DE1423551A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung von unter der Erdoberflaeche liegenden elektrisch leitenden Koerpern - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung von unter der Erdoberflaeche liegenden elektrisch leitenden Koerpern

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DE1423551A1
DE1423551A1 DE19601423551 DE1423551A DE1423551A1 DE 1423551 A1 DE1423551 A1 DE 1423551A1 DE 19601423551 DE19601423551 DE 19601423551 DE 1423551 A DE1423551 A DE 1423551A DE 1423551 A1 DE1423551 A1 DE 1423551A1
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/15Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for use during transport, e.g. by a person, vehicle or boat
    • G01V3/165Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation specially adapted for use during transport, e.g. by a person, vehicle or boat operating with magnetic or electric fields produced or modified by the object or by the detecting device

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Description

  • Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung von unter der Erdoberfläche liegenden elektrisch leitenden Körpern Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung von unter der Erdoberfläche liegenden elektrisch leitenden sowie elektrisch nicht leitenden polarisierbaren Körpern, insbesondere von Erzlagerstätten, mittels eines vorzugsweise von einem Flugzeug tiber dem abzusuchenden Bereich der Oberfläche bewegten Gerätes durch periodisches Aussenden elektromagnetischer Impulse in Richtung der Bodenfläche, unter der elektrisch leitende Schichten vermutet werden, und Registrierung des in den leitenden Schichten entstehenden sekundären Feldes durch miteinander verbundene Empfangs-und Meßgeräte.
  • Es ist eine Einrichtung zum Nachweis und zur Messung des Abstandes elektrisch leitfähiger Massen bekannt geworden, bei welcher ein Sender und ein Empfänger mittels eines Modulationssenders abwechselnd und mit variabler Frequenz ausgeschaltet werden, z. B. durch Beeinflussung der Gitter-oder Anodenspannung eines Röhrensenders, so daß aus der dem Maximum der Empfangsintensität entsprechenden Modulationsfrequenz der Weg zwischen dem Sender und der nachzuweisenden leitenden Masse ermittelt werden kann, den die Wellen hin und zurück durchlaufen. Bei dieser Anordnung werden also Sender und Empfänger abwechselnd außer Betrieb gesetzt, um einen zeitlich engbegrenzten Wellenzug auszusenden, der nach Reflektion an einem etwa vorhandenen elektrisch-leitenden Körperzu seinem Ausgangspunkt zurückkehrt. Wenn die Periode des abwechselnden Aus-und Einschaltens des Senders und Empfängers so gewählt ist, daB die Wellenfront der reflektierten Welle gerade in dem Augenblick in der Antenne eintrifft, wenn der Sender aus-und der Empfänger eingeschaltet ist, so erhält man in diesem ein Maximum der Empfangswirkung. In den Zwischenzeiten ist-aber ebenfalls eine Empfangswirkung vorhanden, denn bei dieser Einrichtung wird mit ungedämpften bzw. stehenden Wellen gearbeitet. Hierdurch entstehen Überlagerungen, welche die Arbeitsweise erschweren bzw. zu ungenauen Ergebnissen führen, besonders, wenn diese Einrichtung zur Bestimmung unterirdischer Erzlager, Grundwasser oder zur Ermittlung der Flughöhe von der elektrisch-leitenden Oberfläche dient.
  • Es ist weiterhin ein Verfahren bekanntgeworden, bei welchem-von einem Flugzeug ein im Schlepp hängendes, mit Meßeinrichtungen versehenes Gerät in einer gewissen Höhe über die Erdoberfläche geflogen wird. Aber auch bei diesem Verfahren bzw. Gerät werden zur Aufzeichnung des induzierten Sekundärfeldes in dem leitenden Körper stehende Wellen benutzt, die sowohl gleichphasig als auch ungleichphasig mit den aus dem Sekundärfeld resultierenden Komponenten sind. Das kontinuierliche Schwingungsverfahren bei diesem System beruht daher auf der Messung der Phasenverschiebung ; einer höchst ungenauen Methode, mit der auch schwierig zu arbeiten ist und die auch keine unbedingte Gewißheit über das Vorhandensein von Erzlagerstätten vermittelt, mit Ausnehme des Falles, daß es sich um leitende Lagerstätten von erheblicher Größe handelt.
  • Bei einem weiteren bekanntgewordenen Verfahren zur Messung der absoluten Höhe eines Flugzeuges oder eines Luftschiffes über dem Erdboden oder dem Abstand der Flugzeuge voneinander oder anderen physikalischen Objekten mit elektrisch-leitenden Eigenschaften benutzt man eine Funkenstrecke zur Aussendung aperiodischer gedämpfter elektromagnetischer Schwingungen. Diese Schwingungen werden mittels einer Elektronenstrahlröhre (Braunsche Röhre) in Richtung des zu messenden Objektes ausgestrahlt. Gemessen werden hierbei die unmittelbar reflektierten elektromagnetischen Wellen, die sich aber mit den ausgesandten Schwingungen überlagern und dadurch die Genauigkeit der Messung beeinflussen. Auch wäre es mit einer solchen Anordnung nicht möglich, mehrere Lagerstätten untereinander oder gar die verschiedene Leitfähigkeit-solcher Lagerstätten festzustellen. Ferner könnte man mit einer Kathodenstrahlröhre keine nennenswerten Energien ausstrahlen, wie es erforderlich ist, um in einiger Tiefe elektrisch-leitende Körper festzustellen. Die Rückwirkungen sind dann wahrscheinlich so schwach, daß auch eine erhebliche Verstärkung zur Messung nichtausreichen würde.
  • Schliéßlich ist noch ein Miniatur-Entfernungsmesser bekannt geworden, bei dem ebenfalls mit einer Funkenstrecke gearbeitet wird, die in festgesetzten Intervallen einen Dipol zum Schwingen anregt, der dann gedämpfte Schwingungen aussendet. Auch hier ist es erforderlich, bei dem Sender in regelmäßigen Abständen eine Sperrspannung, die ständig am Empfänger liegt, periodisch auszuschalten und den. Emprfänger für die Wiedergabe von Signalen empfindlich zu machen. Auch ist die von einer Funkenstrecke ausgestrahlte Energie verhältnismäßig zu gering, um aus größerer Hohe, wie. z. B. von einem Flugzeug aus, Erzlagerstätten zu ermitteln, die in einiger Tiefe in der Erdoberfläche eingebettet sind.
