DE392189C - Method for supplementing measurements using the equipotential line method for earth exploration purposes - Google Patents

Method for supplementing measurements using the equipotential line method for earth exploration purposes

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    • G01V3/00Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/02Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with propagation of electric current

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Description

Verfahren zur Ergänzung von Messungen mittels Äquipotentiallinienmethode für Erderforschungszwecke. Bei der elektrischen Vermessung eines Gebietes nach den verschiedenen bekannten Äquipotentiallinienverfahren erhält man nach Abschluß der Messungen im Gelände und Einzeichnung der Äquipotentiallinien in das Geländebild aus dem relativen Abstand der 2lquipotentiatlinien voneinander ein Bild der Verteilung der Potentialgradienten. Aus deren Verteilung kann man bereits einen genäherten Schluß auf die räumliche Verteilung der elektrischen Leitfähigkeit im Boden ziehen. Zu eindeutigen Schlüssen über die Untergrundverhältnisse reicht diese Kenntnis .aber noch nicht aus, @da hohe Leitfähigkeit des Bodens bei großer Stromstärke oder geringe elektrische Leitfähigkeit bei kleiner Stromstärke zu gleichen Potentialgradienten führen kann.Procedure for supplementing measurements using the equipotential line method for earth exploration purposes. When electrically surveying an area according to the various known equipotential line methods are obtained upon completion of the Measurements in the terrain and drawing of the equipotential lines in the terrain image a picture of the distribution from the relative distance between the equipotential lines the potential gradient. From their distribution one can already get an approximate Draw a conclusion about the spatial distribution of the electrical conductivity in the soil. This knowledge is enough to make unambiguous conclusions about the subsurface conditions not yet out, @da high conductivity of the soil with high or low amperage electrical conductivity at low amperage at the same potential gradient can lead.

Im einzelnen besteht die Methode, die Konfiguration der Äquipotentialli.nien zur Analyse der Beschaffenheit des Untergrundes zu verwerten, darin, daß man in dem Erdboden durch irgendwie angeordnete Elektroden -ein Spannungsgefälle herstellt und dann die Verteilung des unter dem Einiluß dieses Spannungsgefälles entstehenden Stromes im Boden mit Hilfe der Ausmessung der durch diesen erzeugten Äquipotentiallinien studiert. Bei gleicher Stromdichte überall im Boden .ergeben dann Gebiete großer Leitfähigkeit ein geringes Potentialgefälle, während Gebiete geringer Leitfähigkeit ein besonders hohes Potentialgefälle (oder Potentialgradienten) erzeugen. Demgemäß scharen sich die Äquipotentiallinien, wenn man diese mit gleicher Differenz des Potentials einzeichnen würde, über denjenigen Gebieten, wo die elektrische Leitfähigkeit gering ist, während sie diejenigen Flächen, wo die elektrische Leitfähigkeit im Untergrunde groß ist, zu meiden scheinen.In detail there is the method, the configuration of the equipotential lines to analyze the nature of the subsoil, in that one in creates a voltage gradient on the ground through somehow arranged electrodes and then the distribution of the tension created under the influence of this tension gradient Current in the ground with the help of the measurement of the equipotential lines generated by this educated. With the same current density everywhere in the ground Conductivity has a small potential gradient, while areas of low conductivity generate a particularly high potential gradient (or potential gradient). Accordingly the equipotential lines assemble, if one has them with the same difference of the Potential over those areas where the electrical conductivity is low, while they are those areas where the electrical conductivity is in Subsoil is great, seem to steer clear of it.

.Tun bietet es aber draußen im Gelände große Schwierigkeiten, die Äquipotentiallinien mit gleicher Differenz des Potentials praktisch zu vermessen, und man muß sich meist damit begnügen, irgendwelche Äquipotentiallinien unbekannten absoluten Potentials aufzusuchen und diese in Karten eipzutragen. In diesem Fall kann man nur die Divergenz .der Äquipotentiallinien in den verschiedenen Gebieten im gegenseitigen Vergleich zur Analyse der Verteilung der elektrischen Leitfähigkeit im Untergrunde heranziehen.But doing it outside in the field presents great difficulties To practically measure equipotential lines with the same difference in potential, and one usually has to be content with unknown equipotential lines to seek out absolute potential and to enter this in cards. In In this case one can only see the divergence of the equipotential lines in the various Areas in mutual comparison to analyze the distribution of electrical Use conductivity in the subsurface.

