DE676809C

DE676809C - Method and device for determining elastic waves in the ground

Info

Publication number: DE676809C
Application number: DES127269D
Authority: DE
Inventors: Otto Ruelke; Dr Stephan Thyssen-Bornemisza
Original assignee: Seismos GmbH
Current assignee: Seismos GmbH
Priority date: 1937-05-21
Filing date: 1937-05-21
Publication date: 1939-06-12

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung elastischer Wellen im Erdboden Die bekannten Einrichtungen zur Messung elastischer Wellen, insbesondere die Seismographen, beruhen auf der Verwendung elastisch aufgehängter Massen, die infolge ihrer Trägheit in Ruhe zu bleiben suchen, wenn .der Rahmen, an dem sie befestigt sind, erschüttert und deren Bewegung zu -diesem Rahmen vergrößert aufgezeichnet wird.Method and device for determining elastic waves in the ground The known devices for measuring elastic waves, in particular the seismograph, are based on the use of elastically suspended masses due to their inertia Try to remain calm if .the frame to which they are attached shakes and their movement to this frame is recorded enlarged.

Es ist ferner vorgeschlagen worden, Erschütterungen im Erdboden zu ermitteln, indem Elektroden, an die eine Spannung angelegt wird, in dem Erdboden versenkt werden. Treffex. die durch Erdbeben hervorgerufenen Wellen auf das Gebiet zwischen den Elektroden, ;so treten Veränderungen in der Stärke des zwischen den Elektroden. fließenden Stromes hervor, aus denen man Schlüsse auf das Vorhandensein und die Natur der elastischen Wellen ziehen kann.It has also been proposed to prevent vibrations in the ground determine by placing electrodes to which a voltage is applied in the ground be sunk. Treffex. the waves caused by earthquakes hit the area between the electrodes,; so there will be changes in the strength of the between the Electrodes. flowing stream, from which one can draw conclusions about its existence and the nature of elastic waves can pull.

Dieses Untersuchuungsverfahwen ist mit gewissen Nachteilen behaftet, weil die künstlich erzeugten Ströme von .den Erdströmen überlagert und gestört werden. Die Zusammenhänge zwischen der Stromänderung und den elastischen Wellen sind auch stark durch die Natur :des Erdbodens an den Stellen, an denen die Elektroden in ihm versenkt sind, beeinflußt.This investigation procedure has certain disadvantages, because the artificially generated currents are superimposed and disturbed by the earth currents. The relationships between the change in current and the elastic waves are also strong by nature: the ground at the points where the electrodes are in are submerged in him, influenced.

Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung elastischer Wellen im Erdboden, insbesondere zum Zweck der Bodenerforschung, bei dem (bzw. bei der) die Häufigkeit und Größe der zwischen Elektroden auftretenden Stromänderungen als Maßstab, für die entsprechenden. Eigenschaften der elastischen Wellenermittelt wird. Eis werden jedoch nicht die Elektroden selbst in den Erdboden versenkt, sondern es wird gemäß der Erfindung ein, die Elektroden enthaltender elektrolytischer Trog in der Weise in Verbindung mit dem Erdboden gebracht, daß die durch elastische Wellen in dem Erdboden hervorgerufenen Erschütterungen ,auf den Elektrolyten übertragen werden.The invention also relates to a method and an apparatus to determine elastic waves in the ground, especially for the purpose of soil research, at which (or at which) the frequency and size of those occurring between electrodes Current changes as a yardstick for the corresponding. Properties of the elastic Wave is determined. However, ice does not put the electrodes themselves in the ground sunk, but according to the invention it becomes an electrolytic one containing the electrodes Trough brought into contact with the ground in such a way that the elastic Waves in the ground caused vibrations, transferred to the electrolyte will.

Es ist zwar nach Laboratoriumsuntersuchungen bekannt, daß der elektrische Strom, der in einem Gefäß zwischen Elektroden durch einen Elektrolyten, z. B. durch eine v erdünnte Schwefelsäure, hindurchgeht, von Schallwellen und Erschütterungswellen in der Weise beeinflußt wird, daß @es möglich ist, dieauftretenden Schwankungen in einem Oszillographen aufzunehmen. Es ist bisher jedoch noch nicht vorgeschlagen worden, diese Anordnung für geophysikalische Erderforschungsarbeiten zu verwenden. Wie nun Versuche der Erfinder gezeigt haben, kann eine mit einem Elektrolyten gefüllte; die Elektroden enthaltende Zelle, durch die ein elektrischer Strom gesandt wird, als ein empfindlicher rund genauer Detektor zum Auffinden elastischer Wellen verwendet werden, wenn man durch geeignete Verankerung des Troges eine hinreichend kräftige Einwirkung der im Boden sich fortpflanzenden elastischen. Wellen auf den elektrischen Meßapparat herbeiführt.It is known from laboratory tests that the electrical Current, which in a vessel between electrodes by an electrolyte, z. B. through a dilute sulfuric acid, passes through sound waves and vibration waves is influenced in such a way that it is possible for the fluctuations which occur recorded in an oscilloscope. However, it has not yet been proposed been to use this arrangement for geophysical exploration work. As experiments by the inventors have now shown, a filled with an electrolyte; the cell containing electrodes through which an electric current is sent, used as a sensitive round accurate detector for finding elastic waves if the trough is properly anchored a sufficiently strong Action of the elastic ones that propagate in the ground. Waves on the electric Measuring apparatus brings about.