  • Die Nachteile werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Ermittlung von unter der Erdoberfläche liegenden elektrisch-leitenden Körpern, insbesondere von Erzlagerstätten, vorzugsweise mittels eines von einem Flugzeug über dem abzusuchenden Bereich der Oberfläche bewegten oder mittels eines ortsfesteh Gerätes durch periodisches Aussenden elektromagnetischer Impulse in Richtung der Bodenfläche, unter der elektrisch leitende Schichten vermutet-werden und Registrierung des in den leitenden Schichten entstehenden sekundären Feldes durch miteinander verbundene Empfangs-und Meßgerate dadurch vermieden, daß eine Antenne in vorbestimmten Intervallen mit einzelnen kurzzeitig abgebrochenen Gleichstromimpulsen beaufschlagt wird, die jeweils ein elektromagnetisches Gleichstromfeld aufbauen, das nach dem Verschwinden des Impulses zusammenbricht, wobei jeweils ein elektromagnetisches Feld induziert und eine entsprechende Wellenform ausgestrahlt wird, die in den zu prüfenden leitenden oder nichtleitenden Bodenschichten elektromagnetische Reaktionen, wie Wirbel-oder Polarisationsströme hervorruft, und daß diese elektromagnetischen sekundären Wirkungen in Abwesenheit des primären Gleichstromfeldes getestet werden.
  • Erfindungsgemåß können die Gleichstromsender Wellenformen von kontinuierlicher Amplitude, jedoch eckiger Form ausstrahlen, z. B. von quadratischer, sägezahnartiger oder sonstiger Form. In manchen Fällen ist es jedoch vorteilhaft, wenn-erfindungsgemäß der Gleichstromsender Wellen von Halb-Sinuswellenform ausstrahlt. Diese Wellenformen ermöglichen es, ausgeprägte Intervalle einzuhalten, in welchen die zurückgestrahlte Energie störungsfrei empfangen und ausgewertet werden kann.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Wellen mit einer Frequenz von etwa 80 Hz und einer Mindestunterbrechung von etwa 1 Millisekunde ausgestrahlt, wobei vorteilhaft die Wiederholungsfrequenz von 50Q Hz vorgesehen ist, die 1 Millisekunde Impulse und 1 Millisekunde Intervall zwischen den Impulsen vorsieht.
  • Eine weitere Verbesserung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die Bekundärsignale nach den drei Raumachsen in drei Komponenten zerlegt und vorzugsweise Teile derselben in drei gesonderten Empfangseinrichtungen durch einen Detektor abgetastet und registriert werden. Hierbei werden vorteilhaft Teile der angezeigten Komponenten in Abstand und voneinander getrennt in einem vorher bestimmten Zeitabstand gemessen.
  • Erfindungsgemäß werden die Signale, die von dem Detektor empfangen werden, in langsam schwankende Gleichstromsignale umgeformt, mit welchen. das Registriergerät beaufschlagt wird.
  • Eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht darin, daß die Empfangseinrichtungen aus drei Empfangsspulen bestehen, von welchen wenigstens eine für die Aufnahme der horizontalen Komponente bestimmt ist. Weiterhin ist erfindungsgemäß für den Empfang und die Abtastung einer jeden Komponente ein besonderer Kanal vorgesehen, der aus einem abgestimmten Verstärker, einem Detektoreingangstor, einem Integrator und einem Registriergerät besteht, die alle in Serie geschaltet sind. Zweckma. zig ist hierbei der Verstärker auf die Impulswiederholungsfrequenz abgestimmt.
  • Ein weiterer Vorschlag gemäß der Erfindung besteht darin, daß das Detektoreingangstor aus zwei getrennten Detektortoren besteht, die Teile der verstärkten Signale in zeitlich vorher bestimmtem Abstand einzeln abtasten.
  • Bei der Anordnung von drei Empfangsspulen zur Abtastung der in drei Komponenten zerlegten Rückantwort ist die Richtung der die horizontale Komponente aufnehmenden Empfangsspule erfindungsgemats que zu der Bewegungsrichtung der Impulsquelle bestimmt.
  • Für die Erzeugung der sehr intensiven Gleichstromimpulse wird erfindungsgemäß ein Thyratron vorgeschlagen, von dem eine Antenne in Form einer Schleife oder eines Stabes beaufschlagt wird, sowie Maßnahmen zur Steuerung des Gitters des Thyratrons im Takte der auszusendenden Gleichstromimpulse.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, und zwar zeigen : Fig. 1 eine Wellenform eines einfachen Stromimpulses, der in einer schleifenförmigen Antenne fließt ; Fig. 2 einen teilweise perspektivisch und teilweise aufgeschnitten dargestellten Flugkörper mit drei Empfangsspulen ; Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Aufhängungseinrichtung des Flugkörpers ; Fig. 4 das Blocdiagramm eines Kanals des Empfangssystems ; Fig. 5 eine empfangene Wellenform eines Primarimpulses als Folge eines in einem Leiter von hoher Leitfähigkeit hervorgerufenen elektromagnetischen Reaktionseffektes ; Fig. 6 eine gleiche empfangene Wellenform eines von einem Leiter von geringer Leitfähigkeit hervorgerufenen elektromagnetischen Reaktionseffektes ; Fig. 7 eine Wellenform eines Signals, das von abgestimmten Verstärkern erhalten wird, sowie die Lage des sekundären Detektorgatters ; Fig. 8 eine typische Aufzeichnung einer in einem einzelnen Kanal während eines Fluges quer über einen Leiter aufgenommenen und von diesem rückgestrahlten Rückantwort ; Fig. 9 das als Antwort von einem einzigen Leiter zurückgestrahlte-Feld, das die Lage von Materialproben zeigt, die von dem ersten Detektorgatter aufgenommen werden'können ; Fig. 10 eine typische Orientierung von einem Erzkörper guter Leitfähigkeit unter einer Schicht von schlechter Leitfähigkeit ; Fig. 11 eine komplexe rückgestrahlte Wellenform, die-von einem -Lei-ter hoher Leitfähigkeit und einemNånderen Leiter-von geringer Leitfähigkeit ähnlich den beiden in. Fig.. 10 gezeigten Körpern hervorgerufen ist, wobei die gestrichelten Linien die beiden Rückstrahlungskomponenten-darstellen, die sich zu der resultierenden komplexen zurückgestrahlten Rückantwort zusammensetzen ; Fig. I2 eine komplexe zurückgestrahlte Wellenform, welche die Lage der drei ersten Anzeigegatter-Proben zeigt ; Fig. 13 eine typische dreifache erste Detektorgatter-Probe einer zurückgestrahlten Antwortwelle, die von der senkrechten Querspule empfangen wird ; Fig. 14 eine typische einzelne Detektorgatter-Probe der-zurückgestrahlten. Antwortwelle, die von der horizontalen Spule empfangen wird ; Fig. 15 eine typische einzelne Detektorgatter-Probe der zurückgestrahlten Antwortwelle, die von einer vertikalen Längsspule empfangen wird ; Fig. 16 ein Blockdiagramm eines elektromagnetischen Detektorsystems, in dem mehrfache Kanäle benutzt werden ; Fig. 17 ein schematisches Schaltschema mit den Einzelheiten eines Impulsgenerator-Sendekreises ; Fig. 18 ein schematisches Schaltschema eines Vorverstärkers für die in den Empfangsspulen zu empfangenden Signale ; Fig. 19 ein schematisches Schaltschema eines Kanals der Empfangsseite des Empfängers ; Fig. 20 ein Beispiel der Art einer Aufzeichnung, die gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten wird.