Prinzipiell kann man natürlich die absoluten Werte des Potentials auf irgendeiner Potentiallinie gegen die Elektroden selbst oder gegen irgendwie angeordnete Hilfselektroden bestimmen. Hat man es aber finit großen Gebieten zu tun, welche bei den jetzigen instrumentalen Hilfsmitteln bis zu 5o und ioo qkm groß sein können, so machen die zu diesen absoluten Messungen notwen,ligen weiteren Fernleitungen in ihrer Verlegung und Erhaltung sehr bedeutende Schwierigkeiten und Kosten, bedingen viel "Zeit zum Aufbau und Abbau, so daß man vorteilhaft zu einem Verfahren greifen wird, welches ebenfalls einen Anhalt gibt, wie sich das Potentialgefälle an der Stelle irgendeiner ausgemessenen Äquipotentiallinie (bzw. eine Fläche im Boden selbst) ändert, ohne diesen so unhandlichen Aufbau dazu zu benötigen.In principle, of course, you can use the absolute values of the potential on some potential line against the electrodes themselves or against somehow determine the arranged auxiliary electrodes. But if you have finitely large areas do, which with the current instrumental aids are up to 50 and 100 square kilometers in size This means that additional long-distance lines are necessary for these absolute measurements very significant difficulties and costs in laying and maintaining them plenty of time to set up and dismantle, so that one can take advantage of a process which also gives an indication of how the potential gradient is at the Place any measured equipotential line (or an area in the soil itself) changes without needing this unwieldy structure.

Ein Maß für die tatsächliche Stromstärke im Boden und damit auch, wenn man den Abstand der Äquipotentiallinien kennt, für die Leitfähigkeit des Untergrundes an dieser Stelle erhält man nun aber, wenn man auf einer Basis senkrecht zu der durch den zu untersuchenden Punkt laufenden Äquipotentiallinie in einer gewissen Entfernung voneinander zwei Sonden zur Abnahme des Stromes anbringt und die elektrischen Konstanten .des mittels dieser beiden Sonden an die Erde angelegten, ein -'#leßinstruinent, Widerstände usw. enthaltenden Stromkreises bestimmt. Gibt man dann z. B. den Widerständen in .dein so gebildeten Stromkreis nacheinander verschiedene Werte, so kann man nach bekannten Regeln die elektromotorische Kraft im Stromkreis und die unbekannten Teile des Widerstandes (in diesem j Fall also den Erdwiderstand) berechnen. Gesucht wird dabei in der Hauptsache die Spannungsdifferenz zwischen den beiden Sonden, «-elche als einzige elektromotorische Kraft in dem oben bezeichneten Stromkreis enthalten ist. Diese läßt sich also aus solchen Messungsreihen berechnen und ergibt .dividiert durch die Entfernung zwischen den beiden Sonden das Spannungsgefälle, «-elches gesucht wird. Außerdem erhält man den Widerstand zwischen den beiden Sonden in der Erde, und beide Angaben lassen .dann zusammen ein Maß für den Strom ableiten, welcher in der Erdoberfläche selbst fließt. Das Verfahren hat insbesondere dann große Bedeutung, wenn man nicht durchlaufende :@quipotentiallinien messen kann, weil etwa das Gelände stellenweise unzugänglich ist; man kann dann nur kurze Stückchen von Äduipotentiallinien zusammenhängend messen, und diese Stückchen erhalten natürlich einen ganz anderen Wert für die Beurteilung des Untergrundes in elektrischer Beziehung, wenn man auch gleichzeitig das Spannungsgefälle senkrecht zii ihnen und die Stromstärke im Boden bestimmt hat.A measure of the actual current strength in the ground and thus also, if you know the distance between the equipotential lines, for the conductivity of the subsurface at this point, however, if one is on a base perpendicular to the in a certain equipotential line running through the point to be examined Distance from each other attaches two probes for taking the current and the electric ones Constants of the, a - '# leßinstruinent, applied to the earth by means of these two probes, Resistances, etc. containing circuit determined. Are you then z. B. the resistors in. your circuit formed in this way different values one after the other, so one can look after known rules for the electromotive force in the circuit and the unknown parts of the resistance (in this case the earth resistance). Is searched in the main the voltage difference between the two probes, «-elche contained as the sole electromotive force in the circuit referred to above is. This can therefore be calculated from such series of measurements and results in .divided the voltage gradient due to the distance between the two probes, "-what sought will. You also get the resistance between the two probes in the earth, and both statements let .then together derive a measure for the current, which flows in the surface of the earth itself. The procedure is particularly important if if you cannot measure continuous: @ equipotential lines because, for example, the terrain is partially inaccessible; one can then only see short pieces of aduipotential lines measure coherently, and of course these bits get a completely different one Value for assessing the subsurface in electrical relation, if one too at the same time the voltage gradient perpendicular to them and the current strength in the ground has determined.

