183990. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés mesterséges áramterű geoelektromos mérések jel/zaj viszonyának javítására
1 183 990 2 távolságokat, az áramimpulzusok hosszát vagy frekvenciáját egy konkrét kutatási feladat elvégzése előtt becslés alapján előre határozzák meg, igen gyakran előfordul, hogy csupán a mérések legutolsó fázisában derül ki, hogy a paraméterfüggvény torzult a pontatlan mérés vagy a 5 kedvezőtlen terítési irány miatt, vagy a megadott terítési távolság vagy nem érte el a kívánt kutatási mélységet, illetve azt lényegesen túlhaladta, továbbá a regisztrálási idő túl rövid vagy igen hosszú, volt. Mindezek összességében azt eredményezik, hogy a mérések Í0— 15 %-át ismé- 1(, telni kell, vagy a mérések egy része csak csökkent értékű információként használható fel. Az új geoelektromos módszerek alkalmazása megköveteli a mérések idő- és frekvenciatartományának kiszélesítését, ami a hagyományos analóg szűréses vagy számítógépes jel/zaj viszony javítási eljárások alkalmazási lehető- *' ségét, mint pl. a digitális időben változó szűrés, sokszoros összegzés stb. szűk korlátok közé szorítják, mivel a mérendő jel és a természetes elektromágneses térből eredő zajok és a hasznos jelek frekvenciája közel azonos, A találmánnyal az a célunk, hogy a felsorolt hiányos- Ságokat kiküszöböljük, a mérések jel/zaj viszonyát növeljük, ezáltal a helyszíni kiértékelést is lehetővé tegyük, a mérések gazdaságosságát javítsuk. Találmányunk azon a felismerésen alapszik, hogy a^g mérést zavaró tellurikus zajok mérések közben is, és azoktól függetlenül is érzékelhetők. Felismerésünk alapján az ismert megoldások hiányosságait olyan eljárással küszöböljük ki, melynek során a talajba mérőáramot vezetünk, érzékelőket telepítünk,^ majd a mérőáram hatására a talajban keletkezett primer0 és szekunder tereket mérjük, amikor is a primer és szekunder terek hatására közel érzéketlen hely(ek)en, vagyis ott, ahol a primer és szekunder tereknek minimumhelyei vannak, legalább egy segédérzékelőt telepi-^g tünk, és az érzékelőkön együttesen megjelenő hasznos-0 és zavarjelek összegéből a segédérzékelő(kö)n megjelenő zavarjel(ek)et kivonjuk. Hogy a segédérzékelők a hasznos jelekre érzéketlenek legyenek, célszerű azokat a mérőáram által meghatáro-^g zott hatáskörzettől távoli pont(ok)ra szükséges telepíteni; majd a kivonást folyamatosan és a méréssel egyidejűleg végezni. Az érzékelők és a segédérzékelők helyén azonos időpillanatban mérhető tellurikus pontenciálgradiensek^g között lineáris függvénykapcsolat áll fenn. Az ebből adódó korrekciót az észlelési helyeken az altalaj összegzett ellenállásainak hányadosából a mérések megkezdése előtt is meg lehet határozni. Ha a segédérzékelőkön mért tellurikus zavarjeleket folyamatosan korrigáljuk, megkapjuk gQ az érzékelők helyére vonatkozó tellurikus komponens értékeit. Az érzékelőkön meglevő hasznos és zavarjelek, valamint a segédérzékelőkön megjelenő és korrigált zavarjelek különbsége a mindenkori hasznos jel lesz. Az ismert berendezések hiányosságait a találmányig értelmében olyan berendezéssel szüntetjük meg, amelynek önmagában ismert mesterséges áramterű geoelektromos mérőrendszere van, amelyik a gerjesztő áramot, a primer és a szekunder teret méri, és legalább egy összegző egysége van, amelynek egyik bemenete ageo-gg elektromos mérőrendszer kimenetére, másik bemenete segédjeimére berendezésén, valamint segédjelkorrigáló és jeltovábbító