  • Unter Bezugnahme auf die obenstehenden Zeichnungen werden Stromimpulse von der in Fig. 1 gezeigten Form durch einen Impulsgenerator erzeugt, der normalerweise 80 Impulse pro Sekunde in einem Sender in Form einer Schleife erzeugt, wobei ein impulsartiges elektromagnetisches Feld ausgestrahlt wird. Der Primärstromimpuls erscheint als eine differenzierte Wellenform, wenn er als Spannung in einer Empfangsspule angezeigt wird.
  • Ein Schaltdiagramm eines Senders, der mit Vorteil gemäß der vorliegenden Erfindung benutzt werden kann, ist in Fig. 17 dargestellt. Die Antennenschleife des Senders kann an einem Flugzeug angeordnet werden.
  • Der in Fig. 2 und 3 gezeigte Flugkörper wird durch ein Kabel 11 in einer Entfernung von ca. 150 m hinter-einem Flugzeug geschleppt.
  • Die Aufhängung des Flugkörpers 10 ist in ihren Einzelheiten in Fig. 3 gezeigt. Das Kabel 11, das die elektrischen Verbindungen enthält, sowie das Schleppkabel sind an einem elastischen Abfederungsseil 12 durch geeignete Vorrichtungen 13 befestigt. Das elastische Abfederungsseil 12 bildet einen Bügel, der an seinen beiden Enden an dem Flugkörper bei 14 durch Bolzen befestigt ist.
  • Das Abfederungsseil 12 besteht aus einem hochelastischen Seil in einer gewebten Hulule. Es soll die Vibrationen des Kabels von dem Flugkörper fernhalten. Der Flugkörper 10 enthält drei induktive Detektoren in der Form von drei Spulen mit Ferritkernen 15, 16 und 17, die auf eine Resonanzfrequenz von 12 kHz abgestimmt sind.
  • Die Spule 15 ist die vertikale Langsspule, welche die horizontale Komponente des Feldes, das in der Richtung des Fluges erhalten wird, empfangen soll. Die Spule 16 ist die Horizontalspule, die für die Vertikalkomponente des Feldes bestimmt ist, und die Spule 17 ist die vertikale Querspule, die bestimmt ist, um die Horizontalkomponente des Feldes im rechten Winkel zu der Flugrichtung zu empfangen. In der praktischen Ausführung können die Spulen 15 und 16 aus einer Mehrzahl von Spulen bestehen, die um kurze Perritstäbe gewunden sind und miteinander in Serie stufenförmig verbunden sind. Auf diese Weise wird eine Raumersparnis innerhalb des Flugkörpers 10 erzielt. Die Spulen können mit Silikongummi bedeckt sein, der bei Raumtemperatur aushärtet und müssen sehr sorgfältig akustisch mit Filz und Schaumgummi isoliert werden, um Mikrophoneffekte weitgehend zu unterdrücken. Jede der Spulen 15, 16 und 17 ist fur-sich sorgfdltig durch Einstellpotentiometer 18, 19, 20 gedämpft. Die Innenseite des Flugkörpers 10 ist mit einem Faraday'schen Käfig 21 versehen, um die. Interferenz weiter zu reduzieren. Der Faraday'sche Käfig ist durch das Kabel 11 geerdet bzw. mit Masse verbunden.
  • Drei Vorverstärker 22, 23 und 24, die einen Frequenzbereich von 5 Hz bis 20 kHz besitzen, sind für die Spulen 15, 16 und 17 vorgesehen. Die Verstärker müssen ein gutes Einschwingverhalten und einen Störpegel besitzen, der nicht größer ist als 10 Mikrovolt von Scheitel zu Scheitel am Eingang gemessen.
  • Der Begriff der Trennung der zurückgestrahlten Energie umfaßt eine Zeitsignalauswertung im Empfängersystem von einer Art, die in Fig. 4 gezeigt ist. Im Falle von Tonfrequenzen, wo Leiter in einem verhältnism>ßig kurzen Bereich unter Benutzung von induzierten Feldern angezeigt werden, wird das Rücksignal nur in einem unbedeutenden Zeitabschnitt mit Bezug auf die gesamte Erstreckung der ausgestrahlten Wellenform verzögert. Das Gatter kann infolgedessen durch einen Kippschalterkreis, der direkt mit dem Sender verbunden ist, eingeschaltet werden. Wenn zur Anwendung auf dem Rundfunkgebiet Rundfunkfrequenzen benutzt werden, und wenn Messungen an Riickimpulsen durchgefuhrt werden, die im wesentlichen zeitlich mit Rücksicht auf die Ausgangsimpulse verzögert werden, ist es erforderlich, die Gatter durch die vordere Flanke der Wellenform des Riickimpulses zu steuern.
  • Unter Bezugnahme auf Fig. 4 wird nun ein Blockdiagramm der Schaltung eines einzelnen Kanals gezeigt. Ein Beispiel der Verdrahtung des Empfangsteils der in Fig. 4 gezeigten Schaltung ist in Fig. 19 gegeben. Die Benutzung einer Mehrfach-Kanalanzeige wird in allen Einzelheiten späterhin behandelt. Signale, die beispielsweise von einer Spule 15 des Flugkörpers 10 kommen, werden durch einen entsprechenden Vorverstärker 22 geleitet (ein schematisches Diagramm für einen Vorverstärker, der vorteilhaft in der vorliegenden Erfindung benutzt werden kann, ist beispielsweise in Fig. 18 gezeigt).
  • Eine Hochfrequenzsiebkette 25, die eine niedrige Sperrfrequenz von 10 Hz besitzt, ist zwischen dem Verstärker 22 und dem ersten Anzeigegatter 26 geschaltet. Die Hochfrequenzsiebkette 25 läßt die erhaltenen Impulse-und das zurückgestrahlte Sekundarfeld ohne-jede Verzerrung durch. Es filtert die niedrigen. Frequenzsigna7. e., die durch die Bewegungen-des-Flugkörpers 10 und dessen Empfangsspulen in dem erdmagnetischen Feld erzeugt werden, aus.
  • Das erste Anzeigegatter 26 ist in geeigneter Weise zwischen zwanzig Mikrosekunden und einer Millisekunde Breite einstellbar, wobei eine Normalbetätigung von 100 Mikrosekunden vorgesehen ist. Es ist angeordnet, um eine Probe des Signals zu nehmen, das unmittelbar nach dem übertragenen Impuls folgt. Auf diese Weise wird, wenn irgendein zurückgestrahltes Sekundärfeld anwesend ist, dieses sofort angezeigt.
  • Die ersten und zweiten abgestimmten Verstärker 27 und 28 sind zwei Verstärker, die in Reihenschaltung angeordnet und auf die gleiche Frequenz im Wiederholungsverhältnis des Impulses abgestimmt sind.
