191391. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és kapcsolási elrendezés a talaj mikroszeizmikus vizsgálatára
1 191 39! 2 5 komparátor által meghajtott 5a fénydiódák sötétek maradnak. A 2 követőerősítők 22 kimenetein ekkor éppen 1 V (PÉP) mérhető a jel amplitúdójának maximumában, további analóg feldolgozás (mérőmagnetofon, tároló oszcilloszkóp stb.) céljára. A csúcstól-csúcsig mérő 3 áramkör a jelét a 7 A/D átalakítóra juttatja, a 8 kijelzőn ekkor az I csatorna amplitúdója jelenik meg mV-ban. A tizedespont automatikusan beáll. A 4 duál komparátor alsó-felső határérték kapcsolóként működik, így biztosítja 1 mV kompatálási szinten a fázisban elforgatott jelek pontos mérését is. A duál komparátorok kimenetei már TTL jelet szolgáltatnak; a digitális jel a 9 jelszelektorba jut, amely a jeleket a megfelelő 10, 11, 12 számlánc-csatornákra juttatja. A 15 multiplexer és a 16 demultiplexer áramkörökön keresztül a vezérlőmű alapállapota mellett a 17 fénydiódák közül az első az I- II csatornák jelei közötti időkülönbséget, a második az I—III csatornák közötti időkülönbséget, a harmadik az 1-IV csatornák jelbeérkezése közötti időkülönbséget jelzi ki éspedig a 18 fénydiódák révén dimenzióval együtt ms-ban. A 10, 11 és 12 számláncokat túlcsordulás elleni védelemmel láttuk el. Túlcsordulás esetén az adott I, II, III vagy IV csatorna (csatornák) számértéke kb. 2 Hz frekvenciával villog. A 19 vezérlőmíí léptetésekor a 21 kapcsoló, vagy külső utasítás hatására a 8 kijelzőn a 11 csatorna amplitúdó-maximuma jelenik meg. A 15 multiplexer most a lecsengési idő mérési eredményét továbbítja a 17 fénydiódákhoz. Ezzel egyidőben az első kijelzőn a II csatorna, a másodikon a III csatorna és a harmadikon a IV csatorna jelének lecsengési idejét olvashajtjuk le ms-ban. A dimenziót a 18 fénydióda egyidejűleg jelzi. A 19 vezérlőmű következő állapota esetén a 8 kijelző a III csatorna amplitúdó-maximumát, a 17 fénydiódák pedig a II, III, IV csatornák jelcsúcsainak számát jelzik ki, sorrendben. Az első esetben a tranziens jel irányváltozásainak számát, a második esetben a null-átmenetek számát mérjük. Az adatok leolvasása, illetve rögzítése után ismét a 19 vezérlőmű léptetése következik, amelynek eredményeképpen a 8 kijelzőn a IV csatorna jelének amplitúdó-maximuma olvasható le. Ebben az ütemben történik a digitális rendszer nullázása, a 17 fénydiódák inaktívak. Az utolsó 19 vezérlőmű-léptetés eredményeképpen beáll az alapállapot. A műszer ismét mérésre kész. A műszer rendelkezik digitális TTL szintű kimenetekkel is. Megfelelő interface-szel kiegészítve a készülék kommunikálhat más rendszerekkel. Ekkor a kimeneteken megjelenő „mérés kész” jelzés indítja a lekérdezést. A 19 vezérlőmű léptetésének jeleit a lekérdező rendszernek kell generálnia. A találmány szerinti módszer főbb előnyei abban foglalhatók össze, hogy a talaj felsőbb rétegének állapotát az eredeti helyen, bolygatatlan körülmények között és bonyolult, költséges műszerek alkalmazása nélkül meghatározhatóvá teszi. A mezőgazdaságban, a mély-és magasépítészetben, az archeológiában és számos szakterületen alkalmazható. A vizsgálatok tetszés szerinti számban ismételhetó'k, gyorsan és termelékenyen végezhetők, az eredmények számítógépen feldolgozhatok, tárolhatók és adatbank létesíthető. A találmány szerinti módszer további előnyei között említhető, hogy a szeizmikus kutatásoknál alkalmazott energiaforrás és annak távolsága az érzékelőktől: — a nagymélységű szeizmikus kutatásoknál nagy energiájú robbantás vagy vibráció több száz méter távolságban, — a mérnök-szeizmikus kutatásoknál 1 -6 kg tömegű kalapács ütése 7-100 in távolságban, inig — a találmány szerinti módszernél csupán 0,5 kg tömegű kalapács ütése 0,5-10 m távolságban. Szabadalmi igénypontok 1. Eljárás a talaj felső rétegének eredeti helyén (in situ) mikroszeizmikus módszerrel, bolygatás nélkül való vizsgálatára a talajban kalapácsütéssel szeizmikus hullámok keltésével és a rezgések rezgésérzékelőkkel való érzékelésével, azzal jellemezve, hogy a talaj felszínét a rezgésérzékelőktől ismert távolságokban - célszerűen félmétercnként, 1 Nin energiával - megütve, az ütési energia nagyságát a kalapácsba épített piezoelektromos érzékelők jelfeszültségének nagyságával ellenőrizzük, meghatározzuk az ütés által keltett hullám terjedési idejét és egyidejűleg felvesszük a rezgésérzékelő által felvett tranziens jelek jellemzőit, éspedig az amplitúdó-maximumát, a csúcsainak számát és a lecsengési idejét (1. ábra), továbbá az ütés helye és a rezgésérzékelő közötti távolság és a terjedési idő ismeretében megszerkesztjük a sebességfüggvényt (3. ábra), végül ennek alapján elkészítjük a talajszelvény térképét (4. ábra). 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy ismert szerkezetű és állapotú talajok tranziens jellemzőire kapott, a tranziens jel csúcsaira, lecsengési idejére és amplitúdó maximumára vonatkozó adatokat adatbankban tároljuk, amelyekkel ismeretlen talajok adatait összehasonlítva, az ismeretlen talaj szerkezetére, ill. állapotára következtetünk. 3. Az 1. vagy a 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kalapácsba épített piezoelektromos fej feszültségét ismert tömeg ismert magasságból való leejtésévei hitelesítve, a jel amplitúdó-maximumának nagyságából meghatározzuk az ütési energia nagyságát. 4 Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy meghatározzuk a tranziens jel amplitúdó-maximumának exponenciális regresszióját az üléstávolság függvényében és az abszorpciós tényezőt (béta, 5. ábra). 5 Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy meghatározzuk a tranziens jel csúcsai számának exponenciális regresszióját az ütéstávolság függvényében (6. ábra), valamint a lecsengési idő exponenciális függvényének paramétereit (7. ábra). 6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a sebességfüggvény adatait számítógéppel talajszelvény térképpé transzformáljuk (4. ábra). 7. Kapcsolási elrendezés az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítására, amelynek rezgésérzékelőkhöz csatlakozó áramkörei vannak, azzal jellemezve, hogy az érzékelők számának megfelelő számú csatornájához (1, ...IV) csatlakozó erősítője (1), ehhez csatlakozó követő erősítője (2), csúcstól-csúcsig mérő áramköre (3), digitális kimenetű analóg duál komparátora (4) és fénydiódához (5a) kapcsolódó túlfeszültségérzékelő komparátora (5), az áramkörhöz (3) kapcsolórendszeren (6) át csatlakozó A/D átalakítója (7) és ennek kiméi étéhez csatlakozó amplitúdó-maximum kijelzője (8), továbbá a duál komparátor (4) kimenetéhez jelsze-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 5
