intechnguВестник НГУ. Серия: Информационные технологииVestnik NSU. Series: Information Technologies1818-79002410-0420НГУ10.25205/1818-7900-2018-16-4-68-78intechngu-62Research ArticleСтатьиЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПРОФИЛИРОВАНИЕ КОМПАКТНОЙ АППАРАТУРОЙ: НОВЫЙ ПОДХОД И РЕЗУЛЬТАТЫ ПРИМЕНЕНИЯELECTROMAGNETIC PROFILING BY COMPACT APPARATUS: NEW APPROACH AND RESULTS OF APPLICATIONКаринЮ. Г.KarinYu. G.noemail@neicon.ruБалковЕ. В.BalkovE. V.noemail@neicon.ruФадеевД. И.FadeevD. I.noemail@neicon.ruМанштейнА. К.MansteinA. K.noemail@neicon.ruПанинГ. Л.PaninG. L.noemail@neicon.ruАлымовА. О.AlymovA. O.noemail@neicon.ruРомановД. Б.RomanovD. B.noemail@neicon.ruИнститут нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАНРоссияTrofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RASRussian FederationИнститут нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН; Новосибирский государственный университетРоссияTrofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS; Novosibirsk State UniversityRussian FederationНовосибирский государственный университетРоссияNovosibirsk State UniversityRussian FederationООО «Конструкторское бюро электрометрии»РоссияLtd "Design Bureau of Electrometry"Russian Federation2018301020201646878Copyright © Карин Ю.Г., Балков Е.В., Фадеев Д.И., Манштейн А.К., Панин Г.Л., Алымов А.О., Романов Д.Б., 20202020Карин Ю.Г., Балков Е.В., Фадеев Д.И., Манштейн А.К., Панин Г.Л., Алымов А.О., Романов Д.Б.Karin Y.G., Balkov E.V., Fadeev D.I., Manstein A.K., Panin G.L., Alymov A.O., Romanov D.B.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://intechngu.elpub.ru/jour/article/view/62

Современные портативные приборы для электромагнитного профилирования и малоглубинного зондирования позволяют изучать распределение удельного электрического сопротивления грунта. К типичным сферам применения подобных комплексов можно отнести: исследование археологических объектов - курганы, древние поселения; решение экологических задач - изучение отвалов и хвостохранилищ горнодобывающих предприятий, зон распространения вредных веществ; локализация инженерных объектов - труб и коммуникаций, исследование состояния дамб и плотин. Перспективной сферой являются объекты агропромышленного комплекса - оценка плодородности почв (распределение минерализации), контроль эффективности мелиорации. Целью проводимых исследований является разработка и создание переносного программно-аппаратурного комплекса электромагнитного профилирования, позволяющего с высокой достоверностью и точностью обнаруживать и дифференцировать по удельному электрическому сопротивлению объекты различного рода. На основании оригинального принципа компенсации первичного поля генераторной катушки была разработана компактная многочастотная аппаратура для электромагнитного профилирования. В результате прототипирования создана оптимальная конструкция корпуса, позволяющая реализовать данный принцип компенсации. Для эффективного использования аппаратурного комплекса было создано программное обеспечение QZond, позволяющее управлять процессом сбора информации и в режиме реального времени визуализировать полученные данные. Проведенные полевые испытания на известных объектах электрометрического полигона ИНГГ СО РАН, при поиске локальных и протяженных проводников, а также археолого-геофизические исследования показывают эффективность реализации компактной аппаратуры электромагнитного профилирования.

Modern portable devices for electromagnetic profiling and shallow sounding make it possible to study the distribution resistivity of the soil. Typical areas of application of such complexes: research of archaeological objects - burial mounds, ancient settlements; the solution of environmental problems - the study of dumps and tailings of mining enterprises, zones of distribution of harmful substances; localization of engineering facilities - pipes and communications, research of the state of dams and dams. The perspective area is the objects of the agro-industrial complex - assessment of soil fertility (mineralization distribution), control of melioration efficiency. The purpose of the conducted research is the development and creation of a portable software and hardware complex of electromagnetic profiling, which allows to detect and differentiate objects of various kinds with high reliability and accuracy with respect to specific electrical resistance. Based on the original principle of compensation of the primary field of the generator coil, a compact multi-frequency equipment for electromagnetic profiling was developed. As a result of the iterative prototyping cycle, the optimal body design is realized, which allows to realize this compensation principle. To effectively use the hardware complex, QZond software was created, which allows to control the process of collecting information and to visualize the data in real time. The conducted field tests on known objects of the electrometric polygon of IPGG SB RAS, when searching for local and extended conductors, as well as archaeological and geophysical studies show the efficiency of the implementation of compact electromagnetic profiling equipment.