  • Die Impulse werden auf die abgestimmte Frequenz der Verstärker von dem ersten Detektorgatter empfangen. Auf diese Weise nimmt das erste Detektorgatter 26 Probe von zufälligen Geräuschen ; es werden Signale von sich zufällig ändernder Polarität und Amplitude durchgelassen, die in den abgestimmten Verstärkern 27 und 28 ausgesiebt werden. Wenn indesser das erste Detektorgatter ein rückgestrahltes Sekundärfeld aufnimmt, wie es durch die Wellenform von Fig. 5 gezeigt ist, werden die Signale zusammenfließen und ein 80 Hz-Signal in den abgestimmten Verstärkern erzeugen.
  • Das zweite Detektorgatter 29 testet die Ausgangsimpulse der abgestimmten Verstärker in einem Wiederholungsverhältnis, die in dem übertragenen Impulsverhältnis stehen, d. h. in der abgestimmten Frequenz des Verstärkers wiedergegeben sind. Ein Beispiel dieses Signals und dessen Durchgangs ist in Fig. 7 gezeigt. Das zweite Detektorgatter 29 ist für eine Einstellung in einem Umfang von 20 Mikrosekunden bis 10 Millisekunden vorgesehen. Es ist außerdem in Phase abstimmbar, so daß Proben in den Scheiteln der Sinuswellenform von den abgestimmten Verstärkern, wie gezeigt, ausgewählt werden.
  • Der Integrator 30 besteht aus einem Tiefpaßfilter-Netzwerk, das angeordnet ist, die Impulse von dem zweiten Detektorgatter 29 in einen langsam veränderlichen Gleichstromsignalimpuls umzuwandeln.
  • Die Zeitkonstante des Tiefpaßfilter-Netzwerks oder Integrators 30 ist in geeigneter Weise zwischen 1 und 4 Sekunden einstellbar. Der Integrator oder TiefpaBfilter 30 hat die Funktion der Integrierung zusammenhängender Signale über die Periode der Zeitkonstante des Netzwerks, um die Geräuschänderungen von zufälligen Polaritäten auszusieben und zu zerstören, die von dem abgestimmten Verstärkersystem durchgelassen werden. Je länger die Zeitkonstante, um so enger ist die effektive Bandbreite des Systems, und um so größer die Verringerung von Geräuschen.
  • Normalerweise wird eine Zeitkonstante von zwei Sekunden für die Durchquerung in einer Höhe von 150 m tuber dem Erdboden benutzt.
  • Fig. 8 zeigt eine typische Unregelmäßigkeit, die mit einem Flugzeug bei 150 m Höhe und einer Geschwindigkeit von 185 km pro Stunde angezeigt wurde, aus der zu ersehen ist, daß die Länge der Zeitkonstante des Integrators auf ein Maximum von vier Sekunden erhöht werden kann, um die Signale abzuschwächen und die Geräuschänderungen zu verringern. Wenn jedoch die Zeitkonstante zu lang gewählt wird (beispielsweise 10 Sekunden), wird die Gestalt der Abweichungen, die durch die Leiter bzw. leitenden Schichten unter dem Flugzeug erzeugt werden, ernsthaft verzerrt.
  • Als Aufzeichnungsgerät 31 wird am geeignetsten ein hochempfindliches Spiegelgalvanometer verwendet, da dann der Gleichstromverstärker fortfallen kann.
  • Darüber hinaus gestattet das Spiegelgalvanometer die Benutzung von passiven Integratoren besser als von aktiven Integratoren.
  • Man ka^Wfi hierbei außerdem ultraviolette Lampen hoher Intensität benutzen und ein Spezialpapier, das die direkte Aufzeichnung gestattet, ohne chemische Entwickler zu benUtigen.
  • Die obengenannte Beschreibung bezieht sich auf den Empfang von Impulsen einer einzigen Spule. Es kann jedoch festgestellt werden,-daß getrennte Kanäle zur Aufzeichnung der Erregungen von jeder Spule benutzt werden können. Darüber hinaus, wenn mehr als ein Primärgatter zur Probenahme für jede Spule vorhanden ist, sind weitere getrennte Kanäle erforderlich, um dieses zu bewirken. Ein schematisches Blockdiagramm in Fig. 16 zeigt die Verwendung mehrerer Kanäle.
  • Auf diese Weise kann gezeigt werden, daB bei Benutzung von drei Spulen 15, 16 und 17 es möglich ist, alle Komponenten des Sekundärfeldes zu messen. Flache Leiter geben einen verschiedenen Grad von Erregung in den vertikalen und horizontalen Spulen und eine verschiedene relative Stellung der Spitzenerregung im Vergleich mit geneigten leitenden Schichten. Auf diese Weise ist es durch Messung aller Komponenten des Sekundärfeldes möglich, die Ausrichtung eines Leiters in der Erde zu bestimmen und die leitenden Solen von Seen und Sümpfen zu erkennen und diese einfach von darunterliegenden leitenden Schichten bzw. Erzschichten zu unterscheiden.
  • Eine bedeutend kompliziertere Situation entsteht in dem Fall, wenn Leiter so abgelagert sind, wie es in Fig. 10 gezeigt ist, d. h. ein Erzkörper von guter Leitfähigkeit unter einem Körper von schlechter Leitfa. higkeit, wie z. B. ein Moor, liegt. Eine Berücksichtigung der Art der Unterscheidung solch einer Situation entsprechend der vorliegenden Erfindung kann aus den folgenden Darlegungen der grundsätzlichen Messung der Leitfähigkeit von Leitern besser erläutert werden.
  • Die Messung der Leitfähigkeiten von Leitern basiert auf der Abschätzung der Zeitkonstante des abklingenden Einscllwingvorgangs, der erzeugt wird, wenn der Leiter durch einen Impuls erregt wird.
  • Normalerweise kann ein Erzkörper, der aus einem Grundmetall besteht und in einer massive Sulfidablagerung vorkommt, als eine leitende Platte betrachtet werden, in der ein umlaufender Strom in Gegenwart eines zeitlich veränderlichen elektromagnetischen Feldes induziert wird. Im allgemeinen induziert ein Stromimpuls der Art, wie er in Fig. 1 gezeigt ist, der in einer Senderschleife in der Nähe einer leitenden Platte umläuft, einen gleichen Stromimpuls in der leitenden Platte. Dieser Impuls läuft in der-Schleife, die von dem Umfang der Platte gebildet wird, um. Einschwingvorgänge am Ende des Impulses sind die gleichen. wie das Abklingen des Stromes in einer Spule oder Drahtschleife. Der Strom fällt exponentiell in der folgenden Art ab : der Strom nach einer Zeit t nach Beendigung des Impulses soll = i (t) sein.
  • Die Spannung nach Beendigung des Impulses soll = V sein.
  • Der Widerstand der Stromschleife soll = R sein.
  • Dann ist i (t) V e-Rt IN L Wenn bei t=L, R der Exponent =-1 und der Strom auf 36, 8% seines Wertes im Moment des Endzusammenbruchs des erregten Feldes abgefallen ist, dann wird der Wert von t als Zeitkonstante Tc R ° des Schaltkreises bestimmt.