Die zur Ausübung des Verfahrens dienende Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein mit einem schwachen, Elektrolyten, z. B. mit Wasser, gefüllter, die Elektroden enthaltender Trog reit einer Unterlage zur Verankerung im Erdboden. versehen ist.The device used to carry out the procedure is characterized by that one with a weak electrolyte, e.g. B. filled with water, the electrodes Containing trough rides a pad for anchoring in the ground. is provided.

Diese Einrichtung besitzt nicht nur eine gute Empfindlichkeit, sondern hat gegenüber den bekannten Meßapp@araten .den Vorzug, einfach in der Bauweise und unempfindlich bei der Montage, dem Transport und ähnlichen Handhabungen zu sein. Fehlerwirkungen durch Änderung atmosphärischer Bedingungen, wie der Feuchtigkeit oder der Temperatur, ist das Meßgerät nicht ausgesetzt. Es liefert auch ein wesentlich eindeutigeres und von Nebenumständen weniger beeinflußtes Ergebnis als diejenige Anordnung, beider die Elektroden unmittelbar in dem Erdboden versenkt werden.This device not only has good sensitivity, but has the advantage over the well-known measuring devices that it is simple in construction and to be insensitive to assembly, transport and similar handling. Failures due to changes in atmospheric conditions, such as humidity or the temperature, the measuring device is not exposed. It also provides an essential more unambiguous result and less influenced by secondary circumstances than that Arrangement in which the electrodes are sunk directly into the ground.

Der von einer Batterieaus durch die Flüssigkeit geleitete Strom wird in bekannter Weise mittels eines Transformators mit einem zweiten Stromkreis, gekoppelt, in dem sich die Meßgeräte befinden. Die Ausschläge dieser Geräte können in an sich bekannter Weise .auf lichtempfindlichem Papier sichtbar gemacht werden.The current passed through the liquid from a battery is in a known manner by means of a transformer with a second circuit, coupled, in which the measuring devices are located. The rashes of these devices can be in themselves known way .be made visible on photosensitive paper.

Die Einrichtung ist in der Zeichnung beispielsweise erläutert.The device is explained in the drawing, for example.

Die mit Wasser angefüllte und luftdicht abgeschlossene Zelle g ist auf einer Unterlage,tt befestigt, die mit dem Erdboden verbunden wird. Der Strom wird von der Batterie S1 aus Jen Elektroden l und II zugeführt. Der Stromkreis, in dem die Elektroden sich befinden, ist über einen Transformator mit einem sekundären Stromkreis S2 gekoppelt. Bei diesem Stromkreis werden. (in der Zeichnung nicht dargestellte) Meßgeräte ein-, geschaltet, die zweckmäßig als Schreiber ausgebildet sind und die Schwankungen der Stromstärke erkennen lassen. Um die Empfindlichkeit des Meßgerätes zu regeln, genügt es, die angelegte Stromstärke bzw. die Spannung zu verändern.The cell g is filled with water and sealed airtight attached to a base, tt, which is connected to the ground. The current is fed from the battery S1 from Jen electrodes I and II. The circuit in which the electrodes are located is via a transformer with a secondary Circuit S2 coupled. Be in this circuit. (not shown in the drawing) Measuring devices switched on, which are expediently designed as a writer and the Identify fluctuations in current strength. About the sensitivity of the measuring device To regulate, it is sufficient to change the applied current or the voltage.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist die folgende.The operation of the device is as follows.

Treffen elastische Wellen auf die Unterlage ta, so pflanzt sich die Erschütterung auf den Elektrolyten fort, und es entstehen Schwankungen in der Stromstärke, die durch den Transformator auf den Stromkreis S2 übertragen und an dem Oszillographen abgelesen werden. Man erhält auf diese Weise eine Kurve, welche die Form eines Seismogramms besitzt.Meeting ta elastic wave to the substrate, so the vibration propagates to the electrolyte continued, and there are variations in the current intensity that is transmitted through the transformer to the circuit S2 and read on the oscilloscope. In this way, a curve is obtained which has the shape of a seismogram.

Claims

PATRNT CLAIM-iR: i. Method for the determination of elastic waves in the ground, especially for the purpose of soil exploration, in which the frequency and the size of the current changes occurring between electrodes as a measure of the corresponding properties of the elastic waves is determined, characterized in that that an electrolytic trough containing the electrodes is connected in the manner is brought to the ground by elastic waves in the ground caused vibrations are transferred to the electrolyte. z. contraption for carrying out the method according to claim i, characterized in that a with a weak electrolyte, e.g. B. filled with water, containing the electrodes Trough is provided with a pad for anchoring in the ground. 3. Device according to claim a, characterized in that the electrolyte from the vessel on all sides is enclosed, so that the formation of surface waves. in the event of vibrations is avoided as much as possible. q .. Device according to claim 3, characterized in that that the power line leading to the trough in a known manner by means of a transformer is coupled to a secondary circuit in which the measuring instruments for observation or recording of the current changes are located.