геофизические методы поискаэлектромагнитное профилированиеаппаратураархеологические исследованияинженерная геофизикапрограммное обеспечениеgeophysical methodselectromagnetic profilingequipmentarcheologyengineering geophysicshigh-precision positioningReferencesOrtuani B., Chiaradia E. A., Priori S., L'Abate G., Canone D., Mele M., Comunian A., Giudici M., Facchi A. Comparing EM38 and Profiler-EMP400 for the Delineation of Homogeneous Management Zones within Agricultural Fields // Extended Abstracts, First Conference on Proximal Sensing Supporting Precision Agriculture. Barcelona, 2015. DOI 10.3997/2214-4609.201413828Ortuani B., Chiaradia E. A., Priori S., L'Abate G., Canone D., Mele M., Comunian A., Giudici M., Facchi A. Comparing EM38 and Profiler-EMP400 for the Delineation of Homogeneous Management Zones within Agricultural Fields // Extended Abstracts, First Conference on Proximal Sensing Supporting Precision Agriculture. Barcelona, 2015. DOI 10.3997/2214-4609.201413828Won I. J., Keiswetter D. A., Fields G. R. A., Sutton L. C. GEM-2: A new multifrequency electromagnetic sensor // Journal of Environmental and Engineering Geophysics. 1996. Vol. 2 (1). Р. 129-138.Won I. J., Keiswetter D. A., Fields G. R. A., Sutton L. C. GEM-2: A new multifrequency electromagnetic sensor // Journal of Environmental and Engineering Geophysics. 1996. Vol. 2 (1). Р. 129-138.Манштейн А. К., Панин Г. Л., Тикунов С. Ю. Аппаратура частотного электромагнитного зондирования «ЭМС» // Геология и геофизика. 2008. Т. 49, № 6. С. 571-579.Манштейн А. К., Панин Г. Л., Тикунов С. Ю. Аппаратура частотного электромагнитного зондирования «ЭМС» // Геология и геофизика. 2008. Т. 49, № 6. С. 571-579.Балков Е. В. Технология малоглубинного частотного зондирования // Геофизика. 2011. № 6. С. 42-47.Балков Е. В. Технология малоглубинного частотного зондирования // Геофизика. 2011. № 6. С. 42-47.Балков Е. В., Фадеев Д. И., Карин Ю. Г., Манштейн А. К., Манштейн Ю. А., Па-нин Г. Л. Новый подход к малоглубинным электромагнитным зондированиям // Геология и геофизика. 2017. Т. 58, № 5. С. 783-791.Балков Е. В., Фадеев Д. И., Карин Ю. Г., Манштейн А. К., Манштейн Ю. А., Па-нин Г. Л. Новый подход к малоглубинным электромагнитным зондированиям // Геология и геофизика. 2017. Т. 58, № 5. С. 783-791.Эпов М. И. и др. Археогеофизические исследования в СО РАН, 2013-2015 годы // Мультидисциплинарные методы в археологии: новейшие итоги и перспективы: Материалы международного симпозиума. Новосибирск, 2017. С. 405-413.Эпов М. И. и др. Археогеофизические исследования в СО РАН, 2013-2015 годы // Мультидисциплинарные методы в археологии: новейшие итоги и перспективы: Материалы международного симпозиума. Новосибирск, 2017. С. 405-413.Балков Е. В., Стойкин Т. А., Манштейн А. К., Карин Ю. Г. Результаты применения малоглубинного электромагнитного профилирования на электрометрическом полигоне Института нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН // Геофизические исследования. 2013. Т. 14, № 3. С. 55-63.Балков Е. В., Стойкин Т. А., Манштейн А. К., Карин Ю. Г. Результаты применения малоглубинного электромагнитного профилирования на электрометрическом полигоне Института нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН // Геофизические исследования. 2013. Т. 14, № 3. С. 55-63.Эпов М. И. и др. Определение состава горно-рудных отходов геохимическими и геофизическими методами (на примере хвостохранилища Салаирского горно-обогатительного комбината) // Геология и геофизика. 2017. Т. 58, №. 12. С. 1944-1954.Эпов М. И. и др. Определение состава горно-рудных отходов геохимическими и геофизическими методами (на примере хвостохранилища Салаирского горно-обогатительного комбината) // Геология и геофизика. 2017. Т. 58, №. 12. С. 1944-1954.Манштейн А. К., Балков Е. В. Способ и устройство для индукционного частотного зондирования. Патент на изобретение № 2502092 от 20.12.2013.Манштейн А. К., Балков Е. В. Способ и устройство для индукционного частотного зондирования. Патент на изобретение № 2502092 от 20.12.2013.Балков Е. В. Множественные образы в сигнале от локальных объектов при электромагнитном профилировании компактным зондом с разнесенными катушками // Всероссийская школа-семинар имени М. Н. Бердичевского и Л. Л. Ваньяна по электромагнитным зондированиям Земли. СПб., 2011. 4 с.Балков Е. В. Множественные образы в сигнале от локальных объектов при электромагнитном профилировании компактным зондом с разнесенными катушками // Всероссийская школа-семинар имени М. Н. Бердичевского и Л. Л. Ваньяна по электромагнитным зондированиям Земли. СПб., 2011. 4 с.Балков Е. В., Халатов С. Ю., Манштейн А. К., Панин Г. Л. Малоглубинное электромагнитное профилирование компактной аппаратурой: теоретические оценки и результаты экспериментальных работ // Инженерная геофизика - 2014: 10-я юбилейная конференция и выставка (Геленджик, 21-25 апреля 2014 г.). Геленджик, 2014.Балков Е. В., Халатов С. Ю., Манштейн А. К., Панин Г. Л. Малоглубинное электромагнитное профилирование компактной аппаратурой: теоретические оценки и результаты экспериментальных работ // Инженерная геофизика - 2014: 10-я юбилейная конференция и выставка (Геленджик, 21-25 апреля 2014 г.). Геленджик, 2014.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.