Метод и средства компенсации температурных помех в системах геоэлектрического контроля

• Автор: Цаплев, Алексей Вячеславович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Муром
• Количество страниц: 132 с. : ил.

Содержание
Введение

1. Анализ влияния температурных помех в системах геоэлектрического контроля

1.1 Геодинамика геологической среды и геоэлектрическнй контроль геодинамических процессов
1.2 Основы построения телеметрических информационно-измерительных систем геоэлектрического мониторинга
1.3 Помехообразующие факторы и температурное влияние при регистрации и обработке геоэлектрических сигналов

1.4 Структура температурных помех при геоэлектрическом контроле

1.5 Проблемы геоэлектрического контроля суффозионных процессов и геомеханической локальной оценки провалообразования

Выводы и постановка задач исследования

2. Метод компенсации температурных помех в каналах измерения и регистрации геоэлектрических сигналов

2.1. Основные принципы применения компенсационных методов

2.2. Регистрация геоэлектрических сигналов с температурной компенсацией
2.3. Устранение ошибок при температурной компенсации геоэлектрических сигналов
2.4. Реализация многоканальных устройств пространственной регистрации геоэлектрических сигналов
Выводы
3. Информационная обработка геоэлектрических сигналов с учетом влияния температурных геодинамических помех
3.1 Параметрическая геоэлектрическая модель среды при температурном воздействии
3.2 Структура электрического поля точечного источника при наличии плоской границы раздела сред
3.3 Геодинамический контроль с применением многополюсных электроустановок
3.3.1 Случай расположения источников с одной стороны раздела сред
3.3.2 Случай расположения источников по разные стороны раздела сред
3.4 Геодинамический контроль параметров раздела сред с произвольным расположением
3.4.1 Двухфазный источник при произвольной ориентации раздела
3.4.2 Определение гео дин омических параметров контакта двух сред
3.5 Применение регрессионной обработки для устранения температурных геодинамических помех
Выводы
4. Управление электроустановкой и обеспечение стабильности формирования зондирующих сигналов
4.1 Компенсационное управление зондирующими сигналами в многополюсных электроустановках
4.2 Фазовое управление токами многополюсного источника зондирующих сигналов
4.3 Обеспечение частотной инвариантности фазового управления
4.4 Оценка фазовых искажений в линиях регистрации геоэлектрических сигналов
Выводы
Заключение
Литература

Введение
На современном этапе развития общества значительно возрос научный интерес к обеспечению безопасности жизнедеятельности людей и защиты окружающей среды от воздействия техногенных и природных опасных факторов. В последнее время существует тенденция значительного увеличения размеров территорий, вновь вовлекаемых и используемых в промышленной и гражданской-деятельности человека. Как следствие этого, происходит активизация опасных природно-техногенных процессов, связанных с изменением техногенной нагрузки на геологическую среду. Данные процессы могут протекать как медленно, постепенно накапливая изменения, так и быстро, скачкообразно приводя природно-технические системы к катастрофам.
Многочисленные примеры экологических аварий и кризисных предаварийных ситуаций, как на объектах жизнеобеспечения людей, так и в промышленных производственных зонах, возникающих вследствие постоянно растущей техногенной нагрузки на геологическую среду, служат убедительным доказательством серьезности- проблемы и необходимости усовершенствование систем геодинамического контроля.
Современные системы геодинамического контроля,' построенные на базе геоэлектрических методов зондирования, обеспечивают высокоточное слежение за экзогенной геодинамикой среды и позволяют предопределить возможные критические ситуации. Основные теоретические, и методические положения организации геоэлектрического контроля подробно освещены в работах ученых: Жданова М.С., Уайта Д.Э., Хмелевского В.К., Шевнина
В.А., Светова Б.С., Страхова В.Н., Бердичевского М.Н., Кузичкина O.P., Спичака В.В., Огильви A.A., Иванова А.П., Шаманина G.B. и др.
Подобные системы эффективны при проведении долговременного геомониторинга и для реализации функции геодинамического контроля, предназначенного для оперативной реакции на критичные геодинамические изменения объекта. Высокая эффективность достигается увеличением чувствительности измерительной системы за счет начальной установки, оперативной подстройки и управления источниками зондирующих сигналов.

Рис. 1.8 Структурная схема влияния температурных факторов на геодинамический объект и систему геологического контроля.
Температурное влияние по продолжительности воздействия можно
разделить на многолетние, сезонные и короткопериодные (или суточные).
Многолетние температурные вариации являются хаотическими
процессами, вызванными планетарными факторами, характер изменения
имеет вид медленно изменяющего тренда и влияние на систему контроля
пренебрежимо мало. Сезонные изменения (у оказывают существенное
влияние на геологическую среду и на телеметрическую систему
геоэлектрического контроля при проведении долговременных наблюдений,
они имеют вид трендовых изменений и требуют применения аппаратной
коррекции и специальных математических алгоритмов обработки.
Наибольшее влияние на метрологические и информационные
характеристики телеметрических систем геоэлектрического контроля
приповерхностных неоднородностей оказывают короткопериодные и
суточные вариации температуры Сі-
Математически эти помехи можно описать случайно-стационарными
процессами:
ф) ^т(0^+(рф+ Су. (1.3)
В соотношении (1.3) —частота суточных температурных вариаций. 02 -частота сезонных температурных вариаций, а ср% — соответствующий фазовый момент. Средние величины температурных помех для различных частот О согласно ГОСТ 16350-80 определяются климатической зоной, то есть зависят от месторасположения системы и варьируются в больших пределах.