167794. lajstromszámú szabadalom • Szeizmikus rezgéskeltő berendezés változtatható időtartamú jelek jó hatásfokkal történő előállítására

3 167794 4 Ugyancsak gázkeverékkel üzemel az 1,116,281 lsz. angol szabadalommal védett szeizmikus rezgéskeltő berendezés is, amelynek henger alakú háza fenéklapjával a talajon fekszik. A házban elhelyezett dugattyú alatti égési térbe propán és bután gáz, valamint oxigén keverékét vezetik, ahol a gázkeveréket elektromos szikrával felrobbantják. A robbanás nagyon rövid idő alatt, az ezredmásodperc tört része alatt zajlik le. A robbanás hatására keletkező nyomást a ház fenéklapja a talajnak átadja. Így egy pozitív nyomásimpulzus keletkezik. A felfelé elmozduló dugattyú és a ház között rugós csatolás van, melynek hatására egy idő után a ház a talajról felemelkedik és így egy negatív nyomásimpulzus alakul ki. Az ismertetés szerint az impulzuspár időeltérése a keltett rezgés frekvenciáját meghatározza. Hátránya a megoldásnak, hogy az egyedi impulzusok alakja és így a keltett impulzus alakja is függ a felszíni talajréteg rugalmasságától. A rezgéskeltő háza és a vele „együttrezgő talaj" tömege és a talaj rugalmassága egy rezgő rendszert alkot. A rendkívül rövid ideig tartó gázrobbanási impulzus ezt a rezgő rendszert mozgásba hozza. A mozgás amplitúdója és időbeli lefolyása elsősorban a rezgő rendszer paramétereitől függ. A rezgéskeltővel együtt — rezgőnek tekinthető talajtömeg és a talaj rugalmassága —, s ezáltal a rezgés lefolyása helyről helyre változik. Ugyanilyen okból változik a rezgéskeltő földfelszíntől történő felemelkedésekor keletkező impulzus is. Az impulzuspár interferenciájaképpen keletkező rezgés alakja is változó. Ezt tetézi még, hogy az impulzuspár időkülönbsége sem lehet állandó. Puha talajba a ház gyorsabban süllyed be, a rugók előbb feszülnek meg és a ház korábban emelkedik fel — mint kemény talaj esetén. Ez több felvételnek összegezése, számítógépes feldolgozása esetén hátrányt jelent. N darab azonos alakú impulzus összege N-szeres amplitúdót ad. Amennyiben az egyes impulzusok alakja változik, az összegezés kedvezőtlenebb eredményt ad. Más számítógépes eljárásoknál is általában csökken a feldolgozás hatásossága, ha a különböző rezgéskeltések jele nem tekinthető azonosnak. Ezen kívül figyelembe kell azt is venni, hogy kevésbé iparosított területeken (Mongólia, fejlődő országok, sivatagos területek) a gázpalackok beszerzése, hosszú távolságra történő szállítása is komoly nehézséget okoz. A feltalálók által korábban kidolgozott és a 161,340 lsz. magyar szabadalommal védett szilárd sugárhajtóanyagú szeizmikus rezgéskeltő berendezés alkalmas ugyan a kívánt alakú jel előállítására — mivel a nyomásimpulzus lefutása szabja meg a jel alakját —, de ennek a berendezésnek hátránya a fúvókán kilövellő forró gázok miatti tűzveszély (pl. erdőben), a keletkező légnyomás-lökéshullám és az ezzel járó hanghatás (pl. sűrűn lakott területeken). A találmánnyal az a célunk, hogy a felsorolt hiányosságokat kiküszöböljük. Olyan szeizmikus rezgéskeltőt kívántunk létrehozni, amely szilárd hajtóanyaggal üzemeltethető, a szemcsenagyság megválasztásával és az elégetőkészülék konstrukciójával az égési idő szabályozható, mégsem jár a rezgéskeltés tűzveszéllyel, légnyomáslökéssel, 5 ill. az utóbbival együtt járó hanghatással, és a rezgéskeltő lakott területen is használható. A találmány értelmében ezt olyan rezgéskeltő berendezéssel érjük el, amelynek ismert nyomásálló anyagból kialakított és fenéklapjával a ta-10 laj felszínére helyezett házában dugattyú helyezkedik el. A dugattyú és a ház között égési tér van kialakítva. A házhoz, vagy a dugattyúhoz megválasztható szemcsenagyságú szilárd hajtóanyagot elégető készülék van rögzítve, amely 15 táwezérléses gyújtószerkezettel van összeépítve. Az elégető készülék égési teréből a dugattyú és a ház közötti továbbégést biztosító égési térbe legalább egy fojtást szabályozó fúvóka torkollik, amelyen át a szilárd hajtóanyag égésterméke és a 20 szilárd hajtóanyag még elégetlen része a fúvóka, vagy fúvókák keresztmetszetével beállított idő alatt a dugattyú és a ház közötti égési térbe jut. Ennek következtében a ház fenéklapjára és a dugattyúra ellentétes irányú erő hat. Mivel a 25 hajtóanyag szemcsenagyságával és a fúvóka vagy fúvókák geometriájával az égési idő, valamint a dugattyú elmozdulásának ideje befolyásolható, így a berendezéssel lehetőség nyílik a szeizmikus kutatásokban legkívánatosabb alakú 30 (időtartamú) jelek előállítására. A dugattyú és a ház ellentétes irányú elmozdulásából eredő impulzust úgy táplálhatjuk a talajba, hogy a ház fenéklapját ütőfejjé alakítjuk ki, és azt a talaj felszínére helyezzük, természetesen 35 az impulzus úgy is a talajba táplálható, hogy a dugattyú közvetlenül, vagy erőátvivő rendszeren keresztül csatlakozik a talaj felszínéhez. A gyújtószerkezet vezérlését, ezáltal a hajtóanyag gyújtását legelőnyösebben elektromos 40 úton végezhetjük el. Ezzel biztosítható, hogy a kezelő személy a rezgéskeltés helyétől tetszőleges távolságra helyezkedjék el. A hajtóanyag égéstermékeinek kiáramlásával járó hanghatás előnyösen csökkenthető egy sze-45 leprendszerrel, amely az égéstermékek eltávolítása céljából a dugattyú és a ház között elhelyezkedő égési térhez csatlakozik. A hajtóanyag elégése következtében merev ütközés jöhet létre a dugattyú és a ház zárólap-50 ja között. Ennek megakadályozására célszerű a dugattyút furattal ellátni, és a furatra csillapító szelepet szerelni. Ezen a szelepen az égéstermék egy része a dugattyú másik oldalán levő térbe áramlik, így merev ütközés nem jöhet létre. 55 A fenti konstrukció azzal a további, a szakterületen járatos szakemberek számára is meglepő előnnyel jár, hogy hatásfoka legalább egy nagyságrenddel meghaladja az ismert felszíni rezgéskeltők hatásfokát. 60 Az ütésszerű rezgéskeltők (gaograph, impaktor, terrapack, dinoseis) az ütésnél rendkívül rövid impulzust keltenek, (amelynek túlnyomó részt magasfrekvenciás összetevőit a talaj elnyeli, azaz ez az energiarész elvész) és csak a 65 feltalaj impulzus-válaszfüggvénye (lecsengése) 2