  • In einer leitenden Platte ist L eine Funktion der Anmessung der Platte und der Stromschleife, die um den Umfang umläuft. R ist eine Funktion des spezifischen Widerstandes des Materials, aus dem die Platte besteht, und dessen Stärke. Als eine Annäherung für ein gegebenes leitendes Material und eine gegebene Stärke der Platte ist die Zeitkonstante L konstant, da beide L und R sich R linear mit dem Abstand um die umlaufende Stromschleife ändern.
  • Deshalb ergibt die Messung der Zeitkonstante eine Messung der Leitfähigkeiteigenschaft der Platte, was zum Erkennen der verschiedenen Erzablagerungen beiträgt. Bei einer einfachen Platte steht die Zeitkonstante in direktem Verhältnis zur Messung der Phasenverschiebung, die mit einem ungedämpften Wellensyatem gemessen wird.
  • Im Falle, wenn eingesprengte Sulfidpartikel in einer in der Natur vorkommenden leitenden Masse oder Platte vorhanden sind, können die elektromagnetischen Rückwirkungen nicht annähernd nur durch die Begriffe der Induktivitäten und Widerstände berücksichtigt werden. Polarisationswirkungen und kapazitive Wirkungen treten an den Zwischenflächen der leitenden Sulfidpartikel innerhalb des sie umgebenden Gesteinmaterials auf. Diese Wirkungen können durch besonders lange Abklingperioden erkannt werden und haben beträchtlichen diagnostischen Wert. Die Auswertung der Polarisations-und Kapazitäts-Wirkungen ist mit einer einfachen Frequenzwellenannäherung absolut unmöglich. Die Zeitkonstanten der Leiter wurden grundsätzlich bei Benutzung von zwei-Kanälen gemessen, in denen die-Proben A und B mit einer Zeittrennung genommen wurden, die zwischen ihnen auftritt (s. Fig. 9). Da der Ubergang-eine exponentialae Funktion ist, ist das Verhältnis gleichefür alle Teile der Kurve, die eine feste Zeittrennung besitzen, so daß das Verhältnis A sich auf die Zeitkonstante bezieht.
  • Die Anfangsspannung sei = V die Spannung nach einer Zeit t1 = A die Spannung nach einer Zeit t2 = B die Zeitkonstante des Ubergangs = Tc dann ist im allgemeinen Fall fUr den exponentialen Abfall -t Tc die Spannung nach der Zeit t = Ve Infolgedessen ist Infolgedessen ist Infolgedessen ist oder Tc = (t2 - t1) Log e -1 A/B Die folgenden Werte sind typisch für die Zeitkonstanten für verschiedene Verhältnisse A/B vorausgesetzt, daß ein Abstand von 100 Mikrosekunden zwischen A und B vorhanden ist.
  • Wenn A/B = 1. 23 Tc = 500 Mikrosekunden = 1. 3 Tc = 400 Mikrosekunden 1. 4 Te 300 Mikrosekunden = 1. 65 Tc = 200 Mikrosekunden = 2. 0 Tc = 140 Mikrosekunden = 2. 8 Tc = 100 Mikrosekungen = 3. 5 Tc = 80 Islikrosekunden Die Zeitkonstante zwischen in der Natur vorkommenden Erdleitern ändert sich beträchtlich unu nachstehende Werte können als Richtlinien dienen : Zeitkonstante Klassifizierung von Leitern 20 Mikrosekunden-100 Mikrosekunden arm, d. h. leitendes Moor, Seewasser usw.
  • 100 Mikrosekunden-200 Mikrosekunden mittel, d. h. schwach mineralisierte Versetzungszonen, Seegrundschlamm, leitende Lehmschichten 200 Mikrosekunden-1 Mikrosekunde gut, d. h. reiche Sulfiderzkörper und Sulfidgestein, Graphit über 1 Millisekunde polarisierter Leiter, eingesprengte Sulfidablagerungen., die kapazitive und induktive Polarisationswirkungen aufweisen.
  • Indessen kann festgestellt werden, daß alle zurückgestrahlten Wellenformen nicht von einer einfachen Art sind. Die Anwesenheit von eingesprengten Sulfidteilchen oder die Gegenwart von zwei leitern, die wie in Fig. 10 abgelagert sind, verursacht Anderungen in der rückgestrahlten Wellenform, wie durch die Wellenform in Fig.. 11 gezeigt.
  • Im Fall von komplexen Rückstrahlungen in der in Fig. 11 gezeigten Form ist festzustellen, daß die linke Seite oder die steile Seite der Kurve eine Kurzzeitkonstante darstellt, die von einer schwach leitenden Uberlagerung stammt. Die untere rechte Seite der Kurve zeigt eine Langzeitkonstante, die von einem darunterliegenden guten Leiter stammt. Um solche komplexe Rückstrahlungen zu messen, ist es erforderlich, drei Stichproben A,. B und C durchzuführen (s. Fig. 12). Es ist ersichtlich, daß für ein einfaches Rückstrahlngsverhältnis von-A/B = B/C oder AC = B2 oder AC/B2 = 1 is t(s. Fig. 9) Für einen-komplexen Rückstrahlungsvorgang ist AC gleich einem Ver-B2 hältnis, das großer als 1 ist. Auf diese Weise kann das Verhältnis AC benutzt werden zur Bestimmung des Grades der Komplexität der B2 Rückstrahlung. Das Verhältnis von A : B und B : C und AC : B2 kann elektronisch fes. tgestellt-werden.
  • Die lange hintere Flanke einer elektromagnetischen Rückwirkung von einem guten Leiter, der unter einem schlechten Leiter lagert, wie es in Fig. 10 gezeigt ist, ist ein wesentliches Merkmal dieser Erfindung. Eine verhältnismäßig unverzerrte Bestimmung der Leitfähigkeit eines Leiters, der von einem Moor od. dgl. uberlagert wird, kann somit durchge£hrt werden. In der heutigen Zeit werden ausgedehnte Wellensysteme von nur einer Frequenz benutzt zur Messung in Phase oder mit Phasenverschiebung, oder mit zwei Frequenzen fUr Phasenverschiebungsmessungen allein ; die Feetstellung der Leitfähigkeit, die begründet ist auf Phasenverschiebungen, ist durch die Anwesenheit von Leitern, die überdeckt sind, stark verzerrt, da gemischte Phasen nicht getrennt werden können.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Parameter eines komplexen tberganges am vorteilhaftesten durch die vertikale Querspule gemessen. Drei Stichproben werden, wie in Fig. 13 gezeigt, genommen, die mit Kanal 1, Kanal 2, Kanal 3 beschriftet sind. Durch Benutzung eines geeigneten Abstandes in den Verhältnissen von Kanal 2 zu Kanal 3 kann eine schnelle Bestimmung der Leitfähigkeit eines verdeckten Leiters durchgefuhrt werden. Wenn der Kanal 1 unmittelbar den Impuleen gefolgt und Kanal 2 um 400 Mikrosekunden und der Kanal 3 im Gesamten um 800 Mikrosekunden verzdgert ist, dann können Kanal 2 und Kanal 3 keinen Leiter von niedriger Leitfähigkeit anzeigen und werden überhaupt nicht, vor allem durch leitende Moore, Lehmböden oder Beegrundschlamm, erregt. Sie können indessen gute Leiter und außerdem eingesprengte Sulfidzonen von geringer Leitfähigkeit, die infolge der Polarisation und der eigenen Kapazitätswirkungen lange EinschwingvorgSnge aufweisen, anzeigen.
