162675. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés talajalakulatok vizsgálatára
9 162675 10 alakulat vezetőképességének mérhető tartománya korlátozott. Amint már előbb megállapítottuk, a legtöbb talajalakulat a természetben nem homogén és ezért a 2. ábrán az ilyen heterogén alakulatok vezetőképességének értékei nem g lesznek a homogén alakulat vezetőképességének 30 görbéjén. Az alakulat viszonylag kis vezetőképesség értékeinél ez a különbség nem túl lényeges, minthogy a 30 görbe meredeksége ilyen kis vezetőképesség értékeknél igen közel van a nullához. Mindazonáltal, vegyük figyelembe azt az állapotot, \Q amelynél egy adott heterogén alakulatnál a Vr és V x , értékek a 2. ábra szerinti 33 pontnak felelnek meg. A korábbi ismert rendszereknél, minthogy kizárólag a fázisban levő Vr feszültségkomponens értékét mérték, feltételezni kellett, hogy az alakulat vezetőképességének értéke ezen 33 pont függőleges 15 vetülete a homogén vezetőképesség 30 görbéjén. Valóságban a talajalakulat átlagos vezetőképességének jobban megfelelő értéket a 30 görbe azon pontja jelöl, amely a legközelebb van a 33 ponthoz, esetünkben ez a 34 pont. Amint korábban megállapítottuk, a heterogén alakulatból eredő pontat- 20 lanságok bizonyos mértékig korrigáihatók azáltal, hogy többszörösen mérő készülékeket használunk és bonyolult számolási módszereket alkalmazunk. A találmány szerint a vevőfeszültségnek mind a fázisban lévő Vr komponensét, mind pedig a 90°-kai eltolt 25 Vx , komponensét mérjük és hasznosítjuk, hogy olyan méréseket kapjunk, amelyek nemcsak pontosabban jellemzik az alakulat vezetőképességét a legtöbb esetben, de egyben jellemzik az alakulat heterogén jellegének fokát is. Ezen cél elérésére a találmány szerint feltételezzük, hogy a talaj- 30 alakulat ff vezetőképessége, amelyet az (1) egyenletben használtunk (figyelembe véve a (2) egyenletet is), komplex szám, amelynek valós és képzetes részei vannak. Ezeket a valós és képzetes vezetőképesség komponenseket a^ ill. Oy jelekkel jelölve, a arc »komplex vezetőképesség a követ- 35 kezőképpen irható fel: CTc = CT u*J°v (16) Ha az (1), (2) és (16) egyenleteket kombináljuk, az alábbi *° összefüggést kapjuk: / -iu> lM A t A r I \l V = Vr * j Vx = ,.„ ; \ I «.jLV JwM(ou • oy) 2 n L* •VI . ©ÍL VJ u,M(a u* Ö fi v) ) (17) Rátérve a 3. ábrára, itt feltüntettük a 2. ábra szerinti 30 görbét, hogy megvilágítsuk, mit képvisel ou és o v . Ebben az összefüggésben célszerű, ha néhány különleges példát használunk. Ha feltételezzük, hogy a Vr és V x , értékek olyanok, hogy a 36 pontot adják, és meghatározzuk az ezen ponthoz a 30 görbén legközelebb eső 37 pontot (még pedig merőlegesen a 30 görbére), ezen 36 pont és a 30 görbe közötti távolság jellemző a ov értékre és ilyen módon kalibrálható a CT V értékekben. A 30 görbe kezdő pontja, azaz Vr = Vx , = 0 pont és a 37 pont közötti görbedarab hossza jellemző a ou értékre és ilyen módon kalibrálható a ou értékek szerint A fentiekből látható, hogy a választott ou érték a vezetőképesség 30 görbéjén lévő azon pont amely a legköze- 60 lebb van a felrajzolt 36 ponthoz. Ilyen módon a ou jellemző lesz a talajalakulat vezetőképességének közepes értékére a vizsgált talajalakulat tartományban. Ilyen módon a ou