egységen át a segédjeiérzékelőre van kötve. Az összegző egységen megjelenő jelek további feldől-gg gozása válik lehetővé, ha azok egy adattároló és mikroprocesszoros egységre csatlakoznak. Egymástól nagy távolságra esetleg több kilométerre telepített elektródákat és érzékelőket célszerű a berendezésre távközlési összeköttetéssel, például távadatátviteli berendezéssel csatlakoztatni. A találmányt példaként részletesebben rajz alapján ismertetjük. A rajz azonos hivatkozási számai és jelei azonos részleteket jelölnek. A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti eljárásnak A, M, N, B rendszerű ellenállásmérésekhez való alkalmazását, a 2. ábra pedig a találmány szerinti berendezés tömbvázlatát mutatja. Amint az 1. ábrán látható, A és B gerjesztő elektródák környezetükben olyan erőteret hoznak létre, amelyek Qi, Q2 -• O24 ekvipotenciális felületeket alakítanak ki. Az A és B gerjesztő elektródákat összekötő E egyenes és a Q,0, ill Q16 ekvipotenciális felület találkozási pontjain M, ill. N érzékelők, az E egyenestől R távolságban párhuzamosan futó P egyenes és a Q20 ekvipotenciális felület találkozási pontjain pedig MS,NS segédérzékelők helyezkednek el; ez utóbbi helyek a primer és szekunder terek minimumhelyei. A 2. ábrán látható, hogy az 1. ábra szerint telepített A, B gerjesztő elektródák, valamint az M, N érzékelők az l geoelektromos mérőrendszerre, az Ms, Ns segédérzékelők pedig 5 segédjelmérő egységre csatlakoznak. Az 1 geoelektromos mérőrendszer 11 kimenete a kétbemenetű 2 összegző egység egyik bemenetére, az 5 segédjelmérő egység 51 kimenete a 3 segédjelkorrigáló és jeltovábbító egység 31 bemenetén és 32 kimenetén át a 2 összegző egység másik 22 bemenetére van kötve, a 2 öszszegző egység 23 kimenete a 4 adattároló és mikroprocesszoros feldolgozó egységre csatlakozik. Eljárásunk ismertetésére leírjuk a találmány szerinti berendezés működését, példaként az ellenállás és gerjesztett potenciál méréseknél használt mérések megvalósítására. Geoelektromos kutatásoknál a leggyakrabban használt mérési elrendezés szerint két AB gerjesztőelektródán keresztül váltakozó előjelű pulzáló egyenáramot vezetünk a talajba, majd két MN érzékelőn (mérőelektródán) megmérjük a gerjesztő áram primer és szekunder terét. A mérés során az AB gerjesztő elektródák és az MN érzékelőn (mérőelektródák) helyzetét egy előre meghatározott rendszer szerint változtatva paraméterfüggvényeket határozunk meg. A talajban a gerjesztő áram hatására olyan Qi ...Qn ekvipotenciális felületek alakulnak ki, amelynek bármely két tetszőleges pontja között a potenciáltér gradiense zérus. A számtalan Qi ...Qn ekvipotenciális felület közül az eljárás szempontjából csak azok jöhetnek számításba, amelyeken olyan pontpár(oka)t találunk, amelyeknek iránya az MN érzékelők (mérőelektródák) irányával párhuzamos. Az ilyen Qi„. ...On ekvipotenciális felületek az A és B gerjesztő elektródák körül helyezkednek el, ezek például az 1. ábrán a O20—O24 jelű ekvipotenciális felületek. Ezekre telepítve Ms és Ns segédjelérzékelő elektródákat, mivel itt a talajban létrejövő gerjesztő áram primer és szekunder terének minimuma van, azaz a gerjesztő áram ki-bekapcsolásakor az Ms és Ns segédjeiérzékelökön csak azok a tellurikus komponensek jelennek meg, amelyeknek nagysága az Ms, Ns segédjelérzékelők távolságától és az altalaj összegzett Vezetőképességétől függ, hasonló a helyzet az MN érzékelőkéri (méroelektródákon) is. A hasznos és a 3