  • Eingesprengte Sulfide können industriell verwendbare Erzlager bilden, und die Erfindung gibt somit ein neues Verfahren an für deren Unterscheidung von vielen zahlreichen anderen Arten von wenig leitenden Schichten. Die Kanäle 4 und 5, die in Fig. 14 und 15 gezeigt sind, sind von der horizontalen Spule und der vertikalen Längsspule abgeleitet. Sie werden nicht benutzt zur Messung-von Leitfahigkeits-Parametern des Leiters, sondern dienen allein als Hilfe in der Bestimmung der Ausrichtung der leitenden Schicht sowohl in bezug auf die horizontale als auch in bezug auf die Querrichtung zur Flugbahn.
  • Ein typisches Beispiel einer Art der Aufzeichnung, die bei Benutzung von allen fdnf Kanälen erhalten wurde, ist in Fig. 20 dargestellt. Wie vorstehend erläutert, wird die Abweichung in der Aufzeichnung von Kanal 1, 2 und 3 benutzt, um die Art des Leiters zu bestimmen, während die Abweichung in der Aufzeichnung in den Kanälen 4 und 5 eine zusätzliche Information in bezug auf die Ausrichtung des Leiters ergibt.
  • Das gesamte System kann außerdem ein doppeltes Navigations-Radarsystem zur Vereinfachung der genauen Durchführung der parallelen tiberfluge in Abständen von 400 m enthalten. Es werden Markenimpulse fUr je 160 m von dem Doppler-Radar vorgesehen, und diese werden auf der geophysikalischen Aufzeichnung mitaufgezeichnet, wobei eine Erleichterung der Auswertung der Tiefe und Eintauchung der aufgezeichneten Profile erzielt wird.
  • Ein Radar-Höhenmesser wird benutzt, um eine kontinuierliche Aufzeichnung des geophysikalischen Profils des Erdbodens zu geben.
  • Hierdurch wird ermöglicht, die Korrektur der Flughöhe, die eingehalten werden muß, durchzufuhren. Die normale Uberwachungsflughöhe beträgt ca. 150 Meter.
  • Eine kontinuierliche Filmkamera von 35 mm Filmbreite wird zur fotografischen Aufnahme des Uberprüften Erdbodens benutzt, wobei Bezugszahlen durch Ausgangsimpulse aus dem Doppler-Radar vorgesehen werden, die gleichzeitig von der Kamera und dem geophysikalischen Aufnahmegerät registriert werden. Dieses Merkmal ermöglicht, geophysikalische Uhregelmäßigkeiten, die festgestellt sind, in einer Karte anzuordnen, die hergestellt wird von luftfotografischen Aufnahmen, die mosaikartig mit einer Genauigkeit von größer als plus/minus 60 m zusammengestellt werden.
  • Es wird nun auf die Schaltschemata, die in den Fig. 17, 18 und 19 gezeigt sind, Bezug genommen. Der Impulsgeber ist in Fig. 17 gezeigt. Er besteht im wesentlichen aus einem Thyratron-Impulsgeber, in dem der induktive Teil der impulsbildenden Schaltung aus einer elektromagnetischen Senderschleife oder einem magnetischen Dipol besteht. Zwei Sperrschwingkreise 32 und 33 werden von außen durch Eingangsimpulse, die bei 34 und 35 angelegt werden, ausgelöst.
  • Die Sperrschwingkreise erzeugen Auslöseimpulse mit einer hohen ....
  • Frequenz, um die kleinen Thyratrons 36 und 37 zu zünden. Die kleinen Thyratrons erzeugen Impulse mit noch höherer Frequenz, um die großen Thyratrons 38 und 39 in Betrieb zu setzen.
  • Eine Reihe von Hochspannungs-Kondensatoren 40 mit einer Kapazität von 27 mF werden auf herkömmliche Weise von. der Stromquelle 41 aufgeladen. Die Reihe der Kondensatoren 40 wird durch die Thyratrons über die Senderschleife 42 entladen, die eine Induktanz von 5 Millihenry besitzt. Die zusätzlich gezeigte Schaltung besteht aus bekannten Uberlastsicherungen und Sicherheitsverriegelungen.
  • Der Sender ist so vorgesehen, daß er eine Minimum-Sendeleistung in der Schleife von kVA ausstrahlt. Der Vorverstärker in Fig. 18 ist von einer geräuscharmen Bauart mit einem Verstärkungsfaktor von 70 Dezibel.
  • Die Transistoren 43, 44 und 45 sind geräuscharme Ton-Frequenz pnp Transistoren. Die Transistoren 46 und 47 sind Ton-Frequenz pnp Transistoren mittlerer Leistung. Der Verstärker hat ein Frequenzspektrum von 5 Hz bis 20 kHz plus oder minus 2 Dezibel.
  • Der Verstärker in Fig. 18 ist in dem Flugkörper eingebaut.
  • Der Schaltkreis eines vollständigen Kanals ohne die Spule und den Vorverstdrker ist in Fig. 19 gezeigt. Die Signale, die von dem Flugkörper-Vorverstärker kommen, werden einem Hochpaßfilter 48 von einer bekannten Ausführung mit einer Sperrfrequenz von 5-Hz zugeführt.
  • Dieses Filter ist vorgesehen, um die niederfrequenten Impulse, die durch die langsamen Bewegungen der Flugkörper-Detektorspule im erdmagnetischen Feld erzeugt werden, zurückzuhalten. Die Signale gelangen aus dem Filter an einen ersten Detektor 49. Der erste Detektor 49 besteht im wesentlichen aus zwei Nebenschluß-Schaltern, die in Reihen geschaltet sind. Die Transistoren 50 und 51 sind geräuscharme und schnellschaltende pnp Transistoren. Ein Widerstand 52 ist als Schutz des Reaktanz-Kreises des Filters 48 vorgesehen.
  • Ein Ausgleichsregler 53 ist zur Einstellung des Betrages der Grundspannungshöhe vorgesehen, die durch den Schalter erzeugt wird und ist ein besonderes Merkmal der Schaltung, das zur Nullung des Gleichstromausgangs des Systems nach dem zweiten Detektor und Integrator vorgesehen ist. Der Gatterimpuls, der den Schalter steuert, wird bei 54 zugefuhrt, dessen Höhe durch die Zener Diode 55 geregelt wird. Eine Gleichstrom-Vorspannung wird bei 56, um die Transistoren 50 und 51 normalerweise leitend zu machen, zugefuhrt.