átlagos vezetőképesség, ahogy ezt a kifejezést itt használjuk, képviseli azon homogén alakulat vezetőképességét, amely legjobban 66 megközelíti a vizsgált heterogén alakulat vezetőképességét. Figyelembevéve a ov jelentését, ha a V r és V x , értékek által meghatározott pont a vezetőképesség 30 görbéjén belül esik, mint adott esetben a 36 pont, akkor ov pozitív és a 70 talajalakulat vezetőképességének értéke a tekercsrendszer közelében kisebb, mint a tekercsrendszertől távolabbi helyen. Fordítva, ha ov a homogén vezetőképesség 30 görbéjén kívül esik, amint ezt a 38 pont mutatja, akkor ov negatív és a közeli réteg vezetőképessége nagyobb, mint a távoli réteg 75 vezetőképessége. Ilyen módon a CTV polaritása a vezetőképesség eloszlását mutatja a talajalakulatban. Nyilvánvaló, hogy a 38 pont és a homogén vezetőképesség 30 görbéjének legközelebbi pontja közötti távolság a heterogén jelleg fokára jellemző. Ilyen módon a av alkalmas arra, hogy meghatározzuk vele a heterogenitást, azaz a közeli és távoli talajalakulat tartományok viszonylagos vezetőképességét (függőlegesen és sugárirányban) azáltal, hogy megfigyeljük a számított ov paraméter nagyságát és polaritását. Homogén talajalakulatokban a ov értéke nullával volna egyenlő, minthogy a Vr és V x , értékei olyan pontot adnának, amely a homogén vezetőképesség görbére esik. A mért au értéket meghatározza az a hossz a görbén, amely a kezdőponttól (Vr = Vx , = 0) a felrajzolt pontig terjed. Az ismertetés eddig egyszerű, két tekercses elrendezésre vonatkozott. Ismeretes, hogy több adó- és vevőtekercs használata mellett a tekercselrendezés jobb átvitele biztosítható a környező talajalakulat anyagra, vagyis jobb sugárirányú és függőleges geometriai tényezőket kaphatunk. A találmány szerinti megoldás alkalmazható ilyen több tekercses elrendezésekre is. Ilyen több tekercses elrendezés kiértékeléséhez minden adó- és vevó'tekercs-párt meg kell vizsgálnunk, mint egyedi két tekercses elrendezést, és minden egyes ilyen két tekercses elrendezés jelét kell kombinálni. Ilyen módon, ha felírjuk a (17) egyenletet a több tekercses elrendezésre, az alábbi összefüggést kapjuk: V = Vr *jV x j "lMAtm Arn 2TT ife mn •eJ.-rLmn (l -J7L mn ) (18) ahol Atm az m-edik adótekercs keresztmetszetének és menetszámának szorzata, Arn az n-edik vevőtekercs keresztmetszetének és menetszámának szorzata, Lmn az m-edik adótekercs és az n-edik vevőtekercs középpontjainak távolsága, míg •V Uß (Oy * }Oy) 45 Ha a (18) egyenletet a vezetőképességre írjuk át a V vevőfeszültség helyett, akkor a (18) egyenlet jobb oldalát osztani kell E IUJV 4TT Atm A rn értékkel, hogy a kifejezést megfelelő alakra hozzuk. Ilyen módon ,Atm Ar n Lmn el TLmn (l-frLmn) "ML O = °T * Sa X = 2 Atm Arn Lmn (19) (Megjegyzés: egyszerűség kedvéért ax jelölés mellől elhagytuk a vesszőt, de ettől függetlenül a <rx megfelel a V x ,-nek.) A (18) vagy (19) egyenletek ekkor megoldhatók ou -ra és Oy-te, ugyanolyan módon, mint ahogy az (1) egyenletet megoldottuk ugyanezen paraméterekre kéttekercses elrendezésnél. A (18) és (19) egyenletek'általánosított kifejezések és érvényesek minden tekercselrendezésre, beleértve a kéttekercses elrendezést is. A (19) egyenlet felhasználható arra, hogy egy vonalsereget 5
