148627. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés felszín alatti talajszerkezetek felszíni elektromos kutatására irányított áramtér útján
2 148.627 határozott térrészre korlátozódik. Mivel a mérőáram tér geometriája jól deffiniált, a mérőáram terében levő felszíni pontok között mért potenciálkülönbség és a mérőáram erősség hányadosát képezve és azt az elektródák elhelyezésétől függő konstanssal szorozva, eredményként a mérőáram által átjárt talajrétegek átlagos fajlagos ellenállása meghatározható. A találmány szerinti eljárásnál egy felszínen elhelyezett árambevezető elektródán és egy távolabb elhelyezett áramvisszavezető elektródán át a talajba áramot vezetünk. Ezen mérőáram terének geometriai alakját, valamint a mérőáramtér szimmetria tengelyének dőlésszögét a felszínen elhelyezett további árambevezető elektróda-rendszerből a talajba vezetett terelőáram segítségével szabályozzuk. A. mérőárambevezető és a terelőárambevezető elektróda rendszerek közé, a talajba vezetett áramok által előidézett potenciál-különbség mérésére, két mérőelektróda-rendszert helyezünk. A talajba a mérőárambevezető elektródákon át állandó intenzitású egyen, vagy célszerűen alacsonyírekvenciájú váltakozó áramot vezetve és terelő áramként a mérőárammal azonos polaritású, ill. jél alakú, frekvenciájú és fázishelyzetű áramot alkalmazva, ennek intenzitását úgy választjuk meg, hogy a két mérőelektróda között fellépő potenciálkülönbség gyakorlatilag zérus vagy valamely meghatározott, állandó érték legyen. A találmány szerinti mérési eljárás módja, a megvalósításra szolgáló berendezés egy kiviteli elvi alakja, valamint műszaki tulajdonságai az alábbiakban, az ábrák alapján kerülnek ismertetésre. Az 1. ábra a méréshez alkalmazott elektródaelrendezés egy lehetséges megvalósítási módját szemlélteti. Az Ao mérőárambevezető elektróda körül t sugarú körön vannak elhelyezve a Aj, A2 , A3, A4 terelőáram-bevezető elektródák. Az árambevezető Ao ponton átmenő egyenesen, attól szimmetrikusan f =ä> t távolságban vannak a Bi, B2 mérő és terelő árarnvisszavezető elektródák, fm távolságban egyik oldalon a N mérőköri földelő elektróda. A mérőelektróda-rendszer Mi, M2 és Mi', M2' elektróda-párjai m<^t távolságban nyernek elhelyezést. Az adott elektróda elrendezésnél az áramellátó-és .mérőegységek kapcsolását tömbvázlatban a 2. ábra szemlélteti. A műszeregységek áramellátását valamely áramforrás (1), agregátor vagy hálózat biztosítja. A mérőáram-'generáto.r (2) alacsony frekvenciás, célszerűen szinuszos jel alakú, szabályozható intenzitású mérőáramot szolgáltat. Egyik kimenő kapcsát szigetelt vezeték (22) a Ao árambevezető elektródával, másik kimenő kapcsát szigetelt vezetékek (21, 21') az Bi, B2 árarnvisszavezető elektródákkal kapcsolják össze. A terelőáramgenerátor (3) a mérőáram-generátorral azonos jel alakú, frekvenciájú és fázishelyzetű terelőáramot szolgáltat az egyes terelő-elektródák számára. A terelőáram áramszafoályozó ellenállásokon át (Pi, P2, P3, P4) szigetelt vezetékeken keresztül (32, 33, 34, 35) van a terelőárambevezető elektródákhoz (Aj, A2 , A3, A4) kapcsolva. A terelőáramgenerátor másik kimenő kapcsa szigetelt vezetékekkel (31, 31') az áramvisszavezető elektródákra (Bi, B2) (vagy a (2) mérőáramgenerátor (21, 21') kivezetéseihez csatlakozik. A mérőegység (4) egy ellenőrző-erősítőt (41) és egy mérőerősítőt (42) tartalmaz. Az ellenőrző-erősítő bemenetére valamelyik (Mi, M2 ) mérőelektródapár van kapcsolva. Rendeltetése az, hogy a két (M( , M 2 ) mérőelektróda közötti feszültségkülönbséget, mely a terelőáram segítségével zérus vagy más előírt értékre állítandó be, a szükséges pontossággal indikálja. A terelőáram intenzitása a változtatható áramkorlátozó ellenállásokkal beállítható úgy, hogy az említett különbségi feszültség a zérus, vagy más előírt feszültségértéket szükséges pontossággal megközelítse. Az _ ellenőrző erősítő (41) célszerűen szelektív erősítő, melynek detektált kimenő jelfeszültsége valamely tetszőleges típusú indikátort (pl. mutatós-műszert) működtet. A mérőerősítő (42) bemenő kapcsaira a mérőelektródapár egyik elektródája (Mi) és egy távoli mérőköri földelési pont (N) van vezetve. Az erősítő a M mérőpont és a Ao-tól mért távolságához viszonyítva igen messze levő N pont között fellépő potenciálkülönbséget méri, mely a mérőáram által átjárt talajrétegek eredő fajlagos elektromos ellenállásával arányos. A mérőerősítő az ellenőrző-erősítőhöz hasonlóan szelektív erősítőt és annak kimenő jelével működtetett indikáló vagy regisztráló műszert tartalmaz. Az ismertetett berendezés mérőáram-pászmájának jellegzetes alakját a 3. ábra szemlélteti. Az I mérőáram a Mj-ből és Mi'^ből kiinduló, folytonos kontúr-vonalakkal határolt tér-részben folyik el, s a Mj mérőpont és a távoli referenciapont között mért potenciálkülönbség arányos a mérőáram-pászma terét kitöltő rétegek átlagos fajlagos ellenállásával. A berendezés feladata elsősorban olyan geológiai szerkezetek kimutatása, amelyek nagy ellenálláskontrasztokkal j elentkeznek. Legyen a felszínalatti szerkezetet kitöltő kőzetösszlet átlagos fajlagos ellenállása R2 , a fölötte elhelyezkedő talaj átlagos fajlagos ellenállása Rí. Ebben az esetben a vizsgált szerkezet és a fölötte elhelyezkedő fedőrétegek közötti ellenálláskontraszt: Rí A feladat ebben az esetben meghatározni a szerkezet tetejének a Föld felszínétől való H mélységét (1—4. ábra) és a k ellenálláskontraszt értékét. E feladat a berendezéssel 3 különböző elektróda elrendezés útján oldható meg a 4. ábrán látható mérőárampászmák kialakításával. A három elektróda-elrendezésnél azonos marad a terelőáramelektródák helyzete és ezzel együtt annak a körnek t sugara, amelyen a terelőáram-elektródák elhelyezkednek, de változik a mérőelektródák (Mi; M2 —Mi'; M 2 ') középvonala és az Ao mérőáram elektróda közötti m távolság. Tehát a három elektródarendszer esetében t ugyanaz, viszont t/mi, t/m2 és t/ni3 különböző. E három rendszerrel nyert mérési eredményt különböző mértékben fogja befolyásolni a k ellenálláskont-
