183990. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés mesterséges áramterű geoelektromos mérések jel/zaj viszonyának javítására
1 183 990 tellurikus zavarjelérzékelők közötti átviteli függvényt a mérések előtt önmagában ismert módszerekkel meg kell határozni. Az MN érzékelőkön (méró'elektródákon) a hasznos- és zavarjelek összegéből a zavarjeleket úgy vonjuk ki, hogy az 1 geoelektromos mérőrendszer 11 kimenetén ezen megjelenő jeleket együtt a 2 összegző egység 21 bemenetére vezetjük, míg az MS,NS segédelektródák jeleit az 5 segédjeimére egységen és a 3 segédjelkorrigáló és jeltovábbító egységen át a 2 összegző egység 22 bemenetére visszük. A 2 összegző egység önmagában ismert módon kivonja a hasznos és zavarjelek összegéből az átviteli függvénnyel korrigált zavarjelet, majd a visszamaradó és kizárólag hasznos információt hordozó jeleket a 4 adattároló és mikroprocesszoros feldolgozó egységbe gyűjti későbbi feldolgozásra, vagy a feldolgozást a mikroprocesszorral elvégezve csak a kiértékelt eredményeket tárolja további felhasználásra, vagyis a szelvények és térképek megszerkesztéséhez. Az egész berendezés tehát egyidőben és egy helyen végzi a geofizikai kutatás három folyamatát, először a mérési adatokat gyűjti és korrigálja, másodszor a korrigált adatokat további számítógépes feldolgozásra alkalmas formában tömöríti és tárolja, harmadszor a paraméterfüggvényeket mikroprocesszorok alkalmazásával önmagában ismert módszerekkel kiértékeli. A leírásunkban ismertetett jel/zaj viszonyt javító eljárás és műszer alkalmazása számos nem várt előnnyel rendelkezik. Legnagyobb előnyt az jelenti, hogy a hagyományos műszerekhez és mérési eljárásokhoz képest másfélkét nagyságrendet növekszik a jel/zaj viszony, ezáltal lehetővé válik azonos kutatási mélységnél a tápegységek teljesítményének két nagyságrenddel történő csökkenése, vagy azonos teljesítményű tápegységteljesítmények mellett a kutatási mélység egy nagyságrenddel növelhető. Nehéz terepen a könnyebb és kisebb műszerekkel gyorsabban lehet dolgozni, ezenfelül a kisebb tápegységek üzemeltetési költségei is jelentősen csökkennek. A jel/zaj viszony javításának ismertetett módszereivel jelentősen csökkenthetők az elektronikus alkatrészek iránti specifikációs követelmények, ami a mérőműszer és a tápegység előállítási költségeinél jelent megtakarítást. További nem várt előny mikroprocesszoros műszerek alkalmazása esetén az a lehetőség, hogy a mérések befejezése után a mikroprocesszor elvégzi a paraméterfüggvényeken a direkt feladatok megoldását, például gerjesztett potenciál méréseknél kiszámolja a dinamikus paramétereket, ellenállásszondázásoknál a mélység és a fajlagos ellenállás adatokat, a mérőműszer tehát kiértékelt eredményeket ad, és a felhasználónak nincs szüksége a műszer áránál lényegesen költségesebb számítógépekre, a számítógépet üzemeltető programozókra,gépkezelőkre. A mikroprocesszoros jel/zaj viszonyt javító mérési eljárásnak további előnye az, hogy mivel az adatvezérlést, előfeldolgozást, a ROM mezőben elhelyezett softwarek cseréjével tetszőlegesen meg lehet változtatni, azonos felépítésű műszer többféle geofizikai kutatási módszer végrehajtására is alkalmas a hardwares egységek megváltoztatása nélkül. A mikroprocesszoros műszerek külső mérete, súlya, fogyasztása, előállítási költségei lényegesen kedvezőb-; bek. Ez egyrészt annak tudható be, hogy a legtöbb eset-' ben elhagyhatók a nagyértékű, ezzel szemben igen kényes digitális mágnesszalagos regisztrálók, azáltal, hogy a jel/zaj viszony javítása következtében a hagyományos módszernél alkalmazott statisztikus feldolgozási módszerekhez képest több nagyságrenddel kevesebb mérési adatot kell megmérni. A mérési és módszertani eljárások előnyeit néhány konkrét mérési példán keresztül igazoljuk: 2 /. Vertikális elektromos szondázások (VÉS) Nagymélységű VÉS szondázásokat (AB/MN = 8000/ 100 m> hagyományos mérőműszerekkel és I = 15-20 A áramerősséggel végzik, a gerjesztő áramot terepjáró gépkocsiba szerelt 12-16 kW-os benzinmotoros aggregátorok állítják elő. A mérésekhez vastag kábelt és igen sok acélelektródát kell használni. A szondázási görbék végén a látszólagos fajlagos ellenállás értékek szórása 5—8 %-nál nem jobb. Ugyanezt a mérést a leírásban szereplő jel/zaj viszony javítási módszerekkel 250 W teljesítményű tápegységgel úgy lehet lemérni, hogy az ellenállás értékek maximális szórása nem haladja meg a ±1,5 %-ot. A tápegység teljesítménye tehát 48-64-szer kisebb, mint a hagyományos generátoros tápegységeké. 2. A látszólagos gerjeszthetőség mérése A gerjesztett potenciál mérések esetében a jel/zaj viszony még kedvezőtlenebb, mivel a szekunder elektromos terek amplitúdója a primer térhez viszonyítva 1 —2 nagyságrenddel kisebb, és ez a kisamplitúdójú jel a mintavételi idő függvényében exponenciálisan is csökken. Ebből az igen kis amplitúdójú jelből kell az ércesedés kiterjedésére jellemző látszólagos polarizálhatóság értékét meghatározni. Kísérleti tapasztalatok igazolják, hogy a tellurikus eredetű zajokat a leírásunk szerint megvalósított eljárásokkal az eredeti amplitúdó 2-5 %-ára lehet lecsökkenteni, ami a jel/zaj viszony javítása szempontjából egyenértékű a tápáram 20-50-szeresre történő növelésével. Olyan gerjesztett potenciál méréseknél, ahol a jel/zaj viszony 2-10 közötti értéknél nem volt kedvezőbb, az eljárásunk szerint végzett mérésekből meghatározott látszólagos dinamikus geijeszthetőség értékek szórása kisebb volt ±10 %-nál. 3. Ellenállás-mérések mgyintenzitású, ipari zajos területeken A VÉS szondázások egyik igen problematikus területe a nagyvárosok belsejében végzendő kutatások, ahol a nagyteljesítményű egyenáramú fogyasztók a tellurikához némileg hasonlóan szeszélyesen változó amplitúdójú és periódusú kóboráramokat idéznek elő a talajban. A jel/zaj viszony javításával lehetővé vált, hogy 50-100 m behatolási mélységet éljünk el, alig néhány wattos tápegység teljesítmény alkalmazása mellett. A leírásban szereplő eljárást alkalmazó műszerek, összefoglalva nemcsak a jel/zaj viszony javításában biztosítanak számottevő előnyöket, hanem ugyanilyen jelentősége van annak is, hogy a kisebb költségráfordítással megszerzett kevesebb, pontosabb elsődleges mérési adatok gyors kiértékelésével a kutatás irányítására, a mérési paraméterek megváltoztatására is közvetlenül a mérések befejezésével egyidejűleg lehetőség nyílik. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