Die Untersuchungen über die elektrische Beschaffenheit des Untergrundes wird heute vorzugsweise mit Wechselstrom angestellt, wo inan die oben beschriebene Untersuchung mit der bekannten Parallelohniinethocle ausführen kann, wobei sich eine besonders günstige, tragbare -Nleßvorriclitung ergibt.The investigations into the electrical properties of the subsurface is now preferably employed with alternating current, where inan the one described above Examination with the well-known Parallelohniinethocle can be carried out, whereby results in a particularly cheap, portable measuring device.

Natürlich kann man den Meßkreis, statt wie es hier beispielsweise geschehen war, um auch die Anwendung von Gleichstrom mit zu umfassen, bei Verwendung von Wechselstrom als Stromquelle für die Durchströinung des Untergrundes mit Elektrizität galvanisch mit clean Boden zu koppeln, induktiv koppeln, wie das Abb. 2 beispielsweise erkennen läßt, aus welcher die Art der Schaltung ohne weiteres zu erkennen ist. Durch passende Werte der Selbstinduktionen, Kapazitäten or1,er Widerstände in diesem Krei:.se nacheinander und Ausmessung der dann in dem an die Erde gekoppelten Kreis induzierten Stromstärke kann man in jedem Fall ein Maß für den Kopplungsgrad und für .die Stromstärke ini Boden gewinnen, während allerdings auf diese Weise .die Bestimmung des Gradienten der Spannung, des Spannungsgefälles im Boden, nicht unmittelbar möglich ist. Die Verteilung des Stromes im Boden ist aber an sich auch völlig hinreichend, uni zur Ausmessung der Äquipotentiallinien die hier geforderte notwendige Ergänzung zu ergeben.Of course you can use the measuring circuit instead as it is here for example was done to include the use of direct current, when used of alternating current as a power source for the passage of electricity through the subsoil To couple galvanically with clean ground, to couple inductively, like Fig. 2 for example lets see from which the type of circuit can be easily recognized. By matching values of self-induction, capacities or1, he resistances in this Circle: .se one after the other and measurement of the then in the circle coupled to the earth induced current strength can be a measure of the degree of coupling and in each case for .the amperage ini ground, while in this way .the Determination of the gradient of the stress, the stress gradient in the ground, not directly is possible. The distribution of the current in the ground is in itself completely sufficient, uni the necessary supplement required here to measure the equipotential lines to surrender.

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Ergänzung von Messungen mittels Äquipotentiallinienmethode für Erd,erforschungszwecke, dadurch gekennzeichnet, daß an geeignet verteilten Stellen der eingemessenen Potentiallinien das Spannungsgefälle senkrecht zu der Potentiallinie quantitativ oder relativ gemessen und evtl. in Verbindung mit Widerstandsmessungen im Schließungskreis des Sondenstromes die lokale Stromdichte im Boden bestimmt wird.PATENT CLAIM: Method for supplementing measurements using the equipotential line method for earth exploration purposes, characterized in that in suitably distributed locations of the measured potential lines is the voltage gradient perpendicular to the potential line Quantitatively or relatively measured and possibly in connection with resistance measurements the local current density in the soil is determined in the circuit of the probe current.
DEE27456D 1921-12-13 1921-12-13 Method for supplementing measurements using the equipotential line method for earth exploration purposes Expired DE392189C (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE4235963C1 (en) * 1992-10-26 1994-03-31 Prakla Seismos Gmbh Procedure for monitoring an area

Cited By (2)

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US5514963A (en) * 1992-10-26 1996-05-07 Prakla-Seismos Gmbh Method for monitoring an area of the surface of the earth

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