173118. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés fúrólyukakat körülvevő talajrétegek vizsgálatára
5 173118 6 mágneses rezgést vevő, egymástól térben elválasztott első és második vevőantennája van, továbbá amely berendezés az első és a második vevőantenna által vett elektromágneses rezgés jellemzői közötti különbséget mérő eszközzel van ellátva. A berendezést az jellemzi, hogy a szondának a fúrólyuk falával érintkeztethető hordozó tagja van, és a legalább egy adóantennát valamint a vevőantennákat (Rí és R2) a hordozó tagnak a fúrólyuk fala felé néző oldalán kialakított, a környező talajrétegekben a fúrólyuk tengelyének irányában terjedő elektromágneses rezgést keltő, illetve vevő üreges résantennák akotják. A találmány szerinti berendezés, egy előnyös kivitelénél a vevőantennák (Rí és R2) egymástól 4 cm-re vannak elhelyezve. Egy másik előnyös kivitelnél az üreges résantennák dielektromos anyaggal vannak kitöltve. Egy további kivitelben a legalább egy adóantenna 300 MHz-30 GHz frekvenciájú mikrohullámú rezgést előállító oszcillátorhoz van csatlakoztatva. Célszerűen az oszcillátor frekvenciája az 500 MHz — 2 GHz frekvenciatartományban van. A találmány szerinti berendezés, egy további előnyös kiviteli alakjában az elektromágneses rezgés jellemzői közötti különbséget mérő eszköz a vevőantennákhoz (R, és R2) csatlakoztatott, az első és a második vevőantennánál vett jel közötti fáziskülönbséget mérő egységet tartalmaz. Egy másik kiviteli alakban az elektromágneses rezgés jellemzői közötti különbséget mérő eszköz a vevőantennákhoz (Rí és R2) csatlakoztatott, az első és a második vevőantennánál vett jel relatív csillapítását mérő egységet tartalmaz. Egy további előnyös kiviteli alaknak a fáziskülönbségmérő egységhez és a csillapításmérő egységhez csatlakoztatott a környező talajrétegekhez tartozó korrigált fázis állandót meghatározó számítóegysége van. A berendezésnek célszerűen a korrigált fázis állandót a ^corr = 0 ~a2 összefüggés szerint meghatározó számítóegysége van, ahol dcorr a korrigált fázis állandó, ß a fáziskülönbségmérő egység által meghatozott fázis állandó, a pedig a csillapításméfő egység által meghatározott csillapítási álandó. Egy további előnyös kivitelnek a fáziskülönbségmérő egységhez és a csillapításmérő egységhez csatlakoztatott, a környező talajrétegekhez tartozó dielektromos állandó veszteség-korrigált értékét meghatározó számítóegysége van. Célszerűen a berendezésnek a dielektromos állandó veszteség-korrigált értékét az c 2 Mco összefüggés szerint meghatározó számítóegysége van, ahol e a dielektromos állandó veszteség-korrigált értéke, ß a fáziskülönbségmérő egység által meghatározott fázis állandó, a a csillapításmérő egység által meghatározott csillapítási állandó, co az elektromágneses rezgés körfrekvenciája és p a környező talajrétegek mágneses permeabilitására vonatkozó állandó. Egy további előnyös kiviteli alaknak térben egymástól elválasztott első és második adóantennája és az adóantennákat váltakozva a mikrohullámú oszcillátorhoz csatlakoztató kapcsolója van, továbbá az egymástól térben elválasztott első és második vevőantenna a két adóantenna között, azokkal közel egytengelyűén van elhelyezve. Ennek a kivitelnek célszerűen az első \evőantennához csatlakoztatott, első jelet előállító első feldolgozó csatornája van, amely soros elrendezésben az első vevőantennáról származó jelet mikrohullám alatti frekvenciájú jellé átalakító első frekven- 5 daátalakítót és első erősítőt tartalmaz, és a második vevőantennához csatlakoztatott, második jelet előállító második feldolgozó csatornája van, amely soros elrendezésben átalakító második frekvenciaátalakítót és második erősítőt tartalmaz, továbbá az első és 10 második jel átlagos fáziskülönbségének megfelelő első kimenőjelet előállító egysége van, amely egység a fázisösszehasonlítás értelmének megfordítására a kapcsolóval van szinkronizálva. Egy további előnyös kialakításnak az első és a második jel relatív amplitu- 15 dójának megfelelő második kimenőjelet előállító egysége van, amely egység az amplitudóösszehasonlítás értelmének megfordítására a kapcsolóval van szinkronizálva, továbbá a fázisösszehasonlító egység kimenetét és/vagy az amplitudóösszehasonlító egység 20 kimenőjelét a kapcsoló nagyszámú ciklusa alatt átlagoló áramkört tartalmaz. Célszerűen az említett első mikrohullámú rezgést előállító oszcillátor mellett a berendezésnek második mikrohullámú rezgést előállító, az első mikrohullámú jellel vezérelt további 25 oszcillátora van, és a további oszcillátor kimenete az első és a második frekvenciaátalakítóhoz van csatlakoztatva. A találmány szerinti megoldás a talajrétegek dielektromos állandójának az ismert módszereknél na- 30 gyobb pontosságú meghatározását biztosítja. Ezt egyrészt az alkalmazott rezgés frekvenciájának jelentős megnövelésével, másrészt — szükség esetén — a találmány szerinti veszteség korrekció alkalmazásával érjük el. A találmány automatikus berendezést is 35 biztosít a veszteség-korrigált dielektromos álandó meghatározásához. A találmányt a továbbiakban a mellékelt rajzokon ábrázolt kiviteli alakok alapján ismertetjük részletesebben. Az 40 1. ábra a találmány szerinti berendezés egyik kiviteli alakjának részben tömbvázlat formájában adott képe. A 2. ábra a 2a ábrával együtt, egyszerűsített formában megmutatja a fúrólyuk tengelyének irányá- 45 ba terjedő hullám haladását valamely rétegben. A 3. ábra egyszerűsített formában mutatja a fúrólyuk tengelyének irányában terjedő elektromágneses hullám haladását egy úgynevezett „tiszta” rétegben. b0 A4, ábra az 1. ábra csillapításmérő egységének tömbvázlata. Az 5. ábra az 1. ábra számítóegységének tömbvázlata. A 6. ábra az 1. ábra szerinti hordozó tag egy ^ részének falfelőli oldalnézett képe. A 7. ábra a 6. ábra 7-7 vonala mentén vett metszet nagyított képe. A 8. ábra a porozitást kiszámító áramkör tömb- 60 vázlatát mutatja. A 9. ábra a találmány szerinti berendezés egy másik kiviteli alakjának részben tömbvázlat formájában mutatott képe. A 10. ábra a fallal érintkező hordozó tagot mutat- S5 ja, és segítséget jelent a 9. ábra szerinti berendezéssel megmérendő elektromágneses hullám természetének megértésében. 3
