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Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung der Fortpflanzungsgeschwindigkeit
von Erschütterungswellen im Erdboden Es ist bereits bekannt, zur Untersuchung der
Zusammensetzung der Erdoberfläche mit Hilfe von Sprengungen Erschütterungswellen
im Erdboden hervorzurufen und die Fortpflanzungsgeschwindigkeit dieser Erschütterungswellen
zu messen. Zu diesem Zweck pflegt man in der Weise vorzugehen, daß eine in dem zu
untersuchenden Gelände in einem Bohrloch vergrabene Sprengladung zur Entzündung
gebracht wird und die durch die Sprengung hervorgerufenen Erschütterungswellen an
einem entfernten Ort aufgenommen werden. Der Zeitpunkt, in dem die Sprengladung
zur Entzündung gebracht wird, wird in geeigneter Weise registriert, so daß der Zeitunterschied
zwischen der Ankunft der ersten Erschütterungswelle an dem Beobachtungsort und dem
Sprengzeitpunkt in Verbindung mit der bekannten Entfernung die Fortpflanzungsgeschwindigkeit
der Erschütterungswelle ergibt. Aus der ermittelten Fortpflanzungsgeschwindigkeit
lassen sich dann Schlüsse auf die Zusammensetzung der Erdrinde in dem Beobachtungsgebiet
erzielen. Die Übertragung des Zeitpunktes der Sprengung auf den Beobachtungsort
erfolgte bisher in der Weise, daß der Beobachtungsort mit der Sprengladung durch
eine stromdurchflossene Leitung verbunden wird, die in einer oder mehreren Windungen
um die Sprengladung herumgeführt ist. Bei der Sprengung wird der Strom infolge Zerreißens
der Drahtleitung unterbrochen, und durch die Stromunterbrechung wird dann an dem
am Beobachtungsort aufgestellten Registrierinstrument ein Zeitsignal ausgelöst.
Dies bekannte Verfahren weist jedoch verschiedene Übelstände auf, die durch die
vorliegende Erfindung beseitigt werden sollen. Es kommt nämlich häufig vor, daß
der um die Sprengladung herumgelegte Draht bei der Sprengung nicht zerreißt und
infolgedessen kein Signal ausgelöst wird; aber auch wenn ein Zerreißen des Drahtes
eintritt, kann trotzdem durch die Bodenfeuchtigkeit eine hinreichend leitende Verbindung
zwischen den abgerissenen Enden bestehen bleiben, die ein einwandfreies Auslösen
des Zeitsignals nicht zustande kommen läßt. Auch die bisher übliche Verwendung eines
Summers, dessen Stillstand bei Stromunterbrechung in verschiedenartiger Weise zum
Aufzeichnen des Zeitsignals benutzt wird, hat den Übelstand, daß die Summerbewegung
bei Stromunterbrechung infolge von Trägheitserscheinungen nicht plötzlich genug
zur Ruhe kommt, so daß auch hierdurch die Genauigkeit der Aufzeichnung des Sprengzeitpunktes
beeinträchtigt wird.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung werden nun die erwähnten Übelstände
in der Hauptsache dadurch beseitigt, daß durch die Explosion der Sprengladung nicht
wie bisher eine
elektrische Leitung zerstört wird, sondern daß im
- Augenblick der Entzündung ein an die Primärwicklung eines Transformators angeschlossener
Stromkreis geschlossen wird, so daß in der Primärwicklung ein Stromstoß entsteht;
durch den in der Sekundärwicklung des Transformators einSekundärstromstoß induziertwird,
welcher durch eine Leitung auf das an dem Beobachtungsort aufgestellte Registrierinstrument
übertragen wird und die Auslösung des Zeitsignals bewirkt. Besonders zweckmäßig
hat es sich gezeigt, in den Primärstromkreis parallel zu der Primärwicklung des
Transformators noch einen Summerunterbrecher derart einzuschalten, daß im Augenblick
des Stromschlusses der abgezweigte Summerstrom gleichzeitig unterbrochen wird, so
daß durch die hohe Selbstinduktion der Unterbrecherspule ein zusätzlicher Stromstoß
induziert wird, welcher dem abgezweigten Primärstrom entgegengerichtet, infolgedessen
also dem Primärstrom in der Primärwicklung des Transformators gleichgerichtet ist.
Dieser zusätzliche Stromstoß bewirkt eine sehr erhebliche Verstärkung des Primärstromstoßes
und infolgedessen auch eine entsprechende Verstärkung des induzierten Sekundärstromstoßes,
so daß man einen sehr kräftigen Impuls zur Auslösung des Zeitsignals an dein Beobachtungsort
erhält.
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Die beiliegende Zeichnung zeigt einige beispielsweise Ausführungsformen
des Erfindungsgedenkens, und zwar ist Abb. i ein Schaltungsschema einer zur Durch-Führung
des Verfahrens geeigneten Vorrichtung.
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Abb. 2 bis q. zeigen eine vorzugsweise Ausführungsform einer Vorrichtung
zum Schließen des Stromkreises an der Sprengstelle, und zwar ist Abb. 2 eine Seitenansicht
der Vorrichtung teilweise im Schnitt, Abb. 3 eine Endansicht der Vorrichtung von
der in Abb. 2 linken Seite her gesehen und Abb.4 ein Grundriß zu Abb. 2.
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In dem in Abb. x dargestellten Schaltungsschema ist 2 ein durch eine
Batterie 3 gespeister Stromkreis, in den die Primärwicklung q. eines Transformators
5 eingeschaltet ist. In dem Stromkreis 2 ist in der Nähe der Sprengstelle ein Schalter
i vorgesehen, der bei Entzündung der Sprengladung durch eine weiter unten noch näher
beschriebene Vorrichtung geschlossen wird. In dem Augenblick, in welchem der Schalter
i geschlossen wird, wird in der Primärwicklung 4 des Transformators 5 ein Stromstoß
hervorgerufen und infolgedessen auch in der Sekundärwicklung 6 ein Stromstoß induziert,
welcher durch eine Sekundärleitung 7 an den Beobachtungsort übertragen wird und
einen mit einer Telephonmembran io verbundenen -Spiegel 8 in Schwingungen versetzt.
Die Schwingungen des Spiegels 8 werden in bekannter Weise photographisch aufgezeichnet
und dienen dadurch zum Festlegen des Sprengzeitpunktes. Parallel zu der Primärwicklung
4 des Transformators 5 ist in den Primärstromkreis 2 ein Summerunterbrecher g eingeschaltet.
Bei Schließen des Schalters i wird der Anker des Summers angezogen und dadurch die
Stromzufuhr unterbrochen. Hierbei entsteht infolge der höhen Selbstinduktion der
Summerspule ein kräftiger zusätzlicher Stromstoß, welcher den Stromstoß in der Primärwicklung
4 verstärkt. Infolge dieser Verstärkung des Primärstromstoßes wird in der Sekundärwicklung
6 ein so kräftiger Sekundärstromstoß induziert, daß selbst bei Verwendung eines
verhältnismäßig trägen Relais an der Beobachtungsstelle ein genügend starker und
besonders plötzlicher Ausschlag hervorgerufen wird.
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Die Auslösung des Primärstromstoßes, d. h. also die Schließung des
Schalters i, erfolgt zweckmäßig in der Weise, daß in den Stromkreis eines die Sprengladung
in bekannter Weise zur Entzündung bringenden Glühzünders ein zweiter Glühzünder
eingeschaltet wird, durch dessen Explosionswirkung der Schalter betätigt wird. Die
zu diesem Zweck verwendete Vorrichtung erhält vorzugsweise die in Abb. 2 bis q.
dargestellte Bauart. In diesen Abbildungen ist iz ein mit zwei Steckern 12 versehener
Sockel; der einen Block 13 trägt, in welchem ein Lauf 14 für den in den Block einzusetzenden
Glühzünder 15 vorgesehen ist. Der Glühzünder 15 ist durch Leitungen 16 in den Stromkreis
des die Sprengladung zur Entzündung bringenden Glühzünders eingeschaltet. In dem
Lauf 14 des Glühzünders 15 ist ferner ein Kolben 17 verschiebbar angeordnet, dessen
Vorderseite gegen ein Kniegelenk 18 anliegt, welches zwei an dem Block 13 um Achsen
ig bzw. 2o schwenkbare Hebel 2i bzw. 22 miteinander verbindet. Die Achsen ig, 2o
sind in Schlitzen der Hebel 2i bzw. 22 geführt, so daß die Hebel trotz ihrer Verbindung
durch das Kniegelenk 18 seitlich ausschwingen können: Die Hebel 2r, 22 sind ferner
durch eine Feder 23 miteinander verbünden, und zwar ist diese Feder so angeordnet,
daß ihre Zugkraft durch das Kniegelenk 18 hindurchgeht; so daß also die Hebel 21,
22 in gestreckter Stellung in labilem Gleichgewicht gehalten werden. Vor den Hebeln
2=, 22 ist eine Kontaktfeder 24 angeordnet, die bei dem seitlichen Ausschwingen
der Hebel gegen eine an einem Arm 25 angeordnete Kontaktschraube 26 zur Anlage gebracht
wird. Die Kontaktfeder 24 und der Arm 25 sind durch Isolierstücke 27 voneinander
getrennt an dem Sockel ii befestigt und stehen durch Leitungen 28 bzw. 29 mit den
Steckern 12 in Verbindung. Infolgedessen wird der durch die Stecker 12 überbrückte
Stromkreis, der dem Primärstromkreis 2 der Abb. i entspricht, geschlossen, sobald
die Kontaktfeder 24 gegen die Kontaktschraube
26 zur Anlage kommt.
Die Stromschließung erfolgt hierbei durch die Explosionswirkung des im Augenblick
der Sprengung zur Entzündung gebrachten Glühzünders 15, durch die der Kolben 17
in dem Lauf 14 vorgetrieben wird, so daß er gegen das Kniegelenk 18 anstößt und
ein seitliches Ausschwingen der Hebel 21, 22 unter der Wirkung der Feder 23 verursacht,
wodurch dann die Kontaktfeder 24 mit der Kontaktschraube 26 in Berührung gebracht
und der Stromkreis geschlossen wird.
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Zur Sicherung des Glühzünders in dem Lauf 14 ist eine über das hintere
Ende des Glühzünders greifende Verriegelungsklaue 30 vorgesehen, die an dem
äußeren Ende einer an ihrem anderen Ende mit dem Block 13 verbundenen Blattfeder
31 befestigt ist.
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Oberhalb der Blattfeder 31 ist eine gerändelte Segmentscheibe 32 vorgesehen,
die um einen Stift 33 drehbar zwischen den Seitenwänden des Blockes 13 gelagert
ist und durch einen Stift 34 gelenkig mit dem einen Ende eines Hebels 35 verbunden
ist, dessen anderes Ende mit einem Längsschlitz 36 versehen ist, in dem sich ein
an dem Block 13 befestigter Stift 37 führt. Das mit der Segmentscheibe 32 verbundene
Ende des Hebels 35 liegt bei der in der Zeichnung dargestellten Lage der
Teile so gegen die Blattfeder 31 an, daß die Verriegelungsklaue 30 über das
äußere Ende des Glühzünders 15 greift und dadurch den Glühzünder in seiner Lage
festhält. Wird nun die Segmentscheibe 32 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn gedreht,
so wird hierdurch der Hebel 35 in Abb. 2 nach rechts verschoben, so daß die Blattfeder
31 freigegeben wird und sich infolge ihrer Spannung so weit anheben kann, daß die
Verriegelungsklaue 3o außer Eingriff mit dem Glühzünder 15 kommt. Das rechte Ende
des Hebels 35 wirkt gleichzeitig mit dem Hebel 2i in der Weise zusammen, daß die
Hebel 21 und 22, die bei Entzündung des Glühzünders 15 in der beschriebenen Weise
seitlich ausgelenkt werden, bei Verschiebung der Stange nach rechts wieder in die
gestreckte Bereitschaftsstellung zurückgeführt und gesichert werden. Umgekehrt werden
bei Verriegelung des Glühzünders 15 durch die Verriegelungsklaue 3o, d. h. also
bei Verschiebung des Hebels 35 nach links, die Hebel 21, 22 wieder freigegeben,
so daß sie bei Entzündung des Glühzünders 15 durch den Kolben 17 seitlich ausgelenkt
werden können.
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Die zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung dienenden
Vorrichtungen sind natürlich in baulicher Hinsicht nicht auf die dargestellten Ausführungsformen
beschränkt; vielmehr kann zum Schließen des Primärstromkreises im Augenblick der
Sprengung gegebenenfalls auch ein Schalter anderer Bauart, wie zum Aufzeichnen des
Zeitsignales eine beliebige Registriervorrichtung verwendet werden.