  • Die Transistoren werden dann durch den Gatterimpuls, der bei 54 angelegt wird. abgeschaltet. Der Schalter ist so dimensioniert, daß er in seinem geschlossenen Zustand einen Unterdrückungsfaktor hat, der größer als 40 Dezibel ist. Das Signal wird von dem ersten Detektor 49 zu dem ersten abgestimmten Verstärker 57 durchgeleitet.
  • Der pnp Transistor 58 wirkt als Puffer zwischen dem Ausgang aus dem ersten Detektor und dem Transistor 49, der als ein abgestimmter Verstärker in Verbindung mit dem hochwertigen ringförmigen Induktor 60 wirkt. Der abgestimmte Verstärker ist auf die Ubertragene Impuls-Folgefrequenz abgestimmt. Der Transistor 61 wirkt als ein weiterer Puffer zwischen dem ersten abgestimmten Verstärker 57 und dem zweiten abgestimmten Verstärker 62. Der Transistor 63 bildet zusammen mit dem Induktor 64 einen weiteren abgestimmten Verstarker, der auf die übertragene Impuls-Folgefrequenz abgestimmt ist. Der Transistor 65 wirkt als Tonfrequenz-Verstärker in einem hohen Lautstärkeumfang. Er leitet die Impulse in den zweiten Detektorschalter 66. Dieser Schalter ist ein einfacher Trennschalter gleich der Art der Schalter, die in dem ersten Detektor 49 benutzt werden. Er wirkt als ein Abfrageschalter in Torschaltung des Sinuswellen-Ausgangs-Impulses aus dem abgestimmten Verstärker und ist als solcher seiner Art nach ein Pnasenanzeiger. Der Schalter besitzt einen weiten Lautstärkeumfang, um die beträchtlichen Änderungen der Amplituden zu überdecken, die in der Praxis in dem System vorkommen. Der zweite Detektor speist einen Tiefpaßfilter 67, der als einfacher Integrator der Impulse wirkt, die von dem zweiten Detektor 66 geliefert werden. Die Werte des Kondensators 68 und des Widerstandes 69 sind so gewählt, daß eine geeignete Zeitkonstante erhalten wird, und ein zusätzlicher Wider-"i stand 70 kann zugeschaltet werden, um alternativ eine längere Zeitkonstante vorzusehen. Die geeigneten Werte der Zeitkonstanten, die vorgesehen sind, sind zwei Sekunden und vier Sekunden. Die Zener Diode 71 ergibt eine geregelte Vorspannung, die von der Spannung abgeleitet wird, die bei 72 angelegt wird. Diese Spannung wird benutzt, um eine korrekte Polarität an den elektrolytischen Kondensatoren aufrechtzuerhalten, die vorteilhaft in den Integratoren benutzt werden. Die Spule des Spiegel-Galvanometers, das in dem Registriergerät benutzt wird, ist mit 73 angegeben. Wie vorstehend festgestellt wurde, wird die Grundspannungshöhe des ersten Detektorgatters zur Steuerung des Gleichstromausgangs des Integrators zum Spiegel-Galvanometer benutzt. Das erste Detektorgatter ist in einem Zeitverhältnis zu den aus-oesandten Impulsen verklinkt und der Grundspannungsausgang erregt daher die abgestimmten Verstärker in deren Resonanz-Frequenz in einem kohärenten Phasenverhältnis.
  • Der Abgleichregler 53 stimmt die Gatterspannung ab und übt daher eine Steuerung auf die Amplitude des Sinuswellen-Signals aus, das durch die abgestimmten Verstärker erzeugt wird. Dieser Sinuswellenausgang der abgestimmten Verstärker wird nachfolgend durch den zweiten Detektor angezeigt und dann in den Integrator 67 eingefuhrt. Deshalb-kann durch Einstellung der Spannung bei Benutzung des Abgleichreglers 53 der Ausgang aus dem Integrator verändert und das Spiegel-Galvanometer hierbei in geeigneter Weise genullt werden.
  • Die Erfindung wurde insbesondere unter Anwendung von zurückgestrahlten Signalimpulsen in Form von Halssinuswellenimpulsen beschrieben, die mit einer Frequenz von 80 Hz erzeugt werden. Die Halbsinuswellengestalt wurde gewählt, weil sie eine relativ einfache und wirksame diskontinuierliche Wellenform ist, die einfach erzeugt werden kann. Bei Benutzung dieser Impulsform soll die Länge nicht geringer als eine Millisekunde sein, um eine wirksame Erregung eines guten Leiters im Erdboden zu erhalten, der typisch diese Zeitkonstante in dem Bereichvon500Mikrosekunden aufweist.
  • Kürzere Impulse erreichen die Spitzenamplitude zu schnell, um die oben erwähnten Erdleiter voll zu erregen. Auf der anderen Seite sind lange Impulse, die größer als drei Millisekunden sind, in der-Leistung unwirtschaftlich und können nur eine geringe oder keine zusätzliche Energie in dem Leiter im Erdboden erzeugen. Ferner werden, wenn eine halbsinusförmige Wellenform von größer als drei Millisekunden Länge benutzt wird, durch den langsamen Abfall des Impulses die elektromagnetischen Rückstrahlungswirkungen verringert.
  • Es ist erwunscht, daß mindestens eine Millisekunde Unterbrechung zwischen den Wellenformen nach Beendigung des Impulses vorhanden ist, in der die elektromagnetischen Wirkungen gemessen werden.
  • Wenn halbsinusförmige Impulse benutzt werden, ist die praktisch beste Wiederholungsfrequenz 500 Hz, die eine Millisekunde Impulse und eine Millisekunde Intervall zwischen den Impulsen vorsieht.
  • Bei Benutzung der oben beschriebenen Schaltung liegt die untere Grenze bei etwa 40 Hz, da die induktiv abgestimmten Verstärker, die benutzt werden, unter dieser-Frequenz sehr unwirtschaftlich werden. Indessen können durch eine kleine Änderung in der Schaltung bekannte widerstandskapazitäts-abgestimmte Verstärker anstelle von induktiv abgestimmten Verstärkern verwendet werden, so daß auch Frequenzen, die niedriger als 1 Hz sind, verwendet werden können.
  • Auf diese Weise sind jedoch bei einer niedrigen Frequenz bedeutend höhere Spitzenleistungen erforderlich, und umgekehrt. Der niedrigste Betrag der Frequenz ist zwingend durch die Forderung der Geschwindigkeit des Flugzeuges bei tberquerung des Erdbodens gesetzt. Beispielsweise liegt das maximal erwunschte Intervall zwischen den einzelnen Messungen bei 160 km Stundengeschwindigkeit bei einer Sekunde.
  • Es können auch andere Wellenformen als Halbsinuswellenformen ohne irgendeine Abweichung von den Grundlagen der oben dargelegten Erfindung benutzt werden. Geeignete Wellenformen sind z. B. Sägezahnformen, rechteckige Impulse und jede Wellenform, die Diskontinuitäten von einfachen harmonischen Funktionen aufweist, wenn diese von Perioden, in denen das Primärfeld nicht zeitveränderlich ist, gefolgt sind. Ferner können durch Fachleute auch Modifikationen in der Schaltung des Senders ausgefuhrt werden, um die übertragene Gestalt der Impulse in alternative Stellungen zu andern. Wenn Unterbrechungen bei regulären periodischen Intervallen angewendet werden, kann eine gleiche Schaltung wie oben beschrieben im Empfängersystem verwendet werden. Die abgestimmten Verstärker in dem System können auf die Perioden der übertragenen Diskontinuitäten abgestimmt werden und die Gatter werden in einem festen Zeitverhaltnis zu den Diskontinuitäten des primären Feldes angesteuert.
  • Die Unterbrechungen können auch in willkürlichen Intervallen angesteuert werden, die durch das Empfangssystem vorgesehen werden, das in festem Zeitverhältnis zu dem Sendersystem verklinkt sein muS.
  • Die einzige Anderung, die erforderlich ist in bezug auf das Empfangssystem, ist der Ersatz des Breitbandes mit breitem dynamischen Bereich durch Wechselstromverstärker mit einem weiten dynamischen Bereich als abgestimmte Verstärker. Beispielsweise kann eine Schaltung durchgeführt werden durch Benutzung eines Null-Durchgangsdetektors in einer der. Empfangsspulen, um Kippschalterimpulse vorzusehen, nur wenn eine Spannung von Null Volt in den Anzeigespulen herrscht. Diese Art der Schaltung kann als Alternative zu einer Hochfrequenz-Siebkette benutzt werden, die als Einrichtung zur Vermeidung von Geräuschen niedriger Frequenz vorgesehen ist, die durch niederfrequente Bewegungen des Flugkörpers und dessen Empfangsspulen in dem erdmagnetischen Feld verursacht werden.
  • Es kann festgestellt werden, daß durch Fachleute Anderungen und Verbesserungen durchgeführt werden können ohne Abweichung von. der vorliegenden Erfindung, die in den nachfolgenden Ansprüchen gekennzeichnet ist.

Claims (13)

  1. P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Verfahren zur Ermittlung von unter der Erdoberfläche liegenden elektrisch leitenden oder elektrisch nicht leitenden polarisierbaren Korpern, insbesondere von Erzlagerstätten mittels eines über den absuchenden Bereich der Oberfläche bewegten Gerätes durch periodisches Aussenden elektromagnetischer Impulse in Richtung der Bodenfläche, unter der die zu suchenden Schichten vermutet werden und Registrierung des in den Schichten entstehenden sekundären Feldes durch miteinander verbundene Empfangs-und Meßgeräte, dadurch gekennzeichnet, daß eine Antenne in vorbestimmten Intervallen mit einzelnen kurzzeitig abgebrochenen Gleichstromimpulsen beaufschlagt wird, die jeweils ein elektromagnetisches Gleichstromfeld aufbauen, das nach dem Verschwinden des Impulses zusammenbricht, wobei jeweils ein elektromagnetisches Feld induziert und eine entsprechende Wellenform ausgestrahlt wird, die in den zu prüfenden leitenden oder nichtleitenden Bodenschichten elektromagnetische Reaktionen, wie tzitrbel-oder Polarisationsströme hervorruft, und daß diese elektromagnetischen sekundären Wirkungen in Abwesenheit des primären Gleichstromleides etestet werden.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Gleichstromsender Wellen von auadratischer, sägezahnartiger oder sonstiger kontinuierlicher, jedoch eckiger Wellenform ausgestrahlt werden.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daj von dem Gleichstromsender Wellen von Halb-Sinuswellenform ausgestrahlt werden.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daj die Wellen mit einer Frequenz von etwa 80 Hz und einer Mindestunterbrechung von etwa 1 Millisekunde ausgestrahlt werden, wobei vorteilhaft die Wiederholungsfrequenz von 500 Hz vorgesehen ist, die 1 Millisekunde Impulse und 1 Millisekunde Intervall zwischen den Impulsen vorsieht.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB die Sekundärsignale nach den drei Raumachsen in drei Komponenten zerlegt und vorzugsweise Teile derselben in drei gesonderten Empfangseinrichtungen durch einen Detektor abgetastet und registriert werden.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Teile der angezeigten Komponenten in Abstand und voneinander getrennt in einemvorherbestimmtenZeitabstandgemessenwerden.'
  7. 7. Verfahren nachAnspruchl,dadurchgekennzeichnet,daßdie Signale, die von dem Detektor empfangen werden, in langsam m schwankende Gleichströmsignale umgeformt werden, mit Welchen das Registriergerät beaufshlagt wird.
  8. 8. Vorrichtung zur Durchführung der Verfahren nach Anspruch 1 una 5, dadurch gekennzeichnet, daB die Empfangseinrichtungen aus drei Emspangsspulen bestehen, von welchen wenigstens eine für die Aufnahme der horizontalen Komponente bestimmt ist.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß für den Empfang und die Abtastung einer jeden Komponente ein Kanal vorgesehen ist, der aus einem abgestirmnten Verstärker, einem Detektor-Eingangstor, einem Integrator und einem Registriergerät besteht, die in Serie geschaltet sind.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker auf die Impuls-Wiederholungsfrequenz abgestimmt ist.
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Detektor-Eingangstor aus zwei getrennten Detektor-Toren besteht, die Teile der verstärkten Signale in zeitlich vorher bestimmtem Abstand einzeln abtasten.
  12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung der die horizontale Komponente aufnehmendeEmpfangsspule quer zu der Bewegungsrichtung der Impulsquelle liegt.
  13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daB fur die Erzeugung der Gleichstromimpulse eine von einem hyratron beaufschlagte Antenne in Form einer Schleife oder eines Stabes sowie MaBnahmen zur Steuerung des Gitters des Thyratrons im Takte der auszusendenden Gleichstromimpulse vorgesehen sind.
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EP0071873A2 (de) * 1981-08-03 1983-02-16 Vilati Villamos Automatika Fövállalkozo és Gyárto Vállalat Schaltungsanordnung zum Wahrnehmen von Gegenständen mit einer Leiterschleife

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0071873A2 (de) * 1981-08-03 1983-02-16 Vilati Villamos Automatika Fövállalkozo és Gyárto Vállalat Schaltungsanordnung zum Wahrnehmen von Gegenständen mit einer Leiterschleife
EP0071873A3 (de) * 1981-08-03 1984-09-05 Vilati Villamos Automatika Fövállalkozo és Gyárto Vállalat Schaltungsanordnung zum Wahrnehmen von Gegenständen mit einer Leiterschleife

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