прибором. Батареи питания прибора вставляются в специальный отсек под крышкой 1 (рис. 64). Напряжение питания схемы (кроме схемы громкоговорителя) включается тумблером 2. Напряжение питания громкоговорителя 3 включается тумблером 4. Громкость громкоговорителя регулируется реостатом 5.
Напряженность составляющих магнитного поля определяется при помощи микровольтметра 6, цена деления которого (1; 10; 100; 1000 мкв/дел) устанавливается переключателем 7 и определяется соответствующими позициями последнего. В положении «Уст. напр.» переключателя 7 реостатом 8 устанавливается напряжение питания батарей прибора (стрелка прибора выводится на специальную отметку, нанесенную на шкалу прибора 6).
Настройка магнитной антенны на нужную частоту радиостанции (150—450 кгц) производится рукояткой 10. Одновременно с вращением этой рукоятки вращается стрелка 9, указывающая на лимбе 11 величину частоты, на которую настраивается антенна. Момент настройки определяется по максимальному отсчету стрелки прибора 6 и максимальной громкости и чистоте радиопередач по громкоговорителю.
Магнитная антенна 12 представляет собой соленоид с ферритовым сердечником диаметром 9 мм и длиной 120 мм. Витки антенны намотаны на специальном пустотелом эбонитовом цилиндрическом каркасе и помещены в незамкнутый электростатический экран. Ферритовый сердечник закреплен внутри каркаса с обмоткой ввинчивающейся с торца эбонитовой пробкой, на верхней части которой установлен круглый уровень 13. Уровень требуется для установки плоскости витков антенны в горизонтальное положение при измерении величины Hz. Антенна может поворачиваться вокруг горизонтальной оси 14 и вокруг вертикальной оси. В нижней части антенны имеется лимб 15 с указателем 16 для определения угла наклона антенны от вертикальной оси.
3. Работа с прибором. Методом радиокип выполняют геофизические исследования двух направлений:
1) рекогносцировочные мелкомасштабные исследования (1 : 100 000 и мельче) с целью картирования пород района по различию их удельных сопротивлений и диэлектрических постоянных, поисков крупных линз подземных вод в аридных зонах, выделения участков повышенной мощности рыхлых отложений, прослеживания крупных тектонических нарушений и для решения других задач регионального характера;
2) детальные крупномасштабные исследования (1:50 000 и крупнее) по прослеживанию и оконтуриванию контактов пород, зон тектонических нарушений, рудных тел, кварцевых жил, даек и других наклонных и крутопадающих объектов небольших размеров.
Исследования проводят как по системе заранее разбитых профилей, так и по отдельным маршрутам, которые прокладываются в процессе съемки. Шаг наблюдений при работах любого вида не превышает 20—25 м, а при крупномасштабных может быть равен 15—10 м и менее.
Для работы на данном участке выбирают радиостанцию, расположенную на расстоянии 1000—1500 км от участка с наибольшей напряженностью магнитного поля и наибольшей (в пределах 600—2000 м) длиной волны, направление на которую наилучшим образом совпадает с простиранием геологических неоднородностей на участке.
В районах Крайнего Севера, где радиовещательные длинноволновые станции днем регулярно не прослушиваются, для исследования методом радиокип используют специальные длинноволновые радиопередатчики мощностью 10—15 квт, позволяющие проводить работы в радиусе нескольких сотен километров.
Для наблюдений выбирают время, когда короткопериодические вариации (со скоростью 5—10 мкв/мин) отсутствуют или минимальны. Работу в маршруте с прибором ПИНП-2 выполняют обычно один-два человека.
Наблюдения s прибором проводят в следующем порядке.
1. Прибор при помощи заплечных ремней закрепляют на груди оператора, включают питание тумблером 2 (см. рис. 64), устанавливают режим питания (при положении «Уст. напр.» переключателя 7 выводят реостатом 8 стрелку прибора на красную черту шкалы) и в течение 15—20 мин выдерживают прибор во включенном состоянии, что требуется для установления нормального режима работы схемы.
2. Переключатель 7 переводят в положение «1», тумблером 4 включают громкоговоритель и реостатом 5 устанавливают оптимальное звучание громкоговорителя.
3. Антенну устанавливают в горизонтальное положение и производят настройку на выбранную радиостанцию при помощи рукоятки 10 и путем поворота антенны вокруг вертикальной оси. Индикатором момента настройки являются максимальная громкость радиопередачи и максимальный отсчет по стрелке микровольтметра 6. Если во время настройки при положении «1» переключателя 7 стрелка прибора зашкаливает, то указанный переключатель устанавливают в положение «10» и т. д., т. е. выбирают такую цену деления микровольтметра, при которой стрелка имела бы наибольшее отклонение, но не уходила бы за пределы шкалы.
4. После настройки на выбранную радиостанцию оператор выходит на первую точку профиля и ориентируется таким образом, чтобы магнитная антенна при максимальном отсчете по стрелочному прибору располагалась приблизительно в середине внешнего сектора зе вращения, т. е. антенна во избежание влияния на показания магнитных частей прибора не должна располагаться над панелью управления. Выбранная ориентировка оператора должна сохраняться (с точностью ±10°) при всех измерениях по данному профилю и на всей системе параллельных профилей участка. Максимальный отсчет по стрелочному прибору при указанной ориентировке горизонтально расположенной магнитной антенны является величиной горизонтальной составляющей Hр напряженности магнитного поля.
5. В каждой последующей точке антенну, находящуюся в горизонтальном положении, вращают вокруг вертикальной оси до установления максимального отсчета — величины Hр.
6. После измерения Hp при фиксированной ориентировке лимба 15 антенну поворачивают вокруг горизонтальной оси 14 до получения минимального отсчета по микровольтметру (при этом переключатель 7 должен быть установлен в положение «1») и снимают показание стрелки 16 на лимбе 15, которое является величиной угла наклона (а) суммарного вектора магнитного поля.
7. Посредством круглого уровня 13 антенну устанавливают в вертикальное положение. При этом показание стрелки милливольтметра, умноженное на цену деления, является величиной напряженности вертикальной составляющей Hz вектора магнитного поля.
Цену деления прибора при измерении величин Hz и Hp выбирают по правилу, указанному в пункте 3.
Для оценки точности измерений проводят контрольные наблюдения на профилях с аномальными значениями поля в объеме не менее 5% в южных и средних широтах и не менее 10% в северных широтах (севернее 60° с. ш.).
4. Обработка наблюдений. По результатам полевых наблюдений строят планы графиков профилей или графики маршрутных наблюдений величин Hp, H2 и угла а. Горизонтальный масштаб графиков обычно соответствует масштабу съемки, а вертикальные масштабы должны обеспечивать четкое выделение аномалий на фоне нормального уровня напряженности электромагнитного поля. Для графиков Hp используют масштабы от 5 до 100 мкв/см, для графиков Hz — от 2 до 10 мкв/см и для графиков угла а — от 2 до 5 град/см. Совместно с графиками рядовых наблюдений строят графики контрольных замеров. Точность наблюдений оценивают по качественному совпадению кривых: при удовлетворительном качестве на контролируемых профилях должны повторяться характерные аномальные изменения, полученные в процессе рядовых наблюдений.
Проводящие объекты по полученным данным выделяются максимумами величины Hp, минимумами Hz (с двумя максимумами по сторонам); график углов а над проводящим объектом переходит через нуль и дает по сторонам два экстремума